PURPOSES : The purpose of this study was to investigate the behaviors of the middle slab in a double-deck road tunnel subjected to construction equipment loading from such as a concrete pump car, concrete transmixer, and lifting crane. METHODS: The major construction processes of a middle slab include concrete placement, concrete transportation, and lifting of materials near the emergency passageway section. During the concrete placement, the middle slab is subjected to construction loading due to the presence of the concrete pump car and fully loaded concrete transmixer. During the concrete transportation, the middle slab is subjected to loadings from both the fully loaded and empty concrete transmixer. The emergency passageway section of the middle slab is subjected to crane loading during lifting work. The magnitudes and geometries of these construction loadings are determined and the stresses and deflections of the middle slab under these loadings are analyzed using finite element models of the middle slab. The behaviors of the middle slab under the design truck loadings are also analyzed to compare the results with those under construction loadings. RESULTS : The stresses and deflections of the middle slab under construction loadings are comparable to those under the design truck loadings. Higher stresses can be observed when the concrete transmixers cross paths at the expansion joint section of the middle slab. The behaviors of the middle slab under the construction loadings during concrete placement are very similar regardless of the section types of the middle slab such as the normal, expansion joint, and emergency passageway sections. CONCLUSIONS : When the middle slab is designed, the construction loadings should be considered to determine the primary design loads and to verify the usability of a variety of construction equipment.

The objective of this study is to analyze the behavior and failure mode of the brackets that support middle slabs in the double-deck tunnels by conducting laboratory experiments. In the double-deck tunnels, the middle slabs are supported by the brackets connecting to the tunnel lining. The brackets are subjected to the loads due to the weight of middle slabs and traffic moving on the middle slabs. Since the damages of brackets are directly associated with the safety problems such as falling down of middle slabs, the appropriate design of brackets is one of the most important factors when designing double-deck tunnels. In this study, the reinforcement design of concrete bracket was performed based on the concrete structure design guide, and the load capacity was evaluated by conducting laboratory loading tests. A small scale concrete bracket specimen was fabricated using the scale factor of 0.5. The reaction wall is normally needed to simulate the tunnel lining in this kind of test; however, two brackets were attached symmetrically to a column, which was assumed to be tunnel lining, to be able to conduct the tests without using the reaction wall. When the bracket specimen was fabricated, the lining part was fabricated first and after curing of the lining part, two brackets were fabricated at the same time at both sides of the lining part. In the tests, the loads were applied to both brackets simultaneously using a loading frame and the displacements were measured at different locations. The main behaviors of the bracket systems such as the vertical displacements of brackets and the displacements at the interfaces between the brackets and lining were measured and the horizontal displacements of the specimen were also measured at the bottom of the lining part to confirm if there was any slip or rotation of the specimen during the tests. The experimental analysis results showed that the initial damage of the specimen was observed at the interface between the bracket and lining with appearing the gap and the failure of the specimen was reached with cracking in the brackets. The load capacity (safety factor) of the bracket specimen to the initial damage based on the design load was 2.5 and to the failure was 3.3.

PURPOSES : The purpose of this study is to investigate the stresses of the middle slab in a double-deck tunnel owing to the slab lift to replace the underlying elastic pads during maintenance workMETHODS: The middle slab was divided into three different sections: typical section, expansion joint section, and emergency passageway section. Finite element analysis models of these three sections of middle slab were developed, and the stress distribution and maximum stresses were obtained using the models when the middle slab was lifted to replace the underlying elastic pads. Various slab lifting methods were examined in this study such as one-, two-, and multiple-point lifts, distributed lifts, and one or both slab side edge lifts.RESULTS: When the slab side edge is lifted, the longitudinal stresses of the slab are almost the same as the principal stresses. This implies that the governing stresses are the longitudinal stresses. The maximum stresses with both-edge lifts are generally smaller than those with one-edge lifts at all three sections of middle slab.CONCLUSIONS: If the middle slab in a double-deck tunnel is lifted for maintenance, the slab should be lifted at multiple points along the longitudinal direction to reduce the tensile stresses.

