This study presented the analytical safety evaluation of precast modular bridge super-structure, using standardized modular members and robotic construction during the transportation routing and lifting conditions. In order to evaluate the safety performance of the bridge system, linear and nonlinear 3D full scale Finite Element (FE) for 12 m and 16 m standardized modular blocks was developed in ABAQUS and then analytical study was classified into two different structural systems according to steel girder structures: 1) modular bridge block lifting method including the steel girder system; 2) modular bridge block lifting method without the steel girder system. As a result, in analytical study, the results revealed that the maximum stress of each modular member was in maximum allowable stresses, during lifting condition. However, the stress concentration at the connected area was more critical in comparison to the behavior of entire modular blocks both 12 m and 16m, during lifting time.

최근 지진하중에 대한관심이 높아져 가는 가운데 내진설계가 되어 있지 않은 기존 교량의 내진성능 향상 및 신설될 교량의 구조적 기능성과 안전성을 증대시키기 위한 방안으로 희생부재형 에너지소산장치(Energy-Dissipating Sacrificial Device, EDSD)가 개발되었다. 본 연구에서는 제안된 장치가 내진성능 향상을 위한 기법으로 실제 교량에 적용될 수 있도록 실험을 통해 EDSD의 성능 및 안정성을 검토하였다. 유사동적실험 결과, EDSD는 지진하중 시 양호한 에너지 소산능력을 발휘할 것으로 예상되며 충분한 소성거동을 통해 교량의 주거더에는 손상을 거의 주지 않으며 주부재간의 연결부 또한 안전함을 알 수 있었다. 또한, 강합성 플레이트 거더교를 대상으로 EDSD를 적용하고 교각의 에너지, 수평력 및 상 하부 구조간의 상대변위 등의 지진응답특성을 분석한 결과, EDSD는 지진력을 효과적으로 감소 및 분산시키고 상 하부 구조간의 상대변위를 상당히 감소시키는 것으로 나타났다. 따라서, EDSD는 설계 지진하중 또는 그 이상의 지진하중 하에서 특별한 유지관리 없이 그 기능을 발휘할 수 있을 것으로 예상되며 우리나라와 같이 지진이 빈번히 발생하지 않는 지역에서 기능적 경제적 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 분절형 콘크리트 블록과 아웃리거를 적용한 분절형 프리캐스트 패널 아치 교량의 분절형 프리캐스트 콘크리트 패널 연결부의 형상과 상세를 개선하기 위하여 프리캐스트 패널 연결부에 대한 3차원 비선형 구조해석을 실시하였다. 콘크리트 프리캐스트 패널의 경우 아치 교량의 특성에 따라 압축력이 작용하게 되므로 패널 연결부에 대한 지압 거동 특성을 반영할 수 있도록 원형 연결부를 적용하였으며, 본 연구에서는 이러한 패널 연결부의 특성과 상세에 따른 영향을 고려하기 위하여 프리캐스트 패널 연결부 상세와 지압 하중의 방향을 변화시켜 그 영향을 확인하였다.

다양한 리모델링 시공 중 추가적인 하중저항을 확보하기 위한 기초시공에서는 경제성, 시공성, 소음/진동 등의 이유로 헬리컬 파일을 사용하고 있으며, 좁은 공간에서 소규모 장비를 사용하여 회전관입하므로 파일의 길이가 3m로 제한되어 다수의 연결부가 소요된다. 이러한 연결을 위해 주로 가격이 낮은 pin 타입의 연결부가 사용되고 있으나 토크에 대한 저항력이 낮고 그라우팅이 어려운 단점을 가지고 있다. 이에 기존 대비 20% 이상 토크저항성을 가지며 동시에 경제성을 확보할 수 있는 새로운 헬리컬 파일 연결부를 고안하였고 유한요소해석을 통해 구조성능을 분석하였다.

For PHC pile, mechanical connection joints can be essential to connect PHC piles over 15m in length for deep foundation. This study was examined flexural capacity of PHC pile connected with high-performance connection device. To examine flexural capacity of PHC pile, two PHC piles with 5m length were connected using ring-type connecting plate developed recently. Its connection capacity and failure mode were evaluated through four-point flexure test.

To ensure the safety of weathering steel structures, it is important to evaluate the time-dependent corrosion behavior. Thus, progress and effect of corrosion damage on weathering steel members should be evaluated, but predicted corrosion depth do not go far enough until now, which is affected by the corrosion environment. In this study, the corrosion resistant of weathering steel was examined to quantifiably investigate and compare the corrosion depth of carbon and weathering steel.

To ensure the safety of weathering steel structures, it is important to evaluate the time-dependent corrosion behavior. Thus, progress and effect of corrosion damage on weathering steel members should be evaluated, but predicted corrosion depth do not go far enough until now, which is affected by the corrosion environment. In this study, the corrosion resistant of weathering steel was examined to quantifiably investigate and compare the corrosion depth of carbon and weathering steel.

