기존 선로구조물의 대부분은 준공된 지 상당한 시일이 경과되어 노후화가 많이 진행된 상태이다. 특히 기존 철도교량 중 판형교는 상당수가 준공으로부터 40~60년 이상 경과된 노후교량이며 도상 없이 거더에 침목이 직결되어 있어서 차량의 주행하중이 교량에 직접 전달되므로 유도상 교량과 비교하여 교량에 가해지는 충격 및 소음이 클 뿐만 아니라 동적인 충격과 진동도 상대적으로 크다. 따라서 기존선 판형교에 대한 적절한 유지관리 및 보수, 보강기술의 개발이 매우 시급하다. 본 연구에서는 기존선 판형교의 성능개선과 소음, 진동 문제 해결을 위해 기개발된 레일매립궤도 시스템의 특징을 소개하고, 레일매립궤도의 진동 및 소음 저감 성능을 평가하기 위해 길이 5m 침목이 설치되어 있는 무도상 판형교와 레일매립궤도를 적용한 판형교를 제작하여 동일한 가진 조건에 따라 발생되는 진동응답을 측정하고 분석하였다. 또한 실험에서 얻은 진동응답 데이터를 음향해석 모델의 입력데이터로 사용하여 방사소음해석을 수행하였다. 실험 및 해석 결과 레일매립궤도를 적용한 판형교가 무도상 판형교 보다 진동에서는 15.0~18.8dB정도 감소하고 소음의 경우 평균 7.7dB(A)정도 감소하는 것으로 확인되었다.

교량 시설물은 사회적으로 중요한 기반 시설물로서 공용기간 동안 안전한 관리가 중요하다. 도로교량의 많은 비율을 차지하고 있는 강박스거더교량의 경우 허용응력설계법으로 설계되고 내하력이 평가되어 왔으나, 최근 한계상태설계법으로 설계기준이 변경되었음에도 불구하고 내하력 평가에서는 아직까지 허용응력법을 대부분 사용하고 있는 실정이다. 이에 이 연구에서는 2 가지 설계 방법을 이용하여 다수의 교량에 대한 내하율 평가 결과를 비교하고, 기존의 허용응력법에 의한 내하력을 한계상태법에 의한 내하력으로 환산하는 방법을 모색하고자 하였다. 이 결과는 추후 교량을 관리함에 있어 보강 필요성 판단 및 한계상태법에 의한 내하력 평가에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Recently, concrete-steel hybrid girder is being developed to improve economic efficiency and durability. To evaluate flexural behavior of the proposed girders, 17.0m full-scale joint was fabricated and tested under vertical loading. The study was examined vertical displacement; the strain of the reinforcement; and the crack patterns in the concrete. The proposed girders was analyzed to be safe in all members.

Recently, steel has been very frequently chosen in building many civil infra-structures including bridges due to its several beneficial advantages as compared to concrete structures. However, for the most cases, damage such as section reduction, that is resulted from corrosion, was natural and inevitable. Therefore, it becomes very important to evaluate the structural safety and to estimate the life for the worst cases. In this study, the corrosion behaviors of mock-up specimen with box girder were examined by visual inspection.

Road bridges are affected by de-icing chemicals, which are used to prevent snow and ice on the road. Corrosion of steel girders due to de-icing chemicals are becoming common problems. The deterioration of steel girder ends due to deck joint leakage and occasional spray from passing vehicles usually cause section losses and strength reduction. This report presents th results of a study carried out to repair corroded steel box girder bridge.

This study investigated the behavior of newly-developed circular steel girder over bridge. The traditional bridge is a simple span with the maximum span length about 7.0m. The proposed bridge is sequenced by extending a steel tube girder and reducing the number of infrastructure. It can make to improve constructability and save cost. In this study, we conducted a finite element analysis of the behavior of the main part, and aimed to check the compliance of allowable stress.

