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PSC 거더교의 장경간화 평가 기법 : I. 경간 평가 기법의 제안
전세진,최명성,김영진,Jeon, Se Jin,Choi, Myoung Sung,Kim, Young Jin 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 A Vol.29 No.3A
PSC 거더교는 타 공법에 비해 매우 경제적인 교량 형식이지만 국내에서는 PSC 빔 표준도에 근거하여 도로교의 경우 25~35 m 경간에 주로 적용되어 왔다. 이러한 경간상의 제약사항을 극복하기 위해 다양한 신형식 거더교들이 개발되었지만 주로 50 m 이하 경간에 적용되고 있는 실정이다. 따라서, 이 연구에서는 PSC 거더교를 50 m 이상의 경간까지 확장할 수 있는 장경간화 기법들을 재료, 설계 및 시공 측면으로 나누어 분석함으로써 장경간화의 가능성을 고찰해 보았다. 이 때 각 기법이 경간 증가에 미치는 기여도를 일목요연하고 용이하게 평가할 수 있는 방법론을 제안하였다. 제안된 방법은 허용응력 설계법에 근거한 PSC 거더의 단계별 안전성 평가식을 프리스트레싱 텐던의 개수와 경간의 관계를 나타내는 그래프로 치환하여 설계 가능 영역을 찾아내는 방식이며, 일반 PSC 거더, 다단계 긴장식 PSC 거더, Decked PSC 거더로 구분하여 수식을 전개하였다. 후속 논문에서는 이를 실교량 예제에 적용하여 경간 증가량을 분석하였다. PSC girder bridge is known to be more economical than other types of bridges and has been usually applied to a span range of 25 m to 35 m according to the standard shapes for highway bridges in Korea. The spans of the recently developed new types of PSC girders are also limited to 50 m at most. In this study, therefore, feasibility of the long-span PSC girder that reaches more than 50 m is investigated by applying several strategies from the perspectives of materials, design and construction. A systematic procedure is proposed that can be used to assess the effect of each strategy on the span. The proposed scheme adopts a graphical approach that represents a relationship between the number of prestressing tendons and the span, and is derived on a basis of safety assessment equations of the girder in each stage of fabrication and in service. In the companion paper, the amount of span extension is quantitatively evaluated by applying the proposed scheme into a sample PSC girder bridge.
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PSC 거더교의 장경간화 평가 기법 : II. 예제 분석
전세진,Jeon, Se Jin 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 A Vol.29 No.3A
이 연구의 목적은 PSC 거더교를 통상적인 경간 이상으로 장경간화할 수 있는 기법들을 고찰하고, 각 기법이 경간에 미치는 영향을 평가하는 체계적인 방법론을 제안하는 것이다. 전편 논문에서는 평가에 필요한 그래프를 구성하는 기본적인 수식들을 유도한 바 있다. 여기에서는 이러한 방법론을 PSC 거더교 예제에 적용하여 각 장경간화 기법들이 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 제안된 도식적인 방법은 각 기법이 장경간화에 기여하는 이유를 일목요연하게 파악할 수 있고, 더 나아가 장경간화를 위한 개선점을 용이하게 도출할 수 있는 장점이 있음을 보였다. 분석 결과 여러가지 기법들 중 특히 거더의 고강도화, 바닥판 합성 전 2차 긴장을 실시하는 다단계 긴장 기법, Decked PSC 거더 기법 등이 장경간화에 크게 기여하는 것으로 나타났다. 장경간 거더의 증가된 자중에 대처할 수 있는 시공성 및 경제성만 뒷받침된다면 PSC 거더교도 기존 박스거더교의 영역인 50~70 m 경간까지 충분히 설계 및 시공될 수 있을 것으로 기대된다. The purpose of this study is to investigate several strategies that can be used to extend the span of conventional PSC girder bridge and to propose a systematic procedure to evaluate the effect of each strategy on the span. In the preceding companion paper, fundamental equations were derived which constitute the assessment graphs and a possible domain for the design. Quantitative evaluation for extension of the span follows here by adopting a sample PSC girder bridge. It apparently shows a number of advantages of the proposed scheme in finding out why and how each strategy contributes to the span extension and in suggesting further improvement for a longer span. The results imply that increasing the strength of a girder, the multistage prestressing with the secondary tendons prestressed before composite action with a deck, and Decked PSC girder are very effective among the strategies examined. It is expected that the span of the PSC girder bridge can be well extended up to 50 m to 70 m which corresponds to a span of the conventional box girder bridges.
