이 실험연구는 PSC 교량의 생애주기 프리스트레스 측정용 헤테로코어 광파이버 센서를 개발하기 위한 선행연구이며, 기존의 헤테로코어 변위센서의 정밀도를 향상하기 위한 실험이다. 실험결과 최대 2μm 단위의 변위 변화량을 측정할 수 있었다. 즉, 변위측정 길이가 30cm의 센서모듈을 설계했을 때 설계기준압축강도(fck)가 40MPa인 경우 0.2MPa 단위의 응력변화를 측정이 가능함을 확인하였다. 따라서 본 실험의 결과는 향후 진행될 내부매립용 센서모듈 개발에 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

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.

In this paper, a design concept of post-tensioned precast bridge piers was proposed to improve seismic behavior of the bridge pier. Mild reinforcing bars are placed continuously along the height of the column. Prestressing tendons are also provided to obtain re-centering capability for seismic events. Arrangement of the axial steels to prevent buckling of rebars at plastic hinge region was suggested and enhanced seismic performance was verified by experiments. Moment-curvature analyses were performed to evaluate the effect of effective prestress on seismic behavior after verifying the calculation method by cyclic tests of the precast columns. A real bridge pier was designed to investigate the seismic performance according to different level of effective prestress. Level of effective prestress showed obvious effect on crushing displacement but negligible effect on lateral displacement at fracture of tendons and reinforcements.

프리스트레스(PS) 긴장재의 긴장력 관리는 거더 성능관리에 있어 매우 중요한 항목이나 현재는 시공시 설계 긴장력의 도입 여부만을 검증한 후 공용시에는 그 관리가 이루어지지 않는 실정이다. 이에 본 연구에서는 PSC 거더의 제작단계에서부터 공용시까지 생애주기 동안의 긴장력 관리가 가능한 PSC 거더를 제안하기 위한 기초 연구로서, 현재의 기술수준으로 사용 가능한 센서들을 이용하여 PS 긴장력을 측정하는 실험 연구를 수행하였다. 소규모 거더를 제작하여 4종류의 센서를 설치하였고, 긴장력을 도입하면서 각 센서들의 적용성과 정확성을 평가하였다. 실험결과에 따르면, 중공로드셀은 편심하중이 작용하는 경우 기준값보다 하중을 높게 평가하는 경향이 있었다. EM 센서는 실용이 가능한 정확도를 보여주었으며, 콘크리트 내부의 긴장재를 따라 어느 위치에서도 설치할 수 있다.

Recent increases in the use of Deep Deck, and the study was carried out much of the Deep Deck in the country. Research is the most studies on the behavior of the composite slab after the concrete is cured. However, the large stress is generated in the work load(150kgf/m2) at the time of pouring concrete. The Deep Deck does not satisfy the provisions of deflection during construction when applied to more than 6.0m span. In this study, installed a strand or reinforcing bar at the bottom of the Deep Deck. The pressing force of tension on the strand and rebar was carried out an experiment to produce an upward deflection of the Deep Deck. The loading experiment was carried out and the pressing force the UTM load.

본 연구에서는 프리스트레스트 콘크리트 보의 처짐 예측을 위해 재료비선형이 고려된 콘크리트 및 철근, 강연선의 거동을 고려할 수 있는 구성모델을 조합하여 적층 쉘 요소를 사용한 유한요소해석 모델에 적용하였다. 이를 기존 연구자들의 실험결과와 비교함으로써 모델의 타당성을 검증하였고, 스팬-깊이비, 편심 그리고 프리스트레싱 크기에 대한 처짐을 해석하고 이를 수계산 결과와 비교하였다. 그 결과, 스팬-깊이비가 커질수록, 편심이 작아질수록, 프리스트레싱 크기가 작아질수록 처짐이 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 편심이 매우 작을 경우와 프리스트레싱 크기가 매우 작을 경우에는 수계산이 처짐을 과대평가한다는 것을 확인하였다.

This paper presents a new numerical method to analyse tensegrity structures by using singular value decomposition and force method. The tensegrity system consisting of compressive and tensle elements are pin-jointed system. Tensegrity structures, unlike the general structure should be preceded by form-finding. Tensegrity structures form-finding of the self-equilibrium stress stability, seeking to have the process. In this study, tensegrity structures when subjected to external loads, find the optimal pre-stress values was studied.