본 논문에서는 UHPC 바닥판과 강재 거더를 이용하여 합성보를 구성할 때, UHPC 바닥판의 높은 강도와 강성으로 인하여 합성보 구성 시에 강재 거더의 상부 플랜지를 없앤 역T형 거더를 적용하고자 하였다. 그러나 현재까지 강재 복부에 설치되는 전단연결재에 대한 거동, 역T형 강거더 합성보의 휨거동 특성 등은 실험 및 이론적으로 평가된 적이 거의 없는 실정이다. 이를 위하여 UHPC 압축강도, 전단연결재 간격 및 바닥판 두께 등을 변수로 하는 역T형 거더와 UHPC바닥판 합성보 16개의 휨거동 실험결과를 근간으로 하여 실험결과와 UHPC의 인장연화 거동을 고려한 재료모델 해석결과를 비교하였다. 역해석에 의한 인장연화곡선에서 UHPC의 인장강도는 6.57 MPa(120MPa의 경우) 및 9.57 MPa(150MPa의 경우)를 나타내고 있으며, 전단연결재 간격이 좁을수록 실험결과와 해석결과가 명확하게 근접하는 겻으로 나타났으며, 바닥 판 두께가 두꺼우며 UHPC 압축강도가 작을수록 동일한 경향이나, 이 영향은 다소 작은 것으로 나타났다. 따라서 실험결과와 해석결과를 종합 적으로 비교하면, UHPC 합성보의 실험결과와 해석결과는 비교적 잘 일치하고 있으므로 재료 실험으로부터 산정된 인장연화곡선은 UHPC의 실제 거동을 합리적으로 반영한다고 판단된다.

Many industries put emphasis on Environment-Friendliness as environmental problems are on the rise all over the world. Among themselves the Modular Bridge research is going on. Also performing cross-section optimization and duration reducing, this research aims at developing the modular bridge with Environment-Friendliness and economic feasibility. However, The difficulty lies in verifying environmental effectiveness because there is no field applications of the modular bridge until now. Therefore, this thesis is 40m bending steel girder modular bridge CO2 emission quantification per work type and materials according to each form to verify environmental effectiveness of the modular bridge.

국내의 자전거 보도교는 단순지지 형태의 구조적 교량형식이며, 최대 경간장이 약 7.0 m로 많은 개소의 하부 기초 설치로 인한 공사비 증가 및 도시경관을 저하하는 단점이 있다. 국가자전거도로계획에 따르면 도심지 내 자전거 보도교는 급행도로로 건설되어야 하나 기존 자전거 보도교 형식으로는 실용적이지 못하며 유지관리에도 불리한 실정이다. 본 제안교량은 단순 지지 형식의 자전거 보도교를 연속화하여 원형강관 주거더의 경간을 연장하고 하부구조의 개소를 감소시켜 건설 공사비 절감과 경제성을 확보할 수 있다. 제안된 공법은 계획 선형노선대로 주거더의 성형이 가능하여 시공성을 증가시켰으며, 원형강관 주거더의 장경간화로 인해 도시경관을 크게 향상시킬 수 있는 환경 친화적 기술이다. 현재 원형 강관을 이용한 자전거 보도교의 연속된 접속부에 대한 이론적 연구 및 해석적 연구는 거의 이루어지지 않은 실정이며, 국내외 설계 기준은 내용이 미흡하고 복잡한 구조 거동을 반영하고 있지 않다. 본 연구에서는 원형강관을 이용한 자전거 보도교의 접속부에 대한 3차원 유한요소해석을 수행하여 제안 교량의 구조적인 거동을 상세히 분석하고 허용 응력 범위 내에 안정성을 검토하고자 한다.

The SPC wall girder is connected to the vertical walls to enhance performance of wall-wall girder connection. The purpose of this study is to investigate the structural characteristics such as strength, Load-displacement relation of wall-wall girder connection under the monotonic load tests. The fracture pattern of the specimens induced positive moment at connection was steel plate separation from concrete in SPC Wall.