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하천제방의 비정상침투해석을 위한 무차원 설계홍수파형에 관한 연구
전세진,권경준,안원식,Jeon. Se-Jin,Kwon. Kyung-Jun,Ahn. Won-Sik 한국방재학회 2009 한국방재학회논문집 Vol.9 No.4
제방을 설계하거나 기존제방을 보강하기 위해서는 침투해석이 필요하다. 미국, 유럽 등과 같이 대규모하천이 대부분인 외국에서는 댐에서와 같이 정상침투해석을 하고 있으나 우리나라와 일본하천의 경우는 홍수지속시간이 짧아 설계홍수파형을 정상상태로 해석할 경우에는 과대한 외력을 주게되므로 시간에 따른 수위변화를 고려한 비정상 침투해석을 하여야한다. 이 경우 하천수위와 지속시간에 대한 홍수파형이 필요하나 국내에서는 명확한 기준이나 지침이 없다. 본 연구에서는 비정상침투해석에 사용되는 설계홍수파형을 유도하였다. 수위자료가 양호한 낙동강 수계 진동 등 5개 수위관측지점의 과거 주요홍수에 대해 지속시간별 홍수위를 조사하여 무차원화를 시켰다. 그리고 통계적.확률적 처리를 통하여 무차원 설계홍수파형을 작성하였다. 작성된 홍수파형의 적정성은 과거 발생한 원홍수사상과 금회 유도한 설계홍수파형을 이용하여 침투해석을 시행하고 일본의 방법과 비교해서 적정성을 분석하였다. 동수경사법과 한계유속법에서 오차는 각각 진동 <TEX>$0{\sim}0.7%,\;0{\sim}0.7%$</TEX>, 현풍 <TEX>$1.6{\sim}4.0%$</TEX>, <TEX>$1.7{\sim}4.1%$</TEX>, 왜관 <TEX>$0.6{\sim}3.6%$</TEX>, <TEX>$0.6{\sim}3.7%$</TEX>, 낙동 <TEX>$2.0{\sim}8.1%$</TEX>, <TEX>$2.0{\sim}8.1%$</TEX>, 정암 <TEX>$1.2{\sim}9.8%$</TEX>, <TEX>$1.3{\sim}9.9%$</TEX>로 나타났다. 상관성(<TEX>$R^2$</TEX>)은 <TEX>$0.983{\sim}0.999$</TEX> 정도로 매우 상관성이 높게 나타났으며, 일본의 방법보다 합리적이며, 실무에 적용이 가능한 것으로 판단된다. The seepage should be analyzed to design or reinforce the levees. The steady seepage analysis is an usual application in USA and European countries where the large scaled dams and levees are existed. However, Korea and Japan, where the reaching time is short, the excessive forces are applied on the levees at the short reaching time if the seepages are analyzed in steady condition. Accordingly, the unsteady analysis based on the variation of time is necessitated. In the unsteady analysis, the flood wave type is necessary. No criteria and standards, however, are derived for the unsteady seepage in Korea. In the study, the flood wave type is derived for the unsteady seepage. The major reliable flood surface data are collected in 5 stations including Jindong of the Nakdong river basin. The data are sorted in duration, and they are non-dimensionalized. The statistical method is also applied to derive the waves. To verify the study, the seepage is analyzed by the derived wave and applied to the prototype. The results are also compared with the Japanese Method. The errors between the hydraulic gradient and critical velocity method are <TEX>$0{\sim}0.7%$</TEX>, <TEX>$0{\sim}0.7%$</TEX> at the Jindong, <TEX>$1.6{\sim}4.0%$</TEX>, <TEX>$1.7{\sim}4.1%$</TEX> at the Hyunpoong, <TEX>$0.6{\sim}3.6%$</TEX>, <TEX>$0.6{\sim}3.7%$</TEX> at the Waegwan, <TEX>$2.0{\sim}8.1%$</TEX>, <TEX>$2.0{\sim}8.1%$</TEX> at the Nakdong, and <TEX>$1.2{\sim}9.8%$</TEX>, <TEX>$1.3{\sim}9.9%$</TEX> at the Jeongam, respectively. The relationship(<TEX>$R^2$</TEX>) between each method is relatively high as <TEX>$0.983{\sim}0.999$</TEX>. This means the results are more logical than the Japanese method, and the study is applicable to the design of hydraulic structures.