PURPOSES : The purpose of this study is to investigate the fundamental behaviors such as stresses and deflections of the middle slab in a double-deck tunnel for the development of a middle slab design guide. METHODS : The middle slab has been divided into the following three different sections as according to its structural differences: the normal section, expansion joint section, and emergency passageway section. The normal section of middle slab represents the slab supported by brackets installed continuously along the longitudinal direction of tunnel lining. The expansion joint section refers to a discontinuity of middle slab due to the existence of a transverse expansion joint. The emergency passageway section has an empty rectangular space in the middle slab that acts as an exit in an emergency. The finite element analysis models of these three sections of middle slab have been developed to analyze their respective behaviors. RESULTS: The stresses and deflections of middle slab at the three different sections decrease as the slab thickness increases. The emergency passageway section yields the largest stresses and deflections, with the normal section yielding the smallest. CONCLUSIONS: The stress concentrations at the corners of the passageway rectangular space can be reduced by creating hunch areas at the corners. The stresses and deflections in the emergency passageway section can be significantly decreased by attaching beams under the middle slab in the passageway area.

Recently, a market of architecture is requiring buildings of long spanned structures as most buildings become taller and larger. For being long spanned structures, elements of buildings must be light. As an alternative proposal, various hollow-core slabs and flat plate salbs were developed and used frequently in the inside and outside of the country. But the study of the hollow-core slabs using deck plate and assembly of light weight is the first. In the present study, Flexural and vibration tests were performed on the hollow-core slabs using deck plate and assembly of light weight to investigate the flexural behavior and serviceability. Four test specimens were used for test parameters; one hollow-core slab with an assembly of light weight, and three hollow-core slabs with deck plate and an assembly of light weight. The test parameters also included amount of tension bar and existence of shear reinforcement. The test results showed that the hollow-core slabs with deck plate and an assembly of light weight had a crack of shear, so shear reinforcement must be conducted.

본 연구는 2003년도부터 2007년도까지의 고속도로 포장관리시스템 운영에 의한 포장상태 측정자료를 이용하여 고속도로 교량부 평탄성 불량 구간과 그 원인을 조사 분석하여 도로교량 구간 평탄성을 향상시킬 수 있도록 관리체계를 개선하고 교량평탄성 불량구간이 효과적으로 유지보수 될 수 있도록 하는데 중점을 두었다. 고속도로 포장유지관리 시스템으로부터 추출한 데이터 분석과 이에 대한 현장 검증 결과, 교량구간의 평탄성이 토공부에 비해 상당히 좋지 않은 것으로 분석되었다. 그 원인과 개선방안에 대해 살펴보면, 교량구간의 평탄성 불량 원인은 교면포장(접속부 포함)의 조기손상뿐만 아니라 뒷채움부 침하에 의한 접속부 포장의 단차가 주요 원인인 것으로 분석되었다. 이에 따라 교량구간은 현재 정기적으로 시행하고 있는 조사장비에 의한 포장상태 측정과 병행하여 뒷채움부 침하가 원인인 단차를 측정하여 교량구간의 평탄성 불량지점을 효과적으로 개선할 수 있도록 조사 및 평가체계를 수립하였다.

데크플레이트와 콘크리트가 합성되어 있는 합성 바닥판 구조물은 데크플레이트의 골 방향과 골 직각방향에 대하여 강성이 다르므로 직교이방성판 거동을 보이고 있으며 테크플레이트와 콘크리트의 합성 거동으로 인하여 적층 바닥판 구조물로 평가할 수 있다. 이러한 합성데크 바닥판 구조물의 진동에 대한 정확한 사용성 평가를 위해서는 합성데크 바닥판 구조물의 정밀 진동해석을 수행하여야 한다. 이를 위해서는 합성데크 바닥판 구조물의 강성에 대한 직교이방성 그리고 데크플레이트와 콘크리트의 합성에 대한 정확한 거동 평가가 수반되어야 한다. 본 논문에서는 합성데크 바닥판 구조물의 골 직각 방향에 대한 강성을 계산하기 위하여 각각의 토핑 콘크리트 두께와 데크플레이트 두께를 적용하였다. 또한 골 방향에 대한 강성을 계산하기 위하여 콘크리트와 데크플레이트의 단면 강성을 구하여 등가두께를 적용하였다. 그리고 콘크리트와 데크플레이트의 합성거동을 표현하기 위하여 적층판에 대한 등가 강성식을 적용, 합성데크 바닥판 구조물의 강성을 나타내었다. 본 논문에서 제안한 합성데크 바닥판 구조물의 실용적인 모형화방법을 적용할 경우에 합성데크 바닥판 구조물의 강성에 대한 직교이방성과 콘크리트와 데크플레이트의 합성 거동을 잘 표현할 수 있었다.

