장경간 라멘교의 하부구조의 시공과정에서 발생되는 위치 오차와 높이 오차는 현장에서 빈번히 발생하고 있다. 이러한 시공 오차를 보정하는 과정에서 초래되는 구조적 손상, 공사비 증대, 공사기간 증가를 방지하기 위해서, 높이 변경이 가능한 ‘다기능 받침연결장치’를 개발하였다. 다기능 받침연결장치에는 거더를 지지하는 받침판을 기준으로 각각 위아래 최대 0.3m 연 장 길이를 가진 강봉을 적용하였다. 다기능 받침연결장치는 교량의 계획 높이 변경 및 선 시공 벽체의 수직오차를 현장에서 간편하게 변경할 수 있도록 하였다. 다기능 받침연결장치의 좌굴안정성을 예측하기 위하여 도로교설계기준에 의하여 설계 검토를 하였으며 유한요소해석을 통하여 설계검토 결과를 검증하였다. 검토 결과 응력은 중심하중 재하 시 240.6MPa, 편심하중 재하 시 320.8MPa로 나타났으며, 편심 거리에 따라 좌굴 안전율은 1.64∼2.19로 나타났다. 유한요소해석을 통해 도출된 좌굴 안전율 은 3.40∼3.45로 나타났으며 이는 설계기준에 의한 검토 값 이상이므로 안전 측으로 판단된다.

가속도로부터 변위를 계산 방법 중 상대적으로 사용이 간단한 변위재구성기법이 Lee et al.(2010)과 Hong et al.(2010)에 의해 제안되었다. 목표주파수는 변위재구성기법을 사용할 때 사용자가 결정해야 할 중요한 변수 중 하나로 이것을 결정하기 위해선 주파수영역 분석에 대한 경험이 필요하다. 이 논문은 지진하중을 받는 사장교에 한정된 변위재구성기법의 목표주파수 결정 방법을 제시한다. 사장교가 지진에 의해 가진될 경우 목표주파수는 유효한 모드의 고유주파수 중 가장 낮은 주파수로 결정된다. 여기서 유효한 모드라 함은 가속도의 자유도에 유의미한 영향을 주는 모드형상을 가진 모드를 의미한다. 제안된 목표주파수 결정방법의 타당성을 검증하기 위해 포항지진 발생 당시 측정된 3개 실 교량의 주경간 중앙에서 측정된 가속도와 변위 시간이력을 분석했다. 또한 제안된 방법을 포항지진 발생 당시 측정된 실교량의 주탑 상단 가속도에 적용해 계산된 변위를 분석했다.

I형 플레이트 거더는 장경간 구조물, 특히 장경간 교량 및 철도교에 자주 사용되며 리벳 또는 볼트 이음과 같은 방법으로 조립할 수 있고 강판을 용접하여 설계자가 원하는 크기의 거더를 제작할 수 있다. 리벳 또는 볼트를 이용한 연결방식은 시공 중 구조물의 내하력 저하 문제를 피할 수 있고 용접으로 제작된 거더에 비해 유지관리비용이 적다는 장점이 있다. 하지만, 리벳 또는 볼트연결의 경우 하중이 거더에 전달될 때 연결부 주위에 미끄러짐이 발생 할 수 있어 이로 인한 강도감소가 발생할 우려가 있다. 본 연구에서는 유한요소 해석 프로그램을 통해 I형 플레이트 거더의 볼트 이음부의 거동특성을 검토하였다. 또한 수직보강재의 간격이 거더의 강도에 미치는 영향에 대해 검토하였다.

콘크리트사장교는 높은 자중에 비해 낮은 강성도를 가지더라도 저 형고의 단면으로 설계한다. 콘크리트사장교 케이블은 보강거더에 정착되는 케이블위치의 작은 변화에도 큰 장력변화를 나타낸다. 본 연구는 케이블 장력변화가 최소화할 수 있는 정착위치 결정이 목적이다. 이를 위하여 4개소의 보강거더 정착위치, 8개의 케이블 초기장력 및 90개의 시공단계에 대하여 구조거동을 분석하였다. 4개소의 케이블 정착위치를 분석한 결과, 정착위치가 도심하단으로 내려갈수록 케이블의 시공장력이 구조안정성을 좌우한다. 반대로 도심위에 정착장치를 설치할수록 케이블의 완성장력이 지배적이다. 결론적으로 정착위치가 보강거더 상단에 위치할수록 시공과 완성 케이블 장력편차가 다른 정착위치보다 가장 작게 발생하였다.