본 논문에서는 프리스트레스 콘크리트(PSC) 거더교의 긴장력 손실을 예측하기 위한 진동기반 모니터링 체계를 제안하였다. 제안한 체계는 긴장력 손실 경보 단계와 긴장력 손실 정도를 평가하는 단계로 구성하였다. 먼저, 긴장력 손실 경보를 위해 두 위치에서 취득된 주파수 응답의 변화를 사용하여 긴장력 손실의 발생을 모니터링하는 새로운 전역적 손상경보기법을 제안하였다. 제안된 기법은 응답신호의 파워스펙트럼만을 이용하기 때문에 별도의 모드해석과정 없이 실시간으로 손상경보가 가능하다. 다음으로, 긴장력 손실 정도를 평가하기 위하여 고유진동수의 변화로부터 긴장력의 상대적인 손실 정도를 평가할 수 있는 긴장력 손실 예측 기법을 선정하였다. 제안된 체계의 유용성을 축소 모형 PSC 거더에 대한 실험을 통해 평가하였다.

콘크리트의 크리프와 건조수축에 의한 시간에 따른 프리스트레스 장기예측의 정확성은 프리스트레스트 큰크리트 교량과 같은 사회 기반 시설의 유지 관리 및 보수 결정 측면에서 매우 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 프리스트레스트 콘크리트 교량의 프리스트레스 장기예측의 불확실성 감소, 즉 예측의 정확성 향상을 위하여 현장 계측치를 이용하여 베이시안(Bayesian)통계기법을 도입하는 예측기법을 제안하였다. 베이시안 해석시 사전 확률분포는 콘크리트의 크리프와 건조수축의 확률 특성을 고려하여 나타내며, 우도 함수(likelihood function)는 현장에서의 계측치를 사용하여 나타내었다. 시간에 따른 구조적 거동 시스템으로부터의 지속적인 계측 기록은 베이시안 지식 기반에서의 확률분포를 업데이팅 하기 위하여 사용되며, 사후 확률분포는 사전확률분포와 우도 함수를 조합하여 획득한다. 실제로 가설되고 있는 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더 교량으로부터 계측된 프리스트레스 힘의 수치 예제해석을 통하여 제안 기법의 적용성을 제시하였다.

본 논문에서는 신뢰적인 PSC 교량 내하성능 평가 기법 제안을 위해 PSC 교량 해석 모델을 이용한 구조물의 거동 양상을 분석하고 교량의 실제 변형률 데이터를 반영한 교량의 거더별 긴장력 손실량 유추 및 활용을 위해 PS 텐던의 긴장력 손실에 따른 교량의 응력 이완 패턴을 도출한다. 그리고 실제 교량의 계측 변형률에 큰 비중을 차지하는 온도구 배의 영향을 적절하게 제거해 긴장력에 의한 변형률 데이터를 추출한다.

PSC continuous girders have been used to improve the stability of simply supported girders. The loss of prestress is one of important factors for rational design and construction of the PSC girders. Measurements of prestress loss were conducted with the several test variables that reflect the conditions of continuous joint. Results show that the prestress loss is closely related to a eccentricity.

PSC거더교는 탁월한 안정성, 사용성 등의 특징으로 전세계적으로 가장 많이 사용되는 교량의 한 형식이다. 그러나, 긴장재 (강연선)의 시공오차나 곡률반경 등에 의하여 절곡되는 상황이 발생하는 경우가 생기며, 이는 국부적인 긴장력의 손실울 유발한다. 그러나, 일반적으로 설계와 시공과정에서는 긴장재의 국부적인 절곡으로 발생하는 긴장력의 손실에 대하여는 간과하고 있다. 이 연구에서는 PSC 거더 연속화 지점부에서 시공오차와 선형반경으로 인하여 발생하는 긴장력 손실량을 실험적으로 규명하였다. 또한, 국부적 긴장력 손실을 감소시킬수 있는 공법을 제안하고 이에 대한 효용을 실험으로 검증하였다. 실험결과에 따르면 국부적 절곡에 의해 최대 10%의 긴장손실이 나타났고, 블록아웃 공법을 통해 손실률을 최대 약 5% 감소시킬 수 있는 것으로 나타났으며, 이는 블록아웃 공법으로 연속화 교량의 긴장효율을 향상시킬 수 있음을 의미한다.

When the prestress is introduced to a typical steel beam with wide flanges, the introduction efficiency of prestress is significantly low due to its large axial stiffness. In this study, the steel beam with discontinuous webs is developed to improve the efficiency of prestress introduced into top and bottom flanges by utilizing the accordion effect. The experiment and FE analysis are performed to verify the introduction efficiency of the prestress on the steel beam with discontinuous webs.

Theoretical modeling is presented for the prediction of prestress loss of strands during the steam curing process. The model comprises heat transfer model, bond-slip model at elevated temperature and micromechanical model for prestress loss. The model was able to predict the experimentally measured prestress loss in a reasonable accuracy.

This study proves that the prestress loss occurs at the continuous joint by the local bending of tendon due to the construction deviation and the curvature of radius. Also, a method that can reduce the prestress loss is proposed, and proved by the experiment.

The objective of this project is to develop FEM or Frame models which can be used to compute the dynamic behavior of PC girder bridge associated with the change of tension force in tendons, to overcome the limitation of general structure analysis program.

During the steam curing process, some initial prestress is lost due to the effect of high temperature. Limited number of quantitive evaluation has been reported on thermal loss of tendon during steam curing process. In this study, a theoretical evaluation was derived for the amount of prestress loss in prestressed concrete member during steam curing process. The equation devide overall process to 3 stages : from initial state to bonding state between concrete and tendon; just before cutting; and after cutting. The evaluation predicted the amount of prestress loss in the order of 7% of initial prestress force by direct thermal effect through all curing procedures. To validate the equation which estimate the amount of prestress loss, experimental studies should be performed.

선행연구에서는 강도이론을 바탕으로 영향인자들을 반영한 해석단면에 대해 허용압축응력(Kfci)을 해석하였고, 해석결과를 바탕으로 허용압축응력산정식을 제안하였다. 이전 연구에 대한 일련의 연구로서, 본 연구에서는 서로 다른 편심비(e/h)를 갖는 프리텐션 보 부재에 대한 프리스트레스 도입 실험을 수행하였다. 실험결과를 토대로 제안식을 검증한 결과 낮은 e/h를 갖는 프리텐션 부재의 경우, ACI318-08 및 EC2-02의 설계기준이 Kfci를 비안전측으로 결정하고 있음을 확인하였다. 또한 높은 e/h를 갖는 프리텐션 부재의 경우 현행의 설계기준은 Kfci를 과도하게 안전측으로 제안하고 있다. 이에 비해 제안식은 e/h에 따른 Kfci를 합리적으로 평가하는 것으로 나타났다.

국내의 지형 특성으로 인해서 교량의 많은 부분이 슬래브교 형식이다. 차량이 대형화하고 교통량이 증가하면서 노후 슬래브교의 보강이 필요한 경우가 많다. 본 연구에서는 노후화된 슬래브교를 효과적으로 보강할 수 있는 외부 긴장재 보강공법을 제안하였다. 종방향 및 횡방향 외부 프리스트레싱을 이용한 네트형 보강법은 슬래브 중앙부의 처짐을 효과적으로 보강할 수 있는 방법이며, 하부공간을 침해하지 않으므로 실제 적용성이 뛰어나다. 실험을 통해서 제안한 보강법으로 인해서 향상되는 내하력의 크기를 검증하였다. 실험에서는 세 가지 서로 다른 하중조건에 대하여 처짐 및 변형률을 계측하여 보강의 효과를 비교, 분석하였다. 네트형 긴장재 보강 전후의 휨강성의 증가량은 재하 종류별로 30.7~107.3% 증가하였다. 보강 전후 처짐의 감소율은 27.6~52.2%에 달하였다. 종방향 및 횡방향 프리스트레싱으로 인한 네트형 보강법은 슬래브교의 중앙부 보강에 매우 효과적이며, 중앙에 집중되는 하중 뿐만 아니라 편기 재하되는 하중에 대해서도 유사한 보강효과가 있다. 또한 네트형 보강법은 필요에 따라 재긴장이 가능하므로 유지보수 및 사용성 측면에서 장점이라 할 수 있다.