• Composites Research
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• 제24권5호
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• pp.29-33
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• 2011

교량 바닥판에서 고성능 재료의 적용은 고가임에도 불구하고 바닥판 중량 감소와 경제성 향상을 위한 대안으로 대표될 수 있다. 초고성능콘크리트 재료를 활용한 교량에서 기존의 헤드형 스터드가 바닥판과 강재 거더사이의 전단력을 충분히 전달할 수 있는지 그 적용성을 검증할 필요가 있다. 이 논문에서는 UHPC 교량 바닥판과 강재 거더의 합성거동을 분석하기 위해 2면 전단실험을 수행하였다. 정적 재하 실험 결과 헤드형 스터드의 실험체별 극한강도는 직경에 비례였으며, 일반 콘크리트, 교량 바닥판에 비해 전단강도가 향상되는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.451-458
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• 2004

본 연구는 재래 철근과 Fiber Reinforced Polymer 보강재를 사용한 Hybrid Reinforcement System의 기본 개념과 적용성에 대해 기술하고 있다. 콘크리트 교량상관은 보로서 지지되고 상하 두층의 보강재로 인장보강되어 있다. HRS를 이용한 콘크리트 교량상판에서는 보 지지점 부근의 부모멘트에 대한 상부 인장력은 FRP 봉으로 저항하고 보 지지점 중앙부근의 하부인장력은 재래의 철근으로 저항한다. HRS를 이용한 콘크리트 교량상판은 FRP 봉은 비 부식성이고, 부식되기 쉬운 철근은 교량상판 위로부터 가급적 멀리하여 부식물질의 침투를 막을 수 있는 장점이 있다. HRS를 이용한 콘크리트 교량상판은 또한 극한상태에서 충분한 연성을 가지고 있다. 그 이유는 1) FRP봉은 철근보다 탄성계수가 낮고 파단시의 최대 변형률이 크며, 2) 충분한 FRP 보강량을 사용하면 극한변형률을 낮출 수 있으며, 3) 부모멘트 구간의 일부를 비부착시켜 극한 변형률을 낮출 수 있다. 실험 연구 결과 보통의 FRP보강비의 범위에서는 FRP 및 HRS 콘크리트 슬래브는 FRP봉의 파단이 아니라 콘크리트의 압축에 의해 파피됨을 보여주고 있다. 그러므로 HRS를 이용한 연속 콘크리트 교량상관에서는 정모멘트부의 하부철근이 먼저 항복하여 소성힌지를 형성하고 나중에 부보멘트나 정모멘트부의 콘크리트가 압축파괴되어 FRP 콘크리트 슬래브에 비하여 상당한 소성에너지를 소모한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.50-60
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• 2013

본 연구에서는 교량의 노면조도 및 교량과 차량 사이의 상호작용을 고려한 수치해석방법을 사용하여 도로교설계기준에 규정된 표준트럭 하중인 KL-510에 의한 강판형교의 동적응답을 연구하였다. 대상교량은 건설부에서 제정한 "도로교 상부구조 표준도"에 수록되어 있는 지간이 20m, 30m와 40m인 단순 강판형교를 사용하고. "보통의 도로"에 대하여 생성시킨 10개의 노면조도를 사용하였다. 차량은 5축 트랙터-트레일러인 표준트럭하중 KL-510을 3차원 차량으로 모델링하고, 교량은 주형을 보요소로, 콘크리트 바닥판은 쉘요소로, 주형과 콘크리트 바닥판 사이는 Rigid Link를 사용하여 3차원으로 모델링하였다. 이와 같은 노면조도 및 차량을 사용하여 강판형교의 충격계수와 DLA를 구하고 각국의 설계기준과 비교 검토하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.533-536
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• 2008

H 형강은 시공성과 유지관리의 간편성으로부터 교량의 주형과 가설 구조물에 사용하는 경우가 증가하고 있다. 특히 H형강을 교량에 적용하는 경우 지점부의 부모멘트에 의해 지간장 20m 내외가 한계이고, 기존공법의 경우 콘크리트를 사용한 공법에 비해 큰 장점을 가지고 있지 못한다. 따라서 본 연구에서는 교량의 장지간화가 가능한 가로거더공법을 개발하여 기존의 강교량의 문제점을 극복한 장지간 H형강 강합성 교량을 개발하고자한다. 여기서는 수치해석적 방법으로 주형과 주형이 연속화되는 시점을 변화시켜 내하력을 계산하고, 그 결과로 부터 합리적인 가로거더공법을 개발하고자한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권4호
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• pp.925-946
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• 2015

This paper presents a new cost-effective hybrid GFRP-Concrete deck system that the GFRP panel serves as both tensile reinforcement and stay-in-place form. In order to understand the fatigue behavior of such hybrid deck, fatigue test on a full-scale specimen under sagging moment was conducted, and a series of static tests were also carried out after certain repeated loading cycles. The fatigue test results indicated that such hybrid deck has a good fatigue performance even after 3.1 million repeated loading cycles. A three-dimensional finite element model of the hybrid deck was established based on experimental work. The results from finite element analyses are in good agreement with those from the tests. In addition, flexural fatigue analysis considering the reduction in flexural stiffness and modulus under cyclic loading was carried out. The predicted flexural strength agreed well with the analytical strength from finite element simulation, and the calculated fatigue failure cycle was consistent with the result based on related S-N curve and finite element analyses. However, the flexural fatigue analytical results tended to be conservative compared to the tested results in safety side. The presented overall investigation may provide reference for the design and construction of such hybrid deck system.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권2호
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• pp.357-374
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• 2015

