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정철헌(Chung Chul Hun),현병학(Hyun Byung Hak) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 A Vol.27 No.4A
본 논문에서는 정모멘트 구간에 거치된 프리캐스트 바닥판의 하중을 연속된 거더가 받도록 하여 거더와의 합성 이전에 바닥판의 자중이 가해진 상태에서 프리스트레스를 도입하는 PnP(Precast Slab& Prestressed Concrete Girder) 교량의 연속화 공법을 제안하였다. 그리고 기존에 제안된 수평전단 연결구조를 2경간 연속합성보의 수평전단 설계에 적용하여 17m@2 PSC 2경간 연속합성보를 제작, 정적실험을 수행하였다. 실험결과를 통해 연속화 공법의 시공성 및 구조적 안전성을 평가하고, 프리캐스트 바닥판과 PSC 거더의 합성효과, PSC 거더 연속화에 대한 사용성, 부모멘트부에서의 프리캐스트 바닥판의 균열제어능력 등을 평가하였다. 실험결과 프리캐스트 바닥판을 갖는 PSC 합성거더 교량의 연속화 과정에서 시공단계별 응력상태는 허용응력범위 내에 있음을 확인하였고, 사용하중 상태에서 연속부 구간에서의 거더 간 일체 거동 및 부모멘트 구간 프리캐스트 바닥판의 균열에 대한 안전성을 확인하였다. 본 연속화 공법은 기 개발된 프리캐스트 콘크리트 바닥판을 2경간 이상의 PSC 거더에 적용함으로써 내부지점부에서 연속성을 확보함은 물론 보다 경제적이고 신속한 형태의 교량 시공이 가능 할 것으로 판단된다. In this Paper, a new concept as PnP (precast Slab& Prestressed Concrete Girder) bridge system which uses precast slabs is suggested. This concept is that prestressed concrete girders have non-composite precast slabs during 2nd-prestressing after then precast slabs composite with prestressed concrete girders. Designed by the proposed design equation of a new shear connection, two span continuous beam (17 m@2=34 m) was fabricated to verify constructability and structural safety. A static test was performed to evaluate continuity at diaphragms and the negative moment region cracking. PnP bridge system show : Does not exceed design stresses during construction staging, confirms full composite action in continuous region and safety of negative crack moment. Fast and easy construction would be achieved using the suggested PnP bridge system
정철헌(Chung Chul Hun),현병학(Hyun Byung Hak) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 A Vol.26 No.5A
본 논문에서는 기존의 수평전단 설계식을 적용하여 프리캐스트 바닥판 PSC 합성거더 교량을 설계, 제직하였다. 피로하중에 대한 바닥판과 거더 그리고 전단연결부의 내구성과 거동특성을 평가하기 위하여 피로실험을 수행하였다. 실험결과 200만회 반복하중을 재하한 후 바닥판과 거더의 균열 및 잔류처짐은 발생하지 않았으며, 휨강성의 감소없이 선형거동을 나타냈다. 그리고 전단연결부의 손상은 나타나지 않았다. 또한 정적실험을 수행하여 연결부의 거동과 설계식의 적용성을 평가하고, 극한하중 상태에서의 구조적 성능과 정적강도 등을 평가하였다. 프리캐스트 바닥판 PSC 합성거더 교량은 사용하중상태에서 균열에 대해 2.08의 안전율을 나타냈으며, 파괴 시 충분한 극한내력과 연성거동을 나타냈다. 수평전단 설계식을 프리캐스트 바닥판 PSC 합성거더 교량의 수평전단 설계에 적용할 경우 사용성 및 구조적 안전성에 문제가 없는 경제적이고 신속한 형태의 교량을 시공할 수 있을 것으로 판단된다. PSC composite bridge with precast decks which was designed by the proposed horizontal shear equation was fabricated. Fatigue test was performed to evaluate the endurance of shear connection and the behavior of PSC composite bridge. After all the fatigue loading were applied, no crack and no residual slip were occurred. The flexural stiffness of PSC composite bridge was maintained the initial value, and demage of shear connection was not occurred. To verify the applicability of horizontal shear equation and shear connection detail and to evaluate the strength of PSC composite bridges, static test was also executed. PSC composite bridges with precast decks had 2.08 safety factor which was the ratio of crack to serviceability load and showed ductile behavior after ultimate load. Test results showed that the proposed design equation of the shear connection gave reasonable horizontal shear connection design. Fast and easy construction would be achieved using the suggested precast system.
루프이음 반단면 프리캐스트 패널을 이용한 PSC 바닥판의 강도평가
정철헌(Chung Chul Hun),김유석(Kim Yu Seok),현병학(Hyun Byung Hak),김인규(Kim In Gyu) 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 A Vol.29 No.5A
프리캐스트 패널은 교량바닥판의 합성 구조부재로서 사용된다. 프리캐스트 패널의 횡방향 강재는 교량바닥판의 주철근 역할을 하며, 또한, 패널은 상부의 현장타설 콘크리트 시공시 거푸집 대용으로 적용된다. 이 연구에서는 프리캐스트 패널과 현장타설 바닥판의 합성효과를 위해 패널 상부에 도입되는 전단철근 필요성을 확인하였다. 또한, 프리캐스트 패널을 갖는 합성 바닥판에서 패널간에는 횡방향 이음부의 연속적인 거동이 요구된다. 본 연구에서는 전단철근과 루프이음을 갖는 합성바닥판의 정적실험을 수행하였다. 실험결과로부터 바닥판의 연속성 확보를 위한 루프철근 이음부의 연속성을 확인하고, 패널과 현장타설 바닥판 사이의 합성효과를 확인하였다. 전단철근이 있는 합성바닥판은 합성효과의 증가로 인해 전단철근이 없는 바닥판에 비해 약 140~164%의 극한내력을 보인다. 따라서 접합면에 도입되는 전단철근은 파괴시까지 합성거동을 확보해주는 역할을 하는 것으로 판단된다. The panels are used as a composite part of the completed deck. They replace the main bottom transverse deck reinforcement and also serve as a form surface for the cast-in-place concrete upper layer that contains the top of deck reinforcement. Research has also demonstrated that mechanical shear ties on the top of the panels are required. In a composite deck with precast panels, it is required to notice behavior of transverse joints between panels. In this paper, static tests of composite deck with shear ties and loop joints were conducted. From the results, the validity of loop joints for continuity of deck was observed. Also, a composite behavior was abserved between precast panel and slab concrete. Tested composite decks with shear ties have 140~164% ultimate strength than have no shear ties due to the increase of composite action. Therefore, the shear ties between the slabs were sufficient to enforce composite flexural behavior to failure.