UHPFRC 15 M 분절형 박스거더에 대한 비선형 재료 및 비선형 기하학적 유한요소해석을 수행하였다. UHPFRC의 인장 및 압축 영역에서의 구성방정식은 공시체 시험을 기반으로 하였고, 체적 대비 강섬유 혼입률이 각각 1.0%, 1.5% 및 2.0%에 대해 해석을 수행하였다. UHPFRC를 위한 3차원 8 node hexahedron brick model과 1차원 embedded steel element를 기반으로 모델링하였다. UHPFRC 박스거더 단면에서 하부플랜지에 14개, 24개, 32개의 15.2mm 강연선을 모델링하여 실험결과와 비교하였다. 하중과 변위관계, 선형거동에서 비선형거동으로 변하는 시점에서 하중 및 중립축 변화 과정이 실험결과와 비교해 볼 때 정확하게 산출되었다. 따라서, 압축 및 인장구역에서 구성방정식을 반영한 재료적 비선형해석, UHPFRC 분절형 박스의 기하학적 비선형 해석이 유효함을 알 수 있다.

Beam bracing is applied to prevent the relative displacement of the top and bottom flanges or to effectively control the twisting of the section, and the lateral stability of the beams are provided by lateral bracing, torsional bracing or a combination of both. Modular steel I-girders are laterally interconnected by torsional bracings that are installed to increase the resistance to lateral torsional buckling. In this paper, numerical parametric study was carried out by varying the crossbeam web height to examine the effects of the web torsional stiffness. Three-dimensional finite-element analysis using the commercial finite element software ABAQUS was obtained for the parametric numerical analyses of a series of feasible two-girder models, and the failure mode, lateral-torsional buckling strength and the moment-displacement behavior of the main girders was determined.

In general, the pretensioned PSC members are manufactured at the factory and are transported to the site. Due to road conditions, their sizes are limited. Therefore, until now pretensioning method is only applied to small PSC members. In order to produce large scale PSC members using pretensioning method, they shall be made on site. In this study, a portable prestressing device to produce pretensioning PSC girders on site has been developed. The portable prestressing device should be safe and stable about jacking force. In this paper, the portable prestressing device to produce 10m-span pretensioning PSC girders was made. The static loading test was performed to analyze the resisting mechanism of each component of that device. The jacking force was introduced by stretching and anchoring the tendons at its both ends. In the static loading test, the structural characteristics of the developed device are investigated.

본 논문은 시공단계에서 가설지주 설치를 요구하지 않는 역삼각 트러스 거더로 보강된 새로운 합성 데크플레이트 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 기존 시스템 대비 증가된 강성과 강도를 보유할 뿐 아니라 절대 층고 변화를 최소 수준으로 낮출 수 있으며 기존의 H형강 및 U형 합성보와 같은 다양한 형태의 합성보 부재와 함께 사용될 수 있다. 제안된 시스템의 시공단계 하중에 대한 구조적 성능을 평가하기 위해 5.5m의 스팬을 갖는 5개의 시험체를 제작하여 현장 조건과 유사한 재하 하중을 단계적으로 적용시켜 실험을 수행하였다. 실험결과로부터 각 시험체 별 하중-변위 그래프를 구해 비선형 3차원 유한 요소해석결과와 비교하였다. 비교 결과 보강 트러스 거더와 데크플레이트 사이에 효율적인 하중 분배가 이루어져 두 구조요소가 잘 일체화되었을 뿐 아니라 시공단계 하중에서의 최대 처짐이 건축구조기준의 제한치를 하회하여 사용성 조건을 잘 만 족시킴을 알 수 있다.

This study investigates the torsional behavior within the geometric range of the curved PSC bridge designed and constructed in the recent work. Compared with the design specifications for torsion on the Korean Highway Bridge Design Specification(2010), the reasonable torsional reinforcement design criteria are reviewed and proposed for curved PSC girder. A numerical study investigates the torsional behavior of a curved PSC box girder. From the study on the geometrical shape of the curved beam and the torsion caused by the eccentric load of the vehicle load in this study, the following results were derived: the design criteria for diaphragm and crossbeam as presented in the current Korean Highway Bridge Design Specifications (2010 & 2015) are based on the single PC box bridge applied by the FCM or ILM method, therefore the criteria is very conservative about the multi-box girder bridge type bridge in this study.

Since 1990’s, many researches about ultra high performance concrete have been conducted. Compare to conventional concrete, it shows significantly high compressive and tensile strength so that leads to reduce the self weight of structures. However, the use of slender member may meet the buckling failure that is not common phenomenon in concrete structures so far. Most design codes have not suggested any provisions for buckling limit states and very few of researches have been conducted for buckling of concrete girders. In this study, a number of finite element analysis were carried out to investigate the buckling behavior of UHPC I-shaped girders.

This study investigates elastic flange local buckling of ultra high performance concrete (UHPC) I-girders. The girders were modeled using 3D shell elements (S4R) and analyzed by eigenvalue analysis. Then, the flange local buckling strength from the FE analysis were evaluated according to the flange and web slenderness ratios and compared to the local buckling strength of steel girders. The results shows that the flange local buckling of UHPC I-girders are underestimated compared to the strength of steel girders which has same geometric cross sections and further studies needed related to this field.