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프리캐스트 콘크리트 방호벽의 정적 실험 : Ⅰ. 극한거동 및 등급 고찰
전세진(Jeon Se Jin),최명성(Choi Myoung Sung),김영진(Kim Young Jin),현병학(Hyun Byung Hak) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 A Vol.27 No.6A
기존 현장타설 방호벽을 대체할 수 있는 프리캐스트 방호벽 시스템을 개발하고, 내하 성능을 검증하기 위해 정적 실험을 실시하였다. 바닥판과 방호벽으로 이루어진 실대형 실험체를 총 5개 제작하였으며, 실험 변수는 방호벽 간 접합에 대한 에폭시 적용 여부, 관로나 바닥판의 영향 유무, 재하길이의 영향이며 그 외 거동 비교를 위해 현장타설 방호벽을 제작하였다, 방호벽-바닥판 간 접합에는 루프 이음 철근 및 충전재를 활용하였다. 실험 결과 방호벽-바닥판 간 접합부 및 에폭시를 적용한 방호벽 간 접합부는 극한상태에 이르기까지 건전한 성능을 유지하였으며, 그 결과 현장타설 방호벽과 동등한 균열 거동 및 내력을 나타내었다. 방호벽에 매입되는 관로도 내력에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 현장타설 방호벽을 포함한 방호벽들의 균열 발생 양상은 기존의 항복선 이론에서 제시한 형상과 차이를 보였으며 따라서 실험 결과에 좀 더 부합하는 내력을 산출하기 위해서는 개선된 이론이 필요하다 생각된다. 국내 규정에는 방호벽 등급별로 정적 실험시 요구되는 정보가 제공되지 않으므로 AASHTO LRFD의 시험등급에 의해 간접적으로 평가한 결과, 실험 대상이었던 도로공사 표준도의 형식-2는 SB5 등급을 만족하고 있으나 SB6에 대해서는 추가 검증이 필요한 것으로 나타났다. Concrete barrier has been constructed mostly by casting in-situ in Korea, while various types of precast concrete barriers have been successfully applied in foreign countries. A new type of precast concrete barrier system was developed in this study and static test was performed to verify the load-carrying capacity and failure mode. An efficient method to combine the barrier and deck was devised using protruded reinforcements and mortar filling. Five sets of specimens were manufactured that simulate a cantilever part of the deck and a series of precast barriers referring to a shape of domestic standard concrete barriers. Variables of the experiment are joint type between the barriers, effect of an embedded pipe and deck, loading pattern and comparison with the conventional in-situ barrier. The joint of the barrier and deck maintained a sufficient integrity up to the ultimate state that can be induced from a car crash. The shear-key-type joint between the barriers showed a better performance when the epoxy was applied. As a result, the proposed system of precast barrier produced the ultimate capacity equivalent to that for the in-situ barrier of similar shape. Cracking pattern and failure mode were compared with the yield line theory presented in AASHTO LRFD. Finally, the corresponding test level(SB) of the specimen was discussed comparing with AASHTO LRFD.
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