합리적인 온도 설계하중을 연구하기 위하여, 실제 크기의 콘크리트 슬래브가 없는 강상형 거더 교량 시험체를 제작하였다. 높이에 따라 부착된 18개의 온도 게이지에서 5개월 동안 온도 데이터를 측정하였다. 강상형 거더 교량 시험체의 상단과 하단 사이의 온도 차가 계산되고, 온도 구배 모형이 확률 방법으로 제안되었다. 본 연구에서 제시된 모형은 유로 코드에 의해 제안 된 모델과 비교했을 때 약 97%의 상관관계를 보인다. 따라서, 본 연구의 결과로 제안 된 온도 구배 모델은 온도 설계 하중 계산시 기초 자료로 활용 될 수 있다.

The FBG sensor responses simultaneously to changes in thermal strain as well as elastic strain. Thus the total strain measured from a single FBG sensor shall be corrected to obtain the elastic strain by removing the temperature effect. This paper addresses how the temperature effect can be removed when the FBG sensor is encapsulated in a 7-wire steel strand. For this purpose, fundamental properties of the FBG sensor are identified through tests using a controlled temperature chamber. Then field measurements on a UHPC pi girder with the size of 11.0 m long, 5.0 m wide, and 0.6 m high have been conducted for about one year, and the prestressing force is estimated using the raw data from the FBG sensor and by applying temperature correction technique proposed in this study. Estimated results indicate that the proposed correction technique is executable for extracting the elastic strain from monitoring data using the FBG sensor in civil infrastructures.

The SPC wall girder is connected to the vertical walls to enhance performance of wall-wall girder connection. The purpose of this study is to investigate the structural characteristics such as strength, Load-displacement relation of wall-wall girder connection under the cyclic load tests. The fracture pattern of the specimens was steel plate separation from concrete in SPC Wall induction of tensile crack failure of SPC Wall concrete.

The SPC wall girder is connected to the vertical SPC walls to enhance performance of wall-wall girder connection. The fracture pattern of the SPC wall-wall girder connection was steel plate separation from concrete in SPC Wall. The purpose of this study is to theoretical analysis on fracture behavior of the SPC wall-wall girder connection under the monotonic load test inducing positive moment at connection. The Plastic hinge theory on steel plate of SPC wall girder is proposed to explain steel plate separation fracture pattern.

이 연구에서는 중소지간 합성형 강거더교량에 대한 신뢰성 해석을 위해 강거더와 콘크리트슬래브의 강성을 토대로 처짐을 고려한 한계함수를 구축하여 신뢰성해석을 수행하였다. 확률적 하중과 저항모델을 통해 처짐을 예측하기 위해 계산에 필요한 변수들을 확률변수로 고려하였다. 강재의 부식에 의한 단면의 감소, 그리고 콘크리트의 크리프는 합성형교의 처짐에 많은 영향을 미친다. 따라서 이 연구에서는AASHTO LRFD 기준으로 설계된 교량에 대해 시간에 따른 변수를 고려하여 강재단면의 감소와 크리프의 영향을 통계적 모델에 반영하기 위해 몬테-카를로 시뮬레이션 기법을 이용하였으며, 처짐과 사용성을 고려하여 다양한 지간과 거더간격을 가진 교량에 신뢰성 해석을수행하였다. 그 결과, 장지간 교량의 경우, 단지간 교량과 비교해 보았을 때 상대적으로 크리프와 강재단면감소의 처짐에 대한 영향이 작았으며, 이에 반해 단지간 거더 교량의 경우 크리프의 진행에 따라 처짐에 많은 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

