• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.717-726
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• 2006

교량의 보강공법으로 주로 사용되는 외부강봉을 이용한 후인장공법은 적용범위가 넓고 교량의 극한 및 항복에 대한 강성을 증가시켜 휨 보강 효과가 뛰어나지만, 모재접합부의 응력집중, 비효율적인 하중분배, 고정앵커부설치, 유지관리의 어려움 등의 단점이 있다. 본 연구는 기존의 외부강봉을 이용한 후인장공법이 가지는 단점을 보완하고 강판접합공법의 장점을 접목한 새로운 개념의 보강공법으로 커버플레이트의 열변형 특성을 이용한 다단계 프리스트레싱 보강공법을 제안하고자 한다. 커버플레이트의 열변형 특성을 이용한 다단계 프리스트레싱 보강공법은 커버플레이트를 다단계로 가열하여 가열단계별로 거더의 하부플랜지에 고장력볼트로 접합한 뒤, 열원을 제거하여 발생하는 다단계 수축력을 보강에 필요한 프리스트레싱력으로 이용하는 보강공법이다. 커버플레이트의 다단계 프리스트레싱에 의한 보강효과는 커버플레이트의 온도분포와 가열구간에 따라 결정되므로 본 연구에서는 커버플레이트의 열전달 모형실험 및 강거더 모형 실험을 통하여 커버플레이트의 열전달해석과 프리스트레스 도입효과를 분석하였으며, 단경간 강거더 교량을 대상으로 제안된 보강공법의 효율성 및 적용성을 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.783-792
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• 2006

본 연구는 압연형강이나 조립형강과 같은 강구조물의 지간증가나 하중 증가로 큰 휨강성이 필요한 경우 상부플랜지나 하부플랜지에 부착하여 구조물의 하중저항성능을 향상시켜주는 커버플레이트의 온도변형을 이용한 프리스트레싱 도입 방법의 개발에 관한 것으로 다단계 온도변형이 도입된 커버플레이트를 프리스트레싱 도입을 위한 구조물에 강결한 후 커버플레이트의 수축으로 발생하는 다단계 수축력을 프리스트레싱력으로 이용하는 방법이다. 본 연구에서는 온도변형에 의하여 구조물에 도입되는 프리스트레싱력의 이론적 연구와 다단계 온도변형을 이용한 다단계 프리스트레싱 기법의 도입을 위하여 커버플레이트의 다단계 온도분포에 대한 열전달 이론해의 제시와 H형강을 대상으로 다단계 온도변형에 의한 다단계 프리스트레스 도입 효과를 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권4호통권56호
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• pp.159-169
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• 2009

본 연구는 다단계 온도프리스트레싱 공법으로 보강된 합성보의 하중재하 실험 및 구조해석을 통하여 온도프리스트레싱 공법의 프리스트레스 도입효과와 단면증가효과를 평가하였다. 연구결과 온도프리스트레싱을 이용한 합성보의 보강공법은 온도프리스트레싱에 의한 프리스트레스 도입 뿐 아니라 커버플레이트의 설치에 의한 단면증가로 합성보의 처짐 또한 감소시킬 수 있으므로 합성보의 효율적인 보강공법으로 적용이 가능할 것이다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.327-334
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• 2003

Thermal Prestressing Method for continuous composite girder bridges is a new design and construction method developed to induce initial composite stresses in the concrete slab at negative bending regions. Due to the induced initial stresses, prevention of tensile cracks at concrete slab, reduction of steel girder section, and reduction of reinforcing bars are possible. Thus, economical and construction efficiency can be improved. Method for determining optimum heating region of Thermal Prestressing Method, has not been established although such method is essential for increasing efficiency of the designing process. Trial-and-error method used in previous studies is far from efficient and more rational method for computing optimal heating region is required. In this study, efficient method for determining optimum heating region in the use of Thermal Prestressing Method is developed based on artificial neural network algorithm, which is widely adopted to pattern recognition, optimization, diagnosis, and estimation problems in various fields. Back-propagation algorithm, which is commonly used as a learning algorithm in neural network problems, is used for training of the neural network. Through case studies of 2-span continuous and 3-span continuous composite girder bridges using the developed process, the optimal heating regions are obtained.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.483-490
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• 2007

현재 콘크리트 교량의 보강 공법으로 주로 사용되는 외부 강봉을 이용한 후 인장 공법은 적용 범위가 넓고 교량의 극한 및 항복에 대한 강성을 증가시켜 휨보강 효과가 뛰어나지만, 모재 접합부의 응력집중, 비효율적인 하중 분배, 고정앵커부 설치, 유지관리의 어려움 등의 단점이 있다. 본 연구는 기존의 외부 강봉을 이용한 후 인장 공법이 가지는 단점을 보완하고 강판 접합 공법의 장점을 접목한 새로운 개념의 보강 공법으로 온도 프리스트레싱 보강 공법을 제안하고자 한다. 온도 프리스트레싱 보강 공법은 프리스트레싱 보강 강판을 다단계로 가열하여 가열 단계별로 콘크리트 교량의 하부에 접합한 뒤, 열원을 제거하여 발생하는 다단계 수축력을 보강에 필요한 프리스트레싱력으로 이용하는 보강 공법이다. 본 연구에서 제안된 온도 프리스트레싱 보강 공법의 적용을 위한 기초적인 연구로 프리스트레싱 보강 강판을 콘크리트 교량에 설치하기 위한 고정장치의 마찰저항 강도 실험과 온도 프리스트레싱에 의하여 콘크리트 교량에 도입되는 프리스트레싱 효과의 확인을 위한 응력 도입 실험을 실시하여 제안된 공법을 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.91-100
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• 2008

