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[미발표] PSC Edge Girder를 활용한 하로형 신형식 철도교 개발
김도학(Do Hak Kim),신명규(Myoung Gyu Shin),이재호(Jae Ho Lee),강덕만(Duk Man Kang),김성재(Sung Jae Kim),박성민(Sung Min Park) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.10
U형 PSC 하로교는 궤도면고의 하향조정에 따른 형하공간 확보에 용이하며, 노선의 급격한 종단 경사를 피하여 열차의 운전효율을 증대시키는 등 철도교량으로서 많은 장점을 가진 교량 형식이다. 하지만 U형 PSC 하로교 시공을 위해 현재 주로 사용되고 있는 Precast Segment Method는 Segment의 운반 및 가설을 위한 대형 장비가 필요하여 시공비용이 증가하는 단점이 있다. 본 연구에서는 U형 PSC 하로교의 측벽을 이루게 되는 Edge Girder를 먼저 가설하고, 설치된 Girder 사이에 슬래브 및 가로보를 현장타설하여 U형 PSC 하로교를 시공하는 신형식 교량을 개발하였다. 본 논문에서는 개발된 교량의 개요와 시공방법, 그리고 최적 단면을 선정하는 과정을 소개하였다. U-type PSC through bridge type has many benefits as railway bridges. It makes the level of the rail track move down and is advantageous to secure spaces under the girders. And it also makes avoide rapid longitudinal slope of the railway, and the driving effectiveness of the railway is increased. Precast Segment Method is typical method to construct U-type PSC through bridges. However, this method causes expensive construction cost for needs of heavy equipment to transfer and install the segments. New bridge type developed in this study is constructed to first install the edge girders and make slab and cross beam by in-situ concrete. This makes improve the weakness of the existing construction method. This paper presents the concept of the proposed railway bridge type and the decision of the optimal cross section.
Half-Deck을 포함한 60 m 경간 PSC 거더의 단면 및 텐던 프로파일 최적화 연구
김태민(Kim Tae Min),김도학(Kim Do-Hak),김문겸(Kim Moon Kyum),임윤묵(Lim Yun Mook) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 A Vol.31 No.6A
본 연구에서는 60 m 급의 장경간 PSC 거더의 개발을 위하여 단면 개선부터 텐던 배치 형상까지 구조적인 성능뿐만 아니라 경제성과 시공성 등을 고려해가며 거더 개발에 관한 연구를 진행하였다. 단면 최적화를 통해 Bulb-T 형의 단면을 도출하였고 단면 평가를 통해 실제 설계 가능성을 평가하였다. 또한 텐던의 배치를 효율적으로 구성하여 사용하중에 대해 효과적으로 대처할 수 있도록 하였다. 실제 대상교량을 선정한 후 개발 거더를 적용해 유한요소해석을 수행한 결과 모든 하중단계에서 설계 허용응력을 만족하였다. 또한 사용하중에 의해 발생하는 응력이 허용하중보다 작아 안전측 설계가 가능한 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 실물 크기의 60m 거더를 제작해 4점 실험을 실시한 결과 초기 균열이 사용하중의 2배 이상에서 발생하여 실험 결과를 통해서도 충분한 구조적 성능을 입증하였다. 본 연구를 통해 개발된 Half-Decked PSC 형식의 60 m 거더는 단면개선과 효율적인 텐던 배치로 경간대비 매우 낮은 형고를 갖게 되었고 구조적인 이점은 물론 경제성이나 시공성 등에서도 큰 장점을 가질 것으로 판단된다. This study focused on development of 60 m span PSC girder considering not only structural performance but also economical efficiency and constructability including from the improvement of cross-section to the tendon profiles in sequence. Bulb-T type cross section was derived from optimization and actual possibilities to design a bridge were assessed through cross section evaluation. Tendons were also arranged efficiently so that the girder could resist the service load effectively. After developed girder was applied to a sample bridge result of finite element analysis proved all load steps were satisfied with the allowable stress. Furthermore it seemed that sufficient redundancy will be available to design a bridge safely. Based on these a full-scale 60 m span girder was fabricated and 4 point bending test was performed. An initial crack occurred over twice of the service load in this experiment which establishes adequate structural performance. 60 m span Half-Decked PSC girder developed in this study has a lower height for the given span which resulted from cross section improvement and efficient tendon layout. This girder also has not only the structural advantage but also advantages in economical efficiency and constructability.
이영호,송재준,조재영,김도학,Lee. Young-Ho,Song. Jae-Joon,Cho. Jae-Young,Kim. Do-Hak 한국방재학회 2011 한국방재학회논문집 Vol.11 No.2
본 연구의 목적은 공기 단축과 초기 공사비를 절감하기 위해 PC 긴장재를 사용하지 않고, 슬리브와 일반 철근만으로 구성된 경제적이면서 시공성이 우수한 프리캐스트 교각 공법 개발에 있다. 이를 위해 본 연구에서는 신형식 철근이음 장치인 그라우팅형(形) 슬리브(Splice sleeve, 이하 슬리브)를 제안하고 최적의 슬리브를 개발하기 위하여 슬리브 길이, 철근직경, 양생방법 등을 변수로 하여 유한요소해석 및 인장실험을 수행하였다. 슬리브의 유한요소해석을 통하여 최적의 형상을 도출하였으며, 인장 성능 검토 결과, 철근의 인발에 의한 파괴는 발생하지 않았으며, 철근의 인장 파괴 혹은 슬리브의 기계적 결함에 의한 볼트 파단만이 관찰되었다. 제안된 슬리브는 우수한 인장성능을 갖고 있음을 확인하였으며 프리캐스트 교각에 무리 없이 적용할 수 있음을 검증하였다. This study aims to develop an economical precast hollow concrete column with high constructability which consists of only splice sleeve and general reinforcing bar without using PC tendons in order to reduce the construction period and cost. With this purpose, this study performed the finite element analysis and tension test by using some variables such as length of sleeve, diameter of rebar and curing method for suggesting a grouting type splice sleeve which is a new type joint rebar and developing an optimized splice sleeve. As a result, the analysis on the tension performance of splice sleeve did not show any destruction caused by pull-out in reinforcing bar but it only occurred destruction of tension bar or bolt shear rupture from the mechanical defect of sleeve. Therefore, the experiment showed high performance in tension of the suggested splice sleeve and verified the application of precast hollow concrete column.