데크플레이트와 콘크리트가 합성되어 있는 합성 바닥판 구조물은 데크플레이트의 골 방향과 골 직각방향에 대하여 강성이 다르므로 직교이방성판 거동을 보이고 있으며 테크플레이트와 콘크리트의 합성 거동으로 인하여 적층 바닥판 구조물로 평가할 수 있다. 이러한 합성데크 바닥판 구조물의 진동에 대한 정확한 사용성 평가를 위해서는 합성데크 바닥판 구조물의 정밀 진동해석을 수행하여야 한다. 이를 위해서는 합성데크 바닥판 구조물의 강성에 대한 직교이방성 그리고 데크플레이트와 콘크리트의 합성에 대한 정확한 거동 평가가 수반되어야 한다. 본 논문에서는 합성데크 바닥판 구조물의 골 직각 방향에 대한 강성을 계산하기 위하여 각각의 토핑 콘크리트 두께와 데크플레이트 두께를 적용하였다. 또한 골 방향에 대한 강성을 계산하기 위하여 콘크리트와 데크플레이트의 단면 강성을 구하여 등가두께를 적용하였다. 그리고 콘크리트와 데크플레이트의 합성거동을 표현하기 위하여 적층판에 대한 등가 강성식을 적용, 합성데크 바닥판 구조물의 강성을 나타내었다. 본 논문에서 제안한 합성데크 바닥판 구조물의 실용적인 모형화방법을 적용할 경우에 합성데크 바닥판 구조물의 강성에 대한 직교이방성과 콘크리트와 데크플레이트의 합성 거동을 잘 표현할 수 있었다

장경간화되고 경량화된 데크 바닥판 구조물은 부재가 유연하기 때문에 거주자의 움직임에 의하여 진동이 크게 발생할 수 있으며, 이러한 바닥판 진동은 건축물의 안전성뿐만 아니라 건축물의 사용성에도 많은 영향을 끼치므로 건축물의 품질 평가기준으로 사용되고 있다. 데크 바닥판 구조물의 올바른 사용성 평가를 위해서는 정확한 진동해석과 응답평가가 수반되어야한다. 본 논문에서는 데크 바닥판 구조물의 직교이방성을 고려한 여러 가지 모형화 방법을 적용하여 진동해석을 수행하였으며 모형화 방법에 따른 진동응답을 비교 분석하였다. 본 논문에서 제시한 데크 골 방향 강성에 대한 등가두께 모형화방법은 간단한 방법으로 데크 바닥판 구조물의 직교이방성을 간단한 방법으로 고려할 수 있으며, 정확한 진동응답을 얻을 수 있으므로 실무에서 실용적으로 활용할 수 있다.

The stresses occurred in the middle slab at the areas of the emergency passageway in a double-deck tunnel are analyzed when the slab is lifted to replace bearing pads placed between the middle slab and supporting bracket as a maintenance process. The middle slab can be lifted at several different points near the emergency passageway areas and the stresses of the middle slab depend on the lifting points. This study presents the effect of the lifting location of the middle slab on the stress occurrence for the maintenance work of replacing bearing pads under the middle slab near the emergency passageway areas.

기존의 LB-DECK는 레티스바와 현장에서 배근되는 철근과의 간섭이 시공성 등을 저하시키는 문제점이 지적되고 있었다. HB-DECK는 레티스바의 형태를 단순화하고, 방향을 주철근 방향에서 배력근 방향으로 전환하였으며 강성을 증가시키기 위해 하면에 리브를 설치하였다. 본 연구에서는 HB-DECK가 프리캐스트 콘크리트 슬래브로써 성능을 발휘할 수 있는지를 검증하고자 하였다. 이를 위해 도로교설계기준(2015)에 의한 구조검증과 HB-DECK와 현장타설 콘크리트와의 합성거동 분석을 위해 정적재하시험을 수행하였다. 범용구조해석 프로그램인 MIDAS FEA를 이용하여 3차원 유한요소해석을 수행하였으며, 해석결과와 실험결과를 비교분석하였다. 그 결과, HB-DECK는 현장타설 콘크리트와 완전한 합성거동을 하는 것으로 나타났으며, 도로교설계기준(2015)에서 요구하는 구조성능을 만족하는 것으로 나타났다.

All bridges are inevitably undergoing deterioration over time. Therefore, it is necessary to predict the maintenance control and to properly manage the maintenance control cost by deriving the appropriate repair and reinforcement timing. The deterioration of bridges appears to vary according to the years of use of bridges and the exposed environment. In this study, the correlation between the deterioration factor of the winter season and the damage rate of the bridge deck was derived from 1117 total bridge data collected through the GPR(Ground Penetration Radar) system.

최근 거푸집 작업과 철근 배근 공정을 생략하여 공정의 단순화를 통한 공기단축 합성 슬래브 시스템의 개발 연구가 진행 중이다. 이 연구에서는 구조용 데크플레이트를 활용하여 거푸집 및 인장철근의 배근을 대체하고 강섬유보강 콘크리트를 사용하여 온도철근의 역할을 대 체하는 단순슬래브 시스템의 장기거동을 평가하는 것이 목적이다. 구조용 데크플레이트를 활용하는 기존 합성슬래브 공법은 건조수축에 의한 균열 제어를 위해 용접 철망을 배근하는 것이 일반적이나, 이는 균열을 억제하는 데 효과적이지 못한 것으로 선행연구들에서 지적되었다. 본 연구에서는, 일반적인 건축물의 하중 조건으로 제작 된 연속 두 경간을 갖는 강섬유보강 데크플레이트 슬래브의 장기적인 균열 및 처짐 거동을 평가하도록 하였다. 실험 결과, 실험체의 비 내력부에서는 장기균열의 개수 및 폭이 현저하게 감소하는 것으로 나타나 강섬유보강 콘크리트의 건조수축과 균열 제어 성능이 우수한 것으로 평가되었으며,,처짐량도 강섬유보강 데크플레이트 슬래브가 우수한 것을 확인하였다. 다만, 부모 멘트가 작용되는 슬래브 연속단부에서는 사용하중 단계에서 균열폭을 제어하고 하중 제거 시 처짐을 회복하기 위한 디테일의 적용이 필요한 것으로 분석되었다.

장스팬 구조물은 사용하중 하에서 바닥진동 문제가 발생할 가능성이 크다. 따라서 구조물 바닥판의 진동성능을 향상시키기 위한 가장 일반적인 방법은 슬래브의 두께를 증가시키는 것이지만 기존의 구조시스템에서 슬래브의 두께를 증가시키면 슬래브 자중의 증가로 건축 물 전체의 효율성이 떨어지게 되는 문제점이 있다. 따라서 슬래브의 두께를 증가시키면서도 자중은 크게 증가하지 않는 바닥판 시스템으로 중 공슬래브에 관한 관심이 커지고 있는 상황이다. 이에 부력방지능력 및 시공성 향상을 위하여 데크플레이트와 경량성형재를 결합한 형태의 중 공슬래브를 개발하였고, 이 중공슬래브를 적용한 실물(mock-up) 건축물에 대한 사용성 검증을 위한 진동성능 평가를 수행하였다. 측정된 결과값을 분석한 결과, 일본건축학회의 “건축물의 진동에 관한 거주 성능 평가지침”에 의하면 1등급인 거실, 침실에 사용해도 될 수준 으로 평가되었다.

