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3경간 연속 Preflex 합성형교의 최적설계에 관한 연구
구민세,장성수,정진일,Koo, Min Se,Chang, Suong Su,Jeong, Jin Il 한국강구조학회 1998 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.10 No.1
This study presents a design method for three-span continuous preflex composite girder bridges (3S-PCB) which imposes prestresses in the negative moment region by lifting or lowering interior supports and the design method is automated by a computer program which incorporates optimal design procedure. The objective function for the design of 3S-PCB minimizes the cost of construction materials and the constraint functions represent the limited dimensions of the design section and the allowable stress for each structural member as given in the specifications. Optimal design procedure used in this study is a modification of existing sequential unconstrained minimization technique (SUMT), a numerical analyses procedure for two-span continuous preflex composite bridges. The optimized design sections determined for each span length are compared with those of simple preflex composite beams (SPCB) and the optimal girder depth is determined by defining the relationship between girder depth and construction material costs. 본 연구에서는 내측지점의 상승 하강을 이용하여 부모멘트구간에 프리스트레스를 도입하는 3경간 연속 프리플렉스 합성형교의 설계방법을 제시하고 이를 전산 프로그램화하여 최적설계를 수행하였다. 최적설계를 위한 목적함수로는 3경간 연속 프리플렉스 합성형교의 재료비용으로 결정하고, 제약방정식은 설계과정 및 시방서에 명시된 최소 설계단면제원과 부재별 허용응력에 근거하여 구성하였다. 최적설계기법으로는 기존의 2경간 최적화 연구에서 제시된 수치적 최적화기법의 하나인 순차 비제약 최소화기법을 재검토 및 수정하여 설계를 수행하였다. 민감도분석 결과에 근거하여 지간길이에 따른 최적설계단면을 결정하고, 여기서 정해진 최종 설계단면을 단순보형 프리플렉스 합성형교의 설계단면과 비교하였다. 그리고 각 지간별 합성보의 형고를 변화시키면서 최적화를 수행하여 형고와 재료비용과의 관계도를 제시하고 최적형고를 결정하였다.
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구민세,장성수,윤우현 한국전산구조공학회 1999 한국전산구조공학회논문집 Vol.12 No.4
본 연구는 거더 상면에 연장 형성된 수직돌출부의 양측에 상부 플랜지를 가지는 주형과 바닥 면에 모서리보다 형성되어 있는 바닥 판이 현장에서 그라우팅에 의한 전단 키로 연결되어 교량구조물을 형성하는 새로운 형태의 바닥 판 조립식 교량구조를 제안하고 그에 따른 정적실험 및 유한요소해석을 통해 구조거동을 분석하여 실제 적용가능성을 입증하는데 목적이 있다. 먼저 주형과 바닥 판의 연결부에서 발생하는 구조적 평형조건을 입증하기 위해 주형과 바닥 판의 연결부에 스프링 효과를 이용한 유한요소해석을 통해 바닥 판에서 발생하는 부재 력을 해석하였다. 이때 바닥 판에 가장 불리하게 작용하는 하중위치를 관찰하였으며 이를 실제 정적실험 모델과 동일한 유한요소해석결과와 실험결과의 비교로부터 바닥 판 조립식교량은 설계하중 하에서 충분한 저항내력을 확보하고 있는 것으로 나타났다. 또한 정적실험에서의 내·외측 주형의 처짐과 유한요소해석결과를 비교한 결과로부터 실험에 의한 처짐이 유한요소해석결과보다 작게 나타났으며 이러한 결과로부터 바닥 판 조립식교량의 실제 강성은 충분한 것으로 증명되었다. 또한 바닥 판 조립식교량에서 주형사이에 가로 보의 설치 갯수에 따른 하중 횡 분배효과 및 바닥 판이 합성된 후의 합성효과 등을 관찰하기 위한 유한 요소해석을 수행하였다. 하중 횡 분배효과는 편심 하중 재하 시에 가로 보의 개수가 3개로 증가하였을 때 가장 현저하게 나타났으며 합성단면에서의 하중 횡 분배는 바닥 판 연결에 의한 합성효과로 인해 비 합성 단면에서의 하중 횡 분배의 약1/2의 크기로써 효과적인 합성효과가 발생하는 것으로 나타났다. In this study, a new method of fabricated concrete deck bridge construction is proposed. This paper details the method in which concrete multi-girders and fabricated concrete decks are rested on the upper flange of the girder and the female to female type sheat-key is formed to connect girder and deck. The finite element analysis is performed to verify the accuracy of the structural behaviors of the fabricated concrete deck bridge by comparing with experimental results. The first task performed is the analysis of the equilibrium of the member force occurring between the deck and the girder. After verifying equilibrium of the member force determined by the finite element analysis, this process is applied to the analysis of maximum member force as the position of design load. This task is utilized to determine the safety of each member according to the same scale finite element model. The final process in this study is to compare the deflection of girders used in experiment with that of the same scale finite element model to verify the strength of fabricated cincrete deck bridge. By this comparison, it is shown that the behavior of the fabricated concrete deck bridge is almost same as the finite element analysis. The second task is to analyze the load distribution effect according to the number of diaphragms and the composite effect due to the cinnection of the deck and girder by the finite element analysis. From the results of second task, it is found that the load distribution effect is not related to the number of diaphragms in case of the central loading, but is related to the number of diaphragms for eccentric loading. Analysis of the load distribution indicates that the effective number of diaphragm is three. It is also shown that the maximum deflection is decreased to almost one half due to the composite action of the deck and girder.
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구민세,박언규 한국콘크리트학회 1996 콘크리트학회지 Vol.8 No.1
현재 우리나라 교량의 겨우 상판의 열화현상을 극소화시키기 위하여 방수의 필요성이 절대적으로 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 지금 현재 국내에서 시공되고 있는 교량 방수 공법 중 침투성 방수제를 실내실험을 통하여 자연적 및 인위적 조건에 저항하는 특성의 파악을 위한 실험을 수행하였다. 실험결과 방수제의 침투깊이의 감소로 인해서 고강도 콘크리트를 사용할 경우 이 공법의 적용은 재고할 필요가 있는 것으로 판단된다. 방수제를 사용하는 경우 콘크리트의 내산성이 우수하게 나타나므로 침투성 방수제는 산성비에 대한 저항성이 크다. 그러나 방수제의 성능은 자연상태로 노출되어 있는 경우 그 수명이 영구적이 아니므로 교량의 슬래브에는 반드시 아스팔트 콘크리트를 포장하여야 한다. 실험결과로 부터의 또다른 결론은 방수제로 인해 콘크리트의 내열성 및 내마모성이 증가됨을 알 수 있다. At present, waterproof is absolutely needed to minimize the carbonation of bridge decks in Kor ea. In this research indoor experiments for penetrative waterproof admixture out of available methods are carried out to evaluate the resisting characteristics against natural arid artificial car bona ting conditions. The test results show that the optimal time of waterproof is 14 days after the concrete construc. tion but reconsideration is necessary for the application to high strength concrete because of the reduction in penetration of waterproof admixture. The results also show that the penetrat ive waterproof admixture has srrong resistance to the acid rain. However the waterproof capability of the admixture is not permanent especially under the natural exposure. Therefore the slab of a bridge should be paved with asphalt concrete. Other noticeable effects are the increase of heat and abrasion resistances from the use of the waterproof agents.
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