• 제목/요약/키워드: strengthened bridge deck

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성능향상된 교량 바닥판의 확률론적 해석 및 수명연장 분석 (Analysis of Probability and Extended Life Cycle of Strengthened Bridge Deck)

  • 심종성;오홍섭;최장환;김언경
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.635-642
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    • 2003
  • 최근들어 노후화된 교량의 증가에 따라 바닥판의 보강효과에 대한 많은 연구가 이루어지고 있으나 대부분의 연구는 실험실 수준에 국한되어 있으며, 구조물의 피로거동은 이동하중이 아닌 고정반복하중에 의한 연구가 집중적으로 시행되고 있다. 본 연구에서는 이동하중의 영향을 반영하기 위하여 국내에서 실측된 축하중으로 활하중 모델을 제시하였다. 확률론적 해석과 신뢰성 해석을 적용하여 탄소섬유쉬트와 격자형 탄소섬유로 성능향상된 바닥판의 보강효과 및 연장수명을 예측한 결과 성능향상 된 설계 2등급의 교량바닥판은 일반적인 증가 차량하중에 대하여 사용기간동안 충분한 내하력뿐만 아니라 충분한 피로거항성을 갖는 것으로 나타났다.

일방향 섬유로 성능향상된 교량 상판의 파괴거동 및 항복선 이론을 적용한 해석적 연구 (A Study on the Failure Behavior and the Application of Yield-Line Theory on the Bridge Decks Strengthened by Directional Fiber Plastic)

  • 심종성;오홍섭;류승무
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.81-86
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    • 2001
  • The concrete bridge decks are in need of replacement and rehabilitation due to decreasing load carrying capacity. In this study, to propose a strengthening technique that improves usability and structural performance of the bridge deck and to propose an efficient strengthening design technique which satisfies both the strength End serviceability of the bridge deck, this paper shows the failure characteristics of the strengthened bridge decks and proposes an empirical yield criterion. Therefore, strengthening efficiency was proposed based on the experiment and yield line analysis result. The yield line theory which adopts the modified criteria of Johansen is considered to predict the ultimate strength about all strengthening material(Carbon Fiber Sheet, Carbon Fiber Rod, Grid Type Carbon Fiber).

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정적하중과 사용하중하에서 유리 섬유로 보강된 교량 바닥판의 거동특성에 대한 비교 (Behavior Characteristics Comparison of Bridge Decks Strengthened with Glass Fiber Sheets On the Static Load and Service Load)

  • 심종성;오홍섭;류승무;김영호
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.59-64
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    • 2001
  • The concrete bridge decks are in need of replacement and rehabilitation due to decreasing load carrying capacity. In this study, to extend life cycle of the concrete bridge decks which are reinforced with the glass fiber sheets, the concrete bridge decks are examined on the strengthen effect and the fatigue behavior. The behavior of strengthened slabs is represented by load-displacement relationship, variation of compliance and total released energy. Owing to result of that, the strengthened slabs is modified the elasticity, the compliance and represents to control the crack elongation, to elevate the total released energy, to modify the fatigue life. When the concrete bridge deck is strengthened, the crack propagation nay be controled efficiently.

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성능향상된 교량 바닥판에서의 피로수명에 대한 확률론적 해석 (Probabilistic Analysis on the Fatigue-Life of the Strengthened Bridge Decks)

  • 심종성;오홍섭;류승무;박성재
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.393-398
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    • 2002
  • This study shows the fatigue test results of experiment on the strengthened slabs, the probability analysis of the fatigue behavior is also presented. Static und fatigue tests were performed on bridge decks strengthened with fiber plastics(Carbon Fiber Sheet, Glass Fiber Sheet, Grid Type Carbon Fiber). In this study, to analyze the probabilistic distribution of the fatigue life, the Weibull distribution was adopted. The Weibull distribution coefficient is inferred from the S-N diagram and the number of repeated load. As the result analysis, as the stress level is higher, the fatigue limit of the strengthened bridge deck are similarly discovered but in the range of the fatigue limit, CG specimen that was strengthened with Grid Type Carbon was proved most effective of reinforcement.

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교량 바닥판의 파괴형태를 고려한 임계보강재비의 이론적 산정 (Theoretical Assessment of Limit Strengthening Ratio of Bridge Deck Based on the Failure Characteristic)

  • 심종성;오홍섭;유재명
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.110-117
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    • 2002
  • 공용하중의 증가 등에 따른 교량 바닥판의 성능향상 시 바닥판 두께, 콘크리트 강도, 철근강도 그리고 철근비와 더불어 보강재비에 의하여 바닥판의 파괴양상은 바뀌어 질 수 있다. 일반적으로 교량 바닥판의 파괴양상은 주철근 및 배력철근의 항복 이후에 펀칭전단파괴가 발생하는 것으로 나타나고 있으며, 외부부착공법을 적용함에 있어서 이러한 파괴양상을 유지해야 될 것으로 판단된다. 본 연구에서는 바닥판에 사용된 철근비 및 보강재비 등을 주요변수로 하여 항복선 이론 및 소성 펀칭모델 등을 적용한 항복강도 및 파괴강도를 해석하였으며, 철근비에 따른 임계보강재량을 제안하였다.

외부부착 보강된 교량 바닥판 균열폭의 반경험적인 예측 (Semi-Empirical Prediction of Crack Width of the Strengthened Bridge Deck with External Bonding Plastic)

  • 심종성;오홍섭
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.231-238
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    • 2002
  • 콘크리트 교량 바닥판은 건조수축 및 온도변화 등에 의하여 초기 1차균열이 발생하고, 사용기간 동안 반복되는 차량하중의 크기와 철근 간격 등에 의하여 초기 균열이 이방향 균열로 점차 발전하게 된다. 그러나 현재 사용되고 있는 대부분의 균열 예측식이 일방향 부착-슬립이론에 기초하고 있기 때문에 철근과 보강재의 간격에 따라 변화되는 교량 바닥판의 균열폭을 예측하고 보강된 바닥판의 사용성을 평가하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 시험결과에 기초하여 성능향상된 바닥판의 균열 메카니즘을 구명하였으며, 이로부터 사용성을 평가할 수 있는 새로운 균열예측식을 제안하였다. 제안된 균열예측식은 기존 균열식에 비하여 예측결과가 우수한 것으로 나타났으나, 철근 항복 이후 철근과 보강재의 변형률이 급격히 증가할 때 오차범위가 커지는 것으로 나타나 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. 따라서 보다나은 균열예측을 위해서는 피로 하중하에서의 철근 항복이후에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

Study of structural parameters on the aerodynamic stability of three-tower suspension bridge

  • Zhang, Xin-Jun
    • Wind and Structures
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    • 제13권5호
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    • pp.471-485
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    • 2010
  • In comparison with the common two-tower suspension bridge, due to the lack of effective longitudinal restraint of the center tower, the three-tower suspension bridge becomes a structural system with greater flexibility, and more susceptible to the wind action. By taking a three-tower suspension bridge-the Taizhou Bridge over the Yangtze River with two main spans of 1080 m as example, effects of structural parameters including the cable sag to span ratio, the side to main span ratio, the deck's dead load, the deck's bearing system, longitudinal structural form of the center tower and the cable system on the aerodynamic stability of the bridge are investigated numerically by 3D nonlinear aerodynamic stability analysis, the favorable structural system of three-tower suspension bridge with good wind stability is discussed. The results show that good aerodynamic stability can be obtained for three-tower suspension bridge as the cable sag to span ratio is assumed ranging from 1/10 to 1/11, the central buckle are provided between main cables and the deck at midpoint of main spans, the longitudinal bending stiffness of the center tower is strengthened, and the spatial cable system or double cable system is employed.

보강판으로 외부부착 보강된 교량 바닥판의 성능향상을 위한 변수 해석 (Analysis of Strengthening Veriables for Strengthened Bridge Decks by Externally Bonded Sheet)

  • 심종성;오흥섭
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.556-565
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    • 2002
  • 콘크리트 교량 바닥판은 건조수축 및 온도변화 등에 의하여 초기 일차균열이 발생하고, 사용기간 동안 반복되는 차량하중의 크기와 철근 간격 등에 의하여 초기 균열이 이방향 균열로 점차 진전하게 된다. 바닥판의 거동을 효율적으로 향상시키기 위해서는 보강방향에 대한 고려가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 탄소섬유쉬트를 보강재로 사용한 경우의 보강된 바닥판에 대한 비선형 유한요소해석을 실시하였으며, 해석의 정확성을 높이기 위하여 보강된 바닥판의 경계조건과 재료성질을 시험조건과 부합될 수 있도록 모사하였다. 보강방향과 보강량에 대한 해석결과는 시험결과와 비교, 분석함으로써 정확성을 검증하였으며, 이와 함께 보강된 바닥판의 효율성을 검증하기 위하여 보강재량, 폭과 두께 등과 같은 보강변수에 의한 보강후의 구조적 효율성을 고찰하였다.

부모멘트부의 효율성을 고려한 외부강선으로 보강된 콘크리트 거더 연속교의 거동 (Structural Behavior of Concrete Girder Continuous Bridges Strengthened with External Tendons Considering the Efficiency at Negative Moment Region)

  • 한만엽;조병두;전세진
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.555-564
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    • 2013
  • 이 연구에서는 연속 거더교의 외부강선 보강 효과를 극대화할 수 있는 효율적인 방법을 도출하였다. 등가하중개념을 적용하여 기존 방법 대비 제안된 보강 방법의 개선점을 명확히 분석하였다. 보강 효과의 검증을 위해 연속보의 외부강선 보강 실험을 실시하여 외부강선에 의한 내하력 향상 효과를 고찰하였다. 연속보 실험체는 콘크리트 거더 연속교의 일반적인 시공법과 동일하게 바닥판 슬래브 부분만을 연속화하여 제작하였다. 실험 결과 동일한 크기의 외력이 작용할 때 외부강선이 보강된 실험체는 보강되지 않은 실험체에 비해 처짐이나 변형률이 대폭 감소하는 경향을 보였으며, 부재의 강성도 또한 증가하였다. 특히 제안된 방법은 연속교 중간 지점부의 부모멘트에 의한 바닥판의 인장응력을 효과적으로 감소시킬 수 있음이 확인되었다.

Ambient Vibration measurements and finite element modelling for the Hong Kong Ting Kau Bridge

  • Au, F.T.K.;Tham, L.G.;Lee, P.K.K.;Su, C.;Han, D.J.;Yan, Q.S.;Wong, K.Y.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제15권1호
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    • pp.115-134
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    • 2003
  • The Ting Kau Bridge in Hong Kong is a cable-stayed bridge comprising two main spans and two side spans. The bridge deck is supported by three towers, an end pier and an abutment. Each of the three towers consists of a single reinforced concrete mast which reduces its section in steps, and it is strengthened by transverse cables and struts in the transverse vertical plane. The bridge deck is supported by four inclined planes of cables emanating from anchorages at the tower tops. In view of the threat from typhoons, the dynamic behaviour of long-span cable-supported bridges in the region is always an important consideration in their design. This paper is devoted to the ambient vibration measurements of the bridge for evaluation of dynamic characteristics including the natural frequencies and mode shapes. It also describes the modelling of the bridge. A few finite element models are developed and calibrated to match with the field data and the results of subsequent structural health monitoring of the bridge.