This study investigates the flexural shear strength of ultra high performance concrete I-girder. The effect of aspect ratio on the flexural - shear strength of UHPC was analyzed using finite element analysis. The UHPC I-type girder was modeled using 3D shell elements and analyzed using geometric and material nonlinear analysis. The boundary condition is simple support condition and a displacement load is applied to the center of the upper flange. The results shows that shear strength decreased as the aspect ratio increased and the bending-shear failure of UHPC I-girder does not occur even at larger moment than ordinary concrete due to the cross-linking action of steel fiber.

Prestress is a reinforcement method to control crack due to moment on concrete girders with low tensile strength. In the existing literature, it is mentioned that prestress for ordinary concrete affects not only crack control but also shear strength enhancement. As the construction material improves, UHPC(Ultra-HIgh Performance Concrete) with excellent strength and ductility has been developed by combining ultra-high strength concrete and steel fiber. However, study on the effect of prestress on the shear strength of UHPC with different material properties from ordinary concrete is lacking. Therefore, in this paper, the effect of prestress on the shear behavior of UHPC I-girder is studied by finite element analysis. As a result of the analysis, it has been confirmed that the prestress increases crack strength and shear strength of UHPC.

본 연구에서는 케이블교량에 사용되는 보강거더의 형식 중에서 2에지거더를 대상으로 거더형상의 변화에 따른 정/동적 풍응 답특성을 풍동실험을 통하여 고찰하였다. 하부거더의 단면형상은 I형, 사다리꼴 2종류, 5각형 2종류 및 원형(I)으로 총 6종류를 채택하 였고 변장비는 1:5로 하였다. 본 연구에서 얻어진 결과로서, 정적설계에 사용되는 항력계수의 경우 원형단면과 5각형단면이 다른 단면에 비하여 유리한 것으로 나타났다. 대상단면의 동적안정성은 모두 비틀림 플러터가 지배적이고 플러터 한계풍속은 영각증가에 따라 급격히 감소하는 경향을 나타냈으며, I형 단면과 비교할 때 5각형단면과 원형단면의 한계풍속은 증가하는 것으로 확인되었다. 와류진 동의 최대진폭은 전반적으로 (+)영각범위에서는 영각증가와 함께 증가하였으나 (-)영각범위에서는 증감폭이 두드려지지 않는 경향을 보였으며 단면형상변화에 대해서는 사다리꼴 > 5각형 > 원형의 순으로 진폭이 감소하였다. 소정의 평균풍속에 대한 정적변위를 조사 하였으며 연직변위의 경우 모든 단면에서 영각증가에 따라 증가하였고 비틀림변위는 (-)영각범위에서는 큰 변화가 없으나 (+)영각범위 에서는 영각증가와 함께 정적변위가 감소하였고 5각형단면인 P2가 가장 작은 값을 보였다. 본 연구에서 수행된 정/동적 응답실험결과 를 비교분석한 결과, 5각형단면인 P2단면과 원형단면의 내풍성이 우수한 것으로 나타났다.

The steel I-girder inserted circular steel pipe is a new structural cable-anchorage system that the circular guide pipe is connected and welded to the web of the I-girder for cable-stayed bridge. This guide pipe-anchor system has many merits of the structural and aesthetic performances. However, there has been little research into the behavior mechanism with respect to anchor angles and the strengthening methods against the sectional area reduction caused by the penetration of guide pipe. Therefore, this paper investigates an experimental behavior of the steel I-girder with circular steel tube which is fabricated 1/3 scale model as fundamental study to examine the flexural behavior and failure mode in the laboratory. Based on the comparison of test results and nonlinear FE analyses, it is found that FEM is suitable to estimate the stiffness of I-girder with circular tube in order to design the cable-stayed bridge.

In this study, elastic flange local buckling strength of doubly symmetric I-girder subjected to bending moment were evaluated by 3D finite element analysis. The analysis model were modeled by 3D shell elements(S4R) using ABAQUS 6.13 program. And loading and boundary conditions were determined by equal end moments and simple boundary conditions. Flange and web slenderness ratio were considered in the parametric studies to evaluate flange local buckling strength with AISC design equations. Then, AISC design equations and characteristics of Elastic flange local buckling of I-girder were evaluated.

Concrete has been widely used for material of bridge girder. However, Concrete is considered as inefficient material for long-span girder. Because it has low material strength compared with those of steel girder, huge cross sectional area are required to have same strength of steel girder bridges. UHPC(Ultra High Performance Concrete) as new material is developed to supplement this weakness of concrete. UHPC has high compressive strength and show softness behavior due to it is reinforced by fiber. If UHPC has no any reinforcement for shear, diagonal tension crack failure is dominant like normal concrete. So, reinforcement for shear is essential and prestress is efficient method of reinforcement for UHPC due to high compressive strength. However, design equation for shear strength suggested by K-UHPC Certification(2012) do not consider prestress effect. Therefore, this study investigate effect of prestress for shear strength of ultra high performance concrete I-girder by using finite element analysis program