열차 소음은 도시 지역 내 철도 네트워크 확장에 주요 장애물이므로 보다 효과적인 소음 방지 수단을 개발하기 위한 연구가 진행되고 있다. 현재까지 방음 터널은 철도 소음에 대한 가장 효과적인 대책 중 하나이나, 중량 문제로 인하여 한정적으로 적용되어 왔다. 이 논문에서는 방음터널의 중량을 효과적으로 감소시킬 수 있는 슬롯형 방음 패널의 소음저감 성능의 예측 가능성을 평가하고, 소음저감 특성을 분석하였다. 연구의 목적을 위하여 음향 해석 프로그램인 Pachyderm Acoustics가 활용되었다. 음향해석의 적절성은 잔향실에서 얻은 실험 데이터를 사용하여 확인하였다. 실험데이터와의 비교 결과, 소음 감소 성능은 음향 분석을 통해 충분히 작은 오차 내로 예측 가능한 것으로 나타났다. 또한 슬롯형 방음판은 설계된 차음주파수 범위에서 약 25dB∼35dB 정도의 소음을 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다.

Recently, the fiber reinforced polymers (FRP) materials have been recognized as advanced materials for bridge construction. The FRP bridge deck system has advantages to construct rapidly, its durability. The FRP bridge decks have accepted as a method of deteriorated reinforced concrete bridge deck replacement. For application, design method details and connections for FRP bridge decks will be provided. In this paper, the design method, deck design and connections details on FRP decked precast, prestressed concrete girder bridges is presented. In this study, the design method of efficient connection between FRP deck and concrete girder is proposed with composite action. The schematic of proposed modular FRP panel deck-to-concrete girder connection is also presented, which is the flexible hybrid shear connection included steel reinforcements and FRP tubes. The FRP deck-to-concrete girder hybrid connection system should be improved with further refinement and experimental program. Finally, it is hoped that this paper will be guideline for research and development on this subject field for researchers and engineers

본 연구는 최근 세계적으로 이상기후에 의하여 빈번히 발생하는 지진재해에 의한 주요시설물 피해저감 및 신속 복구에 대한 복합재료 적용에 관한 연구이다. 최근에 발생된 지진의 경우, 1차 지진에 의한 시설물 피해가 발생하 고 이후 강력한 규모의 2차, 3차 여진이 지속적으로 발생하고 있다. 이에 대응하기 위하여 국외에서는 병원, 방송국 등과 같은 주요시설물의 초기 지진피해에 의한 피해와 손상을 신속히 응급복구하고 향후 2차 여진 및 관련 시설물에 대한 항구적인 보강대책을 제공할 수 있는 내진안전성 개선연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 기존 건설 재료인 콘크리트와 강재의 경우 실제 지진재해 발생 시 기존시설물의 손상에 따른 응급복구용 재료로써 구조체 제작 및 시공에 다소 애로사항이 많다는 점을 착안, 저 중량 고강도 및 시공이 상대적으로 용이한 복합재료를 이용, 응급복구용 구조체로 제작하여 활용하는 방안을 제안하였다. 본 연구에서 제시한 긴급복구용 GFRP-파형강판 합성형 내력패널의 경우, 기존 콘크리트 또는 강 프레임 구조물 내 지진에 의한 벽체손상 피해 시 이들 손상된 벽체(조적조 또는 콘크리트 벽체)를 제거한 후 사전 제작된 GFRP- 파형강판 합성형 내력벽체를 적용, 대체 횡적 보강구조체로 신속 시공함으로써 향후 피해저감 및 응급복구용으로 그 효율성을 극대화하고 예방하는 내진공법을 개발하고자 한다. 연구에서 제안된 GFRP-파형강판 합성형 내력패널 의 경우, 상용 유한요소해석프로그램인 ABAQUS를 활용하여 3차원 해석모델링을 통하여 설계하며, 내력패널 내 구성요소의 경우 좌굴거동에 의한 파괴패턴을 기준으로 형상 및 재원을 결정하였다.

합성형 사교는 비합성형 사교에 비해 역학적 측면에서 큰 장점을 지니고 있는 것이 사실이지만 사각이 심한 사교들의 경우 합성형 사교에 매우 큰 상판응력이 유발될 가능성이 있어 종종 이들 사교들에 대한 비합성형 설계가 검토되어지곤 한다. 본 연구에서는 동적해석이 가능한 비합성형 사교의 해석모델을 제안하고 이 해석모델들을 이용하여 사교들에 대한 비합성형의 적용 타당성을 검토하였다. 또한 주형과 상판과의 세 가지 상호작용(합성작용, 부분합성작용, 비합성작용)이 단순 판형사교들의 동적특성과 동적거동에 미치는 영향을 조사하였다. 주형간격, 사각, 상판 종횡비를 매개변수로 총 27개의 판형 사교들에 대한 일련의 연구를 수행하였다. 상판과 주형 경계면에서의 미끄러짐은 고유진동주기가 길어지는 현상을 유발하여 사교의 교축직각방향에 작용하는 전체밑면전단력의 크기를 감소시킬 수도 있지만 모드형장과 강성분포에 큰 영향을 미쳐 바람직하지 않은 사교 거동을 유발할 수도 있다. 부분합성작용의 최소 규정에 따라 설치된 전단연결재는 주형응력과 상판응력을 감소시키는 효과가 있다. 즉, 몇몇 사교의 경우를 제외하고는 전반적으로 부분합성형으로부터 구한 주형응력과 상판응력의 크기는 합성형 사교로부터 구한 관련 응력들의 크기와 유사하거나 약간 크게 나타난다.

합성형은 비합성형에 비해 역학적 측면에서 큰 장점을 지닌 것이 사실이지만 사각이 심한 사교들의 경우 합성형은 매우 큰 상판응력을 유발할 수 있기 때문에 종종 이들 사교들에 대한 비합성형 설계가 검토되어지곤 한다. 하지만 이러한 비합성형은 상판과 주형 경계면에서의 미끄러짐(slip)과 같은 구조적인 문제점을 지니고 있어 현장에 적용하기에는 다소 어려움이 있다. 본 연구에서는 사교들의 전반적인 거동에 영향을 미치는 상판과 주형간의 두 가지 상호작용(합성작용과 비합성작용) 효과를 분석하여 사각이 심한 사교들에 대한 합성형의 적용 타당성을 조사하였다. 주형간격, 사각, 상판 종횡비를 매개변수로 총 27개의 단순지지된 사교들에 대한 일련의 연구를 수행하였다. 이전 연구에서 제안된 바 있는 받침들간의 강성조정 개념을 이용하여 합성형 사교의 거동을 개선시킬 수 있는 가능성도 함께 검토하였다. 해석결과로부터 비합성 사교들보다 합성형 사교들에서 훨씬 바람직한 거동이 나타나며 받침들간의 강성조정 방법은 보다 합리적이며 경제적인 합성형 사교 및 하부구조의 설계를 가능하게 해준다.

본 연구에서는 고속철도 강합성형 교통비 동적해석에 기반한 피로신뢰성평가 기법을 제시하고 동조질량감쇠기의 효과를 피로수명연장 측면에서 검토하였다. 피로 신뢰성 평가를 수행하기 위하여 S-N 곡선 및 선형누적손상이론을 이용하여 한계상태식을 설정하였다. 열차 속도와 교량 감쇠비의 불확실성을 고려하여 교량에 대한 반복적인 동적해석을 수행하고, 이 결과로부터 전체 교량수명동안에 교량이 받는 피로 손상도와 연관된 확률변수의 특성을 통계적으로 추정하였다. 최종적으로 결정된 확률변수와 한계상태식에 개선된 일계이차모멘트법(AFOSM)을 적용하여 피로 신뢰도 지수를 산정하였다. 40m 지간 강합성교량의 수치모사로부터 동조질량감쇠기 장착여부에 따라 피로 신뢰도 지수를 평가하고 그 결과를 제시하였다.

본 연구에서는 강주형과 바닥판의 합성에 사용되는 전단연결재에 대한 연구를 위해 세계 각국에서 사용되는 설계기준과 연구사례를 분석하고 교량 바닥판에 작용하는 각종 수직하중으로 인해 강주형과 콘크리트 슬래브의 접촉면에 발생하는 수평방향의 전단력을 전달하는 이 연결재를 설치한 밀어내기 시험체에 대하여 전단실험을 수행하였으며, 이 시험을 통하여 철근 대신 FRP 철근이 배치된 Steel strap 바닥판의 전단열재 평가식을 제안하였다. 본 연구에서의 제안식은 도로교설계기준의 전단연결재 허용강도 대비 약 3배의 안전율을 가지고 있으며, 기존의 DIN 기준과 Viest 평가식과 비교하면 5%정도의 오차로 유사한 결과를 보여주었다.