다단계 온도프리스트레싱 공법은 기존의 프리스트레싱 공법과 단면접합공법의 장점을 이용한 새로운 개념의 프리스트레싱 공법으로 프리스트레싱용 커버플레이트를 다단계로 가열하여 거더의 하부플랜지에 고장력볼트로 접합한 뒤, 열원을 제거하여 발생하는 다단계 수축력을 보강에 필요한 프리스트레싱력으로 이용한 공법이다. 본 연구는 다단계 온도프리스트레싱 공법의 실제적인 적용성 평가를 위하여 다단계 가열을 위한 가열 장비의 가열성능 평가 실험을 실시하였으며, 라멘형 강거더 임시교량을 제작하고 다단계 온도프리스트레싱 공법을 적용하여 도입 프리스트레싱력을 확인하였다. 또한, 트럭을 이용한 하중재하 실험을 실시하여 구조해석 결과와 비교하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.238-241
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• 2006

The needs for strengthening and rehabilitation of the concrete bridges are a growing concern in many countries and has been emphasized in various researches and papers. Traditional external post-tensioning method using either steel bars or tendons is commonly used as a strengthening method. However, the method has some disadvantages such as stress concentration at the anchorages. Multi-stepwise thermal prestressing method is a newly proposed method for strengthening and rehabilitation of concrete girder bridges. Founded on a simple concept of thermal expansion and contraction of steel, the method is a hybrid method of external post-tensioning and steel plate bonding, combining the merits of two methods. In this paper, basic concepts on strengthening and rehabilitation of concrete girder are presented and an illustrative experiment is introduced.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.695-702
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• 2007

온도프리스트레싱 공법은 강합성거더교 또는 강구조물에 인위적인 온도경사를 가하여 프리스트레싱력을 도입하기 위해 개발된 공법으로, 연속 강합성거더교에 적용할 경우 부모멘트 발생지점인 연속지점부 부근의 바닥판에 프리스트레스를 도입함으로써 콘크리트 바닥판의 인장균열을 억제하는 한편, 교축방향 보강철근 사용량 및 강거더 단면을 감소시킬 수 있어 경제성과 시공성의 향상이 가능한 공법이다. 이전의 연구에서 가열구간을 설정하기 위해 사용한 시행오차법은 비효율적인 것으로 온도프리스트레싱 공법을 적용한 설계가 효율적으로 이루어지기 위해서는 보다 합리적인 적정 가열구간의 설정기법이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 패턴인식, 최적화, 진단 및 예측 등을 수행하는데 많이 사용되고 있는 인공신경망 이론을 적용하여 온도프리스트레싱 공법을 적용한 연속 강합성거더교의 가열구간을 효과적이고 경제적으로 설정하는 기법을 제안하고자 한다. 인공신경망 이론을 학습시키기 위한 학습알고리즘으로는 일반적으로 널리 사용되는 오차역전파 알고리즘을 사용하였으며, 이를 이용하여 2경간 및 3경간 연속 강합성거더교의 가열구간을 예측하고 유한요소해석과의 비교를 통하여 학습알고리즘의 특성 및 예측의 정확도를 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.247-258
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• 2008

본 연구에서는 다단계 온도프리스트레싱이 도입된 강재보의 정적거동을 평가하기 위하여 H형강 시험체에 다단계 온도프리스트레싱을 도입한 후 정적 재하시험을 수행하였다. 도입한 온도 프리스트레싱력들의 차이 및 강재보와 커버플레이트 이음 형태에 따른 영향을 비교하기 위하여, 커버플레이트의 두께 및 커버플레이트와 강재보의 이음형식에 따라 높이 400mm, 길이 6,000mm의 시험체를 제작하였다. 정적재하 실험결과, 커버플레이트와 H형강을 볼트 이음하여 프리스트레싱한 시험체는 온도프리스트레싱이 도입되지 않은 시험체와 비교하여 항복하중은 13~18%, 강성은 27~34% 증가하였고, 볼트 및 용접 이음한 시험체는 항복하중이 18~29%, 강성이 43 ~51% 증가하는 것으로 나타났다. 또한 다단계 프리스트레싱의 도입으로 하중재하상태에서 시험체에 작용하는 응력상태가 다단계로 나타났다. 따라서 다단계 프리스트레싱의 도입은 강재보의 항복하중 및 강성을 증가시킬 수 있고, 단면 효율 및 프리스트레싱 효율의 증대가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.617-625
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• 2009

본 연구에서는 MgO를 첨가하여 자기팽창을 유도하는 화학적 프리스트레싱 기법(chemically prestressing method)으로 균열을 제어하는 방법을 다루고자 한다. 수화열에 의한 온도변형 및 수축과 같은 콘크리트의 필연적인 체적변화는 시공 중 균열을 발생시키고, 이는 장기적인 콘크리트의 내구성 및 사용성을 저하시키는 주요 요인으로 작용한다. 시공 중 발생하는 균열을 제어하기 위하여 본 연구는 MgO 콘크리트의 팽창 특성을 모델링하고 콘크리트의 단면 내 온도분포로부터 온도응력 및 자기팽창 응력을 평가하는 3차원 유한요소해석 프로그램을 개발하였다. 개발된 해석프로그램은 온도의존적 자기팽창량과 팽창응력을 검증하였고, 예제 해석을 통하여 MgO 팽창 여부에 따른 잔류응력(residual stress)의 변화 양상을 비교, 분석하였다. 저온에서 소성한 MgO를 혼입하여 제조한 장기팽창성 콘크리트는 온도의존적 특성을 보이고 수년에 걸쳐 발생하는 경향을 보이므로, 장기적으로 높은 온도가 유지되는 매스콘크리트 구조물의 온도균열을 제어하는데 가장 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다.