단일현장타설말뚝교각은 희생강관을 지중에 매입한 후 말뚝부와 교각을 일체화된 철근콘크리트로 형성하는 구조로서 교각과 말뚝 캡의 철근배근 등 연결상세에 따른 시공상의 문제점이 발생하지 않으므로 항타 말둑과 말뚝 캡을 사용하는 일반적인 경우에 비하여 경제성이 우수하다. 그러나 말뚝과 교각의 직경이 동일한 경우 소성힌지가 지표면 이하에 형성되어 지진 작용 후 지반을 굴착하지 않고서는 소성힌지의 형성여부 및 손상 여부를 파악하기 곤란하며 보수 및 보강도 쉽지 않다. 소성힌지가 지표면 이하까지 발생하지 않도록 하기 위해서는 말뚝의 지름을 교각보다 크게 해야 하는데, 이 경우 동일한 지름의 말뚝-교각 일체형 구조에 비하여 소성힌지 길이가 상대적으로 짧아지므로 콘크리트의 피복박리가 빨리 발생하여 소성회전 능력이 감소된다고 알려져 있다. 본 연구에서는 말뚝의 직경이 교각보다 큰 변단면 단일현장타설말뚝교각의 소성힌지영역을 콘크리트 충전 강관(CFT, Concrete-Filled Tube)구조를 활용하여 보강하는 형식, 즉, 말뚝-CFT교각-RC교각을 일체화 연결하는 구조를 제안하였다. CFT형식은 RC구조에 비해 내진성능이 우수한 것으로 알려져 있으며, 일반강재 대비 내진성능을 향상시킬 수 있는 특수용 강재를 적용할 수 있는 장점이 있다. 실험 연구를 통하여 제안된 연결구조와 기존 형식의 휨 성능을 평가하였으며, 실험 결과 새롭게 제안된 형식의 연성이 우수한 것으로 나타났다.

This paper presents a structural analysis method for moment-rotation capacity evaluation of press-braked steel girders and its application. The material-properties may be affected significantly due to the press-braking manufacture. Since strain-hardening induced by press-braking generally reduces the moment-rotation capacity, such the effects have to be thoroughly reviewed. The effects of the cold-working on the material properties, geometric imperfections and residual stresses were properly included into the analytical modeling. A series of nonlinear analyses were conducted for the Z-section girder models with the SM490 steel plates of 24mm thickness by using the Newton-Raphson method and the modified Riks method provided by the ABAQUS.

To determine the type and dimension of modular deck, the parameter study was executed. Decks of three types were proposed and static tests were performed to verify the structural performance. From the test results, the full steel plate composite deck had about three times strength as the others.

To determine the type and dimension of modular deck, the parameter study was executed. Decks of three types were proposed and static tests were performed to verify the structural performance. From the test results, the full steel plate composite deck had about three times strength as the others.

본 논문에서는 구조용 후판강재를 절곡하였을 때, 절곡부에서의 파괴인성 변화에 대해 시험적으로 평가한 내용을 제시한다. 강재에 절곡 제작과정에 의한 전변형(prestrain)이 심할수록 변형시효에 의해 파괴인성이 상당히 저감될 수 있는 것으로 알려져 있어, 절곡부재가 구조용으로 활용되기 위해서는 이에 대해 사전에 검토되어야 한다. 이에 따라 본 논문은 금속재료 굽힘 시험 방법에 따라 절곡된 후판부재로부터 시편을 채취한 후 샤르피 V-노치 충격시험을 실시하여 절곡부에서의 파괴인성을 평가하였다. 본 실험에 사용된 강재는 판두께 24mm의 일반 구조용 압연 강재인 SM490이다. 내부 휨 반경-판두께비(ri/t)를 15와 5로 절곡각은 45°와 90°로 하여 각각 시험체를 제작하여 비교연구를 수행하였다. 국내외 설계기준에 의하면 절곡 시 ri/t는 절곡부재의 기계적 성질에 영향을 미치는 중요한 인자로써 제시되어 있다. 따라서, 원판의 파괴인성, 내부 휨 반경-판두께비 등에 따른 절곡 전후의 파괴인성 변화 특성을 살펴보았다. 추후, 인성이 뛰어난 고성능 강재에 대한 추가적인 연구와 비교평가가 이뤄진다면 보다 의미있는 결과를 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

강재 후판을 이용한 구조부재 제작 시에 절곡에 의해 제작하면 후판의 절단 및 용접 과정을 줄일 수 있어 보다 경제적일 수 있지만, 상세한 제작기준이나 검토 방안이 명확히 제시되어 있지 않아 실현되지 못하고 있는 실정이다. 재료의 변형경화로 인해 절곡부의 연신율과 인성이 저하되기 때문에, 절곡에 의한 제작방식은 이러한 영향이 상대적으로 낮은 8mm 이내의 박판에 대해 적용되어 왔다. 국내외 제작기준에서는 냉간 휨가공 시의 절곡내경-판두께비(ri/t)를 제한하고 있으며, 주로 충격인성에 의해 관련 규준들이 제시되고 있다. 절곡 제작된 부재가 휨을 받는 구조부재로써 활용되기 위해서는 충분한 휨연성을 확보하는지 검토되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 절곡 시편에서 표준시험을 통해 획득한 비탄성 응력-변형율 특성을 고려한 3차원 비선형 유한요소 해석을 수행하였다. 판 두께 24mm의 교량 구조용 압연 강재인 HSB500을 절곡내경-판두께비 5로 절곡한 U형 단면 보의 비탄성 휨거동을 해석적으로 평가하였고, 이 때 웨브 높이가 연성거동에 상당한 영향을 주는 것으로 보여진다. 향후 실 구조물 규모의 실험을 통해 검증된 해석적 모형을 이용하여 다양한 단면제원에 대한 성능평가 연구를 효과적으로 수행할 수 있을 것으로 사료된다.