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다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Experimental and analytical studies are performed to develope methods for design, manufacturing and construction of open steel box-girder bridges with inclined webs and continuous precast concrete slabs. Open steel box-girder is very easy to be deformed by torsional forces since it has a very low torsional stiffness. To prevent these deformations of steel box girder, it must be stiffened by braces like lateral braces and internal or external cross frames. In designing lateral bracing, an analytical method which can evaluate member section forces under flexural and torsional and vertical loads without finite element analysis, is developed. An ultimate strength tests and nonlinear finite element analysis for open steel box-girder with inclined web are planed and performed respectively to investigate the characteristics of ultimate behavior and futhermore to provide more advanced design method. The ultimate strength of upper and lower flanges and post-buckling behaviors will be experimentally estimated and finally the structural safety of open steel box-girder with inclined webs will be verified by these tests. A study If apply the continuous precast concrete slabs to trapezoidal open steel box-girders are peformed. A design method for the longitudinal prestress to prevent and reduce the cracking and crack-propagating at the joints are studied. The induced longitudinal prestress to prevent cