기존의 격자형 강합성 바닥판 이음부 상세는 후크형태의 철근 겹침이음 및 채움 콘크리트로 구성된다. 본 연구에서는 콘크리트 전단키와 고장력볼트로 구성된 이음부 형식에 대해 콘크리트 전단키 보강 유무를 실험변수로 휨성능평가 실험을 하였고, 그 결과를 기존 철근겹침 이음부의 휨성능과 비교 평가함으로써 기계적 연결방법에 의한 이음부 형식의 적용 가능성을 검토하였다. 실험결과의 비교 분석에 의하면, 기계적 연결방식에 의한 이음부의 최대내력이 약 30% ~ 60% 정도 더 큰 것으로 나타나서 강도 측면에서 더 우수함을 확인하였다. 모멘트-곡률 관계로부터 구한 휨강성을 비교해 보면, 철근겹침 이음부의 경우 초기 거동에서는 비교적 더 우수한 거동을 보였으나, 콘크리트 균열파괴가 발생한 이후에는 다소 급격한 단면성능의 감소를 보였다. 한편, 콘크리트 전단키의 강판 보강 유무에 따른 변수 분석 결과에 의하면 강판 보강구조가 최대내력 향상 및 휨강성 증가에 효과적임을 확인할 수 있었다.

21세기에는 친환경적 개념을 도입하여 공간창조 및 인구증가 등에 따른 가용 공간 부족 문제와 이로 인한 자연·도시환경악화에 대응할 수 있는 실용적 가용 공간 창출 기술인 해중터널은 다양한 외부 하중조건에 저항할 수 있어야 하며, 특히 휨과 비틀림, 축방향 인장 및 압축에 안전해야 한다. 외부 하중조건에 의해 주로 예상되는 변형은 휨변형이며, 이는 터널 벽체에 인장력과 압축력을 발생시키게 되어 터널 안전에 중요한 고려 인자이다. 해중터널의 함체는 철근콘크리트 구조로 제안되어 왔으나, 본 연구에서는 내부구속 중공 철근콘크리트 구조 및 이중강관합성 콘크리트 구조의 함체를 제안하고, 이의 휨강도에 대해 분석하여 기존의 철근콘크리트 해중터널과의 휨강도를 비교하였다. 해석 결과 제안된 구조형식은 충분한 강도와 안전성을 갖는 것으로 확인되었다.

구조용 형강을 사용하는 격자형 합성바닥판은 비교적 신속한 시공과 보수시 교통통제를 최소화할 수 있는 장점으로 인해 1930년대 이후 현재까지 다양한 단면상세가 연구개발 되고 있다. 강형의 상부 일부만 콘크리트와 합성된 형태를 취하는 격자형 합성바닥판은 강형이 완전히 매입되는 형태에 비해 자중이 작고 공장에서 프리캐스트 제작이 가능하여 원거리의 현장이나 산악지역과 같이 건설조건이 열악한 경우에도 적용이 가능한 구조이다. 본 연구에서는 형강이 노출된 격자형 강합성 바닥판을 각종 기반시설물의 수평지지구조에 적용하고자 형강과 콘크리트의 합성을 위한 전단연결부의 형식과 격자형 구조에서 형강을 서로 연결하는 가로막대의 간격, 상부 콘크리트 슬래브의 두께 등을 변수로 휨실험을 하였고, 휨성능 및 합성거동을 비교 평가하였다. 이를 통해 설계변수 변화에 따른 구조거동의 변화를 비교 검토할 수 있었고, 적절한 전단연결방식 및 단면제원에 대한 기본자료를 얻을 수 있었다.

본 논문은 SC합성보에 정착구의 높이, 새들의 형태, 가력시점을 변수로 하여 비부착 포스트텐션 보강을 하고 휨실험을 통해 보강방법을 평가하여 적절한 보강방법을 제시하고자 하엿다. 실험결과 보강 전 SC합성보의 최대내력은 실험값/이론값이 0.97로 나타났으나 보강 후는 1.00~1.21로 나타나 보강효과를 확인할 수 있었다. 변위 및 변형률 분석결과 정착구의 높이 및 가력시점에 상관없이 보강 후 중립축에 정착구를 설치한 D120계열 실험체가 최대하중이후 급격한 하중저하 없이 변위가 지속적으로 증가하며 각 부분의 변형률도 비교적 적게 나타나는 안정적인 거동을 했다. 보강효과면에서 선 가력 후 보강한 SCR-UD120실험체가 보강 전 SC합성보에 비해 최대내력이 1.72배 증가하여 가장 우수한 것으로 나타났다.

최근 건설 기술 발달에 따라 공기 단축을 위하여 세그먼트를 공장 제작하고 현장에서 용접 또는 볼팅 등의 방법으로 접합을 하는 시공이 이루어지고 있으며, 확대되고 있는 추세이다. 이때 강과 콘크리트로 구성된 합성부재의 용접시, 용접열이 약 20,000℃, 용접부 주변 온도가 1,300℃ 이상이 될 정도로 높은 온도가 생성 된다. 이때 높은 온도로 인하여 용접부와 맞닿아 있는 콘크리트의 강도 감소가 발생하며, 경우에 따라서 국부적으로 강도감소가 매우 큰 곳도 존재하게 되어 구조물 거동에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 이를 방지하기 위해 강재와 콘크리트 사이에 보강재를 삽입하여 용접열에 의한 콘크리트의 강도 감소를 방지하는 방법을 제시하였다.

강합성 절곡 바닥판 중에서 I형강으로 보강된 강합성 절곡 바닥판은 절곡바닥판내에 I형강을 매입시켜 기존의 현장타설 RC바닥판보다 경량화되고 시공성을 향상시킨 바닥판이다. 현재 일반적인 철근콘크리트 구조물의 유효휨강성에 대한 계산은 도로교설계기준 및 ACI에서 제안하고 있는 방법을 사용하고 있다. 본 연구에서는 도로교설계기준 및 ACI에서 제안된 유효휨강성에 대한 산정 방법을 Ι형강으로 보강된 강합성 절곡 바닥판에 적용하여 그에 대한 적용성을 평가하고 철근콘크리트 바닥판과 비교를 하였다. 또한 실험변수로써 스터드의 유무, 지간의 변화, 단면의 형태, 부재연결방법에 걸쳐 4가지 변수를 두고 총 15개의 실험체를 제작하여 실제의 휨강성과 ACI에서 제안된 식에 의해 계산된 유효휨강성을 비교, 분석하였다.

본 논문에서는 2경간 강합성교량의 내하력을 향상시키기 위해, 외부 긴장재로 보강하는 방법을 제시하였다. 긴장재를 직선 배치하였을 경우, 외부하중으로 인한 증가 프리스트레스력을 가상일의 원리로 구하였고, 증가 프리스트레스를 고려한 내하율 산정식을 제시하였다. 제안된 내하율 산정식으로부터, 긴장재 개수와 초기 긴장력의 계산방법을 제시하였다. 본 방법을 2경간 강합성교량에 적용하여, 산정식의 타당성과 합리성을 검증하였다.

본 논문은 기존 강합성 교량의 내하력 향상을 목적으로 외부 긴장재의 초기 긴장력 결정 방법을 제시하였다, 외부 긴장력은 콘크리트 슬래브 재시공 전과 후에 각각 적용하였다. 활하중에 의하여 발생하는 증가 프리스트레스력을 고려한 내하율식을 제안하여 긴장재 개수와 초기 긴장력의 결정 과정을 제시하였다. 기존 강합성 교량의 내하율 향상에 적용하여 그 타당성을 입증하였다.

본 논문은 외부 긴장재로 보강된 2경간 연속 강합성보의 내하력을 향상시키기 위한 방법을 제시하였다. 긴장재를 정모멘트 구간의 강주형 하부에 설치하였다. 이 방법은 정모멘트 뿐만 아니라 부모멘트도 감소시킬 수 있다. 강합성보를 긴장재로 보강함으로써 내하율 식에서 목표 내하율을 만족시키기 위한 긴장재 개수와 초기 긴장력의 결정방법을 기술하였다. 본 방법을 실교량의 강합성보에 적용하여 타당성을 입증하였다.

모델링을 통한 교량구조물의 동적인 특성은 주로 구조물의 기학학적 형상에서 계산된 강성과 질량에 의해서 결정된다 따라서 본 연구는 합성단면을 갖는 강판형거더교량의 FE 모델링 기법을 제시하고 제시된 모델링 기법은 실계측된 동특성과 비교 분석하여 유용성을 제시했다. 제시된 FE 모델링 기법은 단순화된 1-2차원 모델과 3차원 상세모델로 구분하여 각각의 기법을 제안하고 유용성을 보여 주었다. 구조물의 동적 응답은 상부 슬래브를 지지하는 거더에 가속도계를 부착하여 일반 차량하중 상태에서 발생하는 상시 진동에 의해 측정되었다. 이렇게 측정된 교차파워스펙트럼을 역퓨리에 변환에 의해 교차상관함수로 변환하여 구조물의 특성을 분석하였다. 이들 결과는 FE모델링의 결과와 비교하여 제안된 모델링 기법의 유용성을 제시하였다.