Orthotropic decks composed of deck plate, ribs, cross beams and wearing surface are frequently used in industry to span long distances due to their light structures and load carrying capacities. As a result they are broadly preferred in industry and there are a lot of bridges of this type exist in the world. Nevertheless, some of them cannot sustain the anticipated service life and damages in form of cracks develop in steel components and wearing surface. Main reason to these damages is seen as the repetitive wheel loads, namely the fatigue loading. Solutions to this problem could be divided into two categories: qualitative and quantitative. Qualitative solutions may be new design methodologies or innovative materials, whereas quantitative solution should be arranging dimensions of deck structure in order to resist wheel loads till the end of service life. Wearing surface on deck plate plays a very important role to avoid or mitigate these damages, since it disperses the load coming on deck structure and increases the bending stiffness of deck plate by forming a composite structure together with it. In this study the effect of Elastic moduli, Poisson ratio and thickness of wearing surface on the stresses emerged in steel deck and wearing surface itself is investigated using a FE-model developed to analyze orthotropic steel bridges.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.49-57
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• 2014

일반적으로 사용되는 철근콘크리트 교량의 바닥판에는 겨울철 과다한 염화칼슘의 사용과 그로인해 유발되는 성능저하로 인해 균열이 발생하고 수분이 침투하여 바닥판 내부의 철근이 부식됨으로써 균열이 생성 및 진전된다. 이러한 철근콘크리트 바닥판의 단점을 원천적으로 차단하기 위하여 바닥판 내부의 철근을 제거한 후 바닥판 외부에서 Steel strap을 이용하여 거더의 횡방향 거동을 구속시킴으로써 아칭효과를 극대화하고 내하력을 향상시킨 무철근 교량 바닥판이 최근에 개발 및 실용화되고 있다. 본 연구에서는 횡구속된 무철근 바닥판의 영향인자를 파악하기 위하여 콘크리트의 비선형성을 고려하였고 바닥판의 두께, 지간장 및 횡방향 구속강성도 등에 대하여 유한요소법을 이용한 매개변수해석을 수행했다. 또한, 이러한 해석결과를 활용하여 우리나라의 실정에 적합한 설계식을 제안하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권2호
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• pp.227-239
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• 2018

Integral abutment bridges (IABs) have no joint across the length of bridge and are therefore also known as jointless bridges. IABs have many advantages, such as structural integrity, efficiency, and stability. More importantly, IABs have proven to be have both low maintenance and construction costs. However, due to the restraints at both ends of the girder due to the absence of a gap (joint), special design considerations are required. For example, while replacing the deck slabs to extend the service life of the IAB, the buckling strength of the steel girder without a deck slab could be much smaller than the case with deck slab in place. With no deck slab, the addition of thermal expansion in the steel girders generates passive earth pressure from the abutment and if the applied axial force is greater than the buckling strength of the steel girders, buckling failure can occur. In this study, numerical simulations were performed to estimate the buckling strength of typical steel girders in IABs. The effects of girder length, the width of flange and thickness of flange, imperfection due to fabrication and construction errors on the buckling strengths of multiple and single girders in IABs are studied. The effect of girder spacing, span length ratio (for a three span girder) and self-weight effects on the buckling strength are also studied. For estimation of the reaction force of the abutment generated by the passive earth pressure of the soil, BA 42/96 (2003), PennDOT DM4 (2015) and the LTI proposed equations (2009) were used and the results obtained are compared with the buckling strength of the steel girders. Using the selected design equations and the results obtained from the numerical analysis, equations for preventing the buckling failure of steel girders during deck replacement for maintenance are presented.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권3호통권32호
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• pp.309-321
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• 1997

차량이 교량을 통과할 때 교량에 발생하는 충격계수는 교량의 설계시 매우 중요한 인자이다. 본 연구에서는 2연속 강판형교의 지간 중앙점에 발생하는 충격계수에 관한 실험 및 해석적 연구를 수행하였다. 교량의 수치해석시 교량과 차량은 3차원으로 모델링하였으며. 교량의 노면조도는 Intelligent Total Station으로 직접 측정하여 사용하였다. 이때 교량의 주형은 보요소, 콘크리트 바닥판은 쉘요소를 사용하고 주형과 콘크리트 바닥판 사이는 Rigid Link를 사용하여 연결시켰다. 교량과 차량 사이의 상호작용을 고려하여 차량의 운동방정식을 유도하였으며, 차량의 여러 가지 주행속도에 따른 교량의 지간 중앙점에서의 충격계수를 구하여 우리나라 및 외국의 시방서 규정과 비교 검토하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.77-87
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• 2013

국내 교량 설계에서 온도 하중에 대한 현재 LSD (한계 상태 설계법)는 다양한 교량 형식에 대한 동일한 기준을 적용하고 있다. 본 연구에서는 유효 온도를 산정하기 위해 실제 크기의 상판이 없는 강상자형거더교 시험체를 제작하였다. 1년동안 강상자형거더교모형의 18개 지점에서 온도데이터를 측정하였다. 측정된 데이터를 바탕으로 대기 온도에 따른 교량단면내 유효 온도를 산정 하였다. 유로 코드의 유효 온도와 비교할 때 실측 유효온도의 결과는 매우 유사한 상관 관계를 보였다. 따라서, 본 데이터를 기반으로 산정 된 유효 온도는 국내 교량 설계에 온도 하중에 적합한 설계 기준을 제시하기 위한 기초 자료로 사용할 수 있다.