강합성 박스거더는 박스거더를 교량 주형으로 하는 강교량의 한 형식으로서, 휨 강성과 비틀림 강성이 뛰어난 강교량이다. 박스거더 설계는 강교량의 합리적 설계를 통하여, 안정성과 경제성을 추구하고 있다. 합리적 설계란 후판 및 고강도 강판을 사용하여 부재의 수를 줄이며, 설계 상세를 단순화한 교량 설계를 의미한다. 합리적 설계는 고성능강재의 사용, 부부재 최소화 등을 목표로 경제적이며 구조적으로 안전한 강합성 박스거더 설계를 한다. 이 중, 부부재의 최적설계를 위해서는 강합성 박스거더의 정확한 단면강도가 산정되어야 하지만, 도로교 설계기준(2012)에 제시되어 있는 박스거더 전단강도 산정식은 플레이트거더 전단강도과 동일한 식을 적용하도록 제시되어 있다. 이는 강합성 박스거더 복부판의 전단강도는 합성으로 인한 상부플랜지의 강성의 증가와 두 개의 복부판이 연결된 하부플랜지에 의한 복부판의 전단강도 증가를 고려하지 않고 있어 보수적인 전단강도 산정식을 제시하고 있다. 탄성전단좌굴강도에 대한 연구로는 Timoskenko와 Gere(1961)가 판의 전단좌굴강도 식을 유도하였으며, Galambos (1988)는 판의 경계조건에 따른 탄성전단좌굴계수 연구를 하였으며, Lee 등 (1996)은 플레이트 거더에서 상·하 플랜지의 영향을 고려한 탄성전단좌굴강도를 산정하는 연구를 수행하였다. 박스 거더의 연구는 합성전 박스 거더를 전단좌굴 실험을 하여, 플레이트 거더의 전단강도 보다 증가된 전단강도 실험연구가 있지만(Lee et al., 2003), 합성 후 강합성 박스거더의 복부판 전단강도에 대한 연구는 없었다.본 연구에서는 수치해석을 통하여 지지조건에 따른 강합성 박스거더 복부판의 탄성전단좌굴강도를 검토하였다. 도로교 설계 기준(2012) 및 AASHTO(2012)에 제시된 강합성 박스 거더 복부판의 전단강도산정식과 , Galambos (1988) 및 Lee 등 (1996)의 연구된 식들과 비교를 통하여 강합성 박스 거더 복부판의 전단강도를 비교-분석을 수행하였으며, 이를 통하여 강합성 박스 거더 복부판은 플랜지의 지지강성의 변화에 따라 탄성전단좌굴계수가 변화함을 알 수 있었다.

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 교량설계에 온도 하중에 적합한 설계 기준을 제시하기 위한 기초 자료로 사용할 수 있다.

본 연구에서는 강거더 연속교에 대해 국내외 설계기준에 규정되어 있는 활하중으로 인한 충격계수를 실험을 통해 검증하였다. 대부분의 도로교의 설계기준에서는 도로교의 경우 충격계수를 약 0.3 정도의 값으로 규정하고 있으나, 연속교의 경우에는 명확한 규정 및 명시가 없는 상황이다. 그러므로 단순교에 적용되는 충격계수를 연속교에 동일하게 적용하는 것이 일반적이다. 이 연구에서는 현장실험을 통해 연속교의 충격계수가 단순교에 적용되는 경우와 같이 사용될 수 있는지를 검증하였다. 현장실험 결과 얻어진 충격계수는 2차선 교량에서 1대의 만재트럭이 통과했을 경우 가장 하중이 많이 작용한 거더에서 0.2 이내의 충격계수가 계측되었으며, 2개의 차선을 통시에 만재트럭이 통과한 경우 그 충격계수는 0.05 이내의 값을 얻었다.

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.

Curved girders show very complex behavior compare to straight girders because the torsional moments always act on the structure even if there are no additional loads except self-weight. For this reason, engineers need to consider torsional behavior when design or analyse structure. However, most of curved bridges are designed as a series of straight girders because design specification does not reflect the curved beam theory. In this paper, curved girders are analysed by FEA program and the results are compared with the results of straight girders. Selecting the radius of curvature as a parameter, suitable analysis method for design of horizontally curved girder was suggested.