본 연구는 원형 천공된 플랫 형태와 팔각형 형태의 중공을 가지는 슬래브의 전단강도를 평가하고 있다. 최근 건축구조물에서 슬래 브 두께에 대한 증가와 품질관리에서 요구되는 수준이 상향됨에 따라 프리캐스트 중공 슬래브 시스템에 대한 관심이 증가하고 있다. 중공 슬래 브 시스템은 널리 알려진 바와 같이 슬래브의 자중을 감소시킬 수 있는 효율적인 바닥시스템이다. 하지만 중공슬래브는 전단에 저항하는 슬래 브 웨브의 콘크리트 면적 감소로 전단강도 성능이 저하될 수 있다. 특히, 프리캐스트 중공슬래브는 PC 슬래브 데크의 접합면이 발생하며, 접합 면의 균열로 인한 전단파괴가 일어나지 않도록 방지하여야 한다. 본 연구에서는 I-슬래브 시스템의 전단강도를 평가하기 위하여 3점 가력에 의 한 주축 및 직교축에 대한 전단 실험을 실시하였다. 실험결과 I-슬래브가 PC 접합면이 포함되어짐에도 불구하고 이론강도에 대하여 충분한 전 단강도 성능을 보유하는 것으로 나타났다.

The use of steel deck-plate has continuously increased in slab construction because of efficiency of construction-ability. Slab member is not only resisting the loads but sensitive the deflection. Generally, steel deck-plate slab has higher equivalent moment of inertia than normal RC slab because of its bottom steel plate. In this study, stiffness variation of the various slab was experimentally examined.

This study established key factors causing deck slab deterioration based on GPR database of 747 highway bridges, and predicted deck slab damage rates with respect to bridge service life. To minimize the influence of bridge service life on deck slab deterioration, the deck slab damage rate database was corrected based on a linear regression model of bridge service life vs. deck slab damage rate. The corrected deck slab damage rates were analyzed to determine correlation considering the number of snowy days, the amount of snowfalls, the number of freeze-thaw days, average winter temperature, altitude, the amount of deicing chemicals and equivalent traffic volume, and then both the number of freeze-thaw days and the amount of deicing chemicals were determined to be key factors causing deck slab deterioration. The complex deterioration considering both key factors was represented deck slab damage rate charts, and the average deck slab life was derived. The results of this study will be used as a guideline for highway bridge maintenance to identify the progress of deck slab deterioration for a given bridge and predict the time required deck slab rehabilitation.

본 연구에서는 기존의 교면포장 공법인 아스팔트와 라텍스 개질 콘크리트 포장의 단점을 극복한 교면포장용 고성능 콘크리트의 개발을 위하여 교면포장용 콘크리트 슬래브의 내구성을 평가하였다.교면포장용 고성능 콘크리트의 배합으로는 A-Type (실리카퓸 6%), B-Type (실리카퓸 6%+플라이애쉬 20%), C-Type (실리카퓸 6%+고로슬래그 40%)의 3가지 종류를 고려하였고 현재 교면 포장에 사용되고 있는 라텍스 개질 콘크리트 포장(LMC)과 일반 콘크리트 포장(OPC)에 대하여 비교 평가하였다. 내구성 평가를 위한 실험으로는 정적재하실험과 피로실험을 실시하였으며 처짐 및 균열폭과 콘크리트 및 철근 변형률을 측정하여 비교하였다. 또한 범용 프로그램인 ABAQUS를 이용한 유한요소 해석을 통하여 실험결과를 검증하였다. 실험결과, 정적재하시험의 경우 고성능 콘크리트 배합이 LMC 및 OPC에 비하여 역학적 특성 및 내구성에 있어서 우수한 성능을 보여주었다. 고성능 콘크리트 배합 중에선 A-Type이 처짐 및 균열저항성에 있어서 가장 우수한 것으로 나타났다. 피로시험의 경우에는 고성능 콘크리트 배합이 LMC 및 OPC에 비하여 균열저항성이 우수한 것으로 나타났으나 전체적인 거동은 모든 시험체가 일정하게 유지되어 반복하중에 대하여 충분한 내하력 및 강성을 확보하고 있는 것으로 판단된다. 유한요소 해석 결과, 처짐의 경우 1~4mm, 변형률의 경우 최대 12%의 상대오차를 보여 실험결과와 유사한 변형을 보였다

To suggest the preliminary data for effective maintenance of RC deck slabs of bridges, the damage characteristics of RC deck slabs are quantitatively analyzed in the present study. Damages of RC deck slab are classified into damage patterns and its details. And, rate of damage possess, cause of damage occurrence and time of damage occurrence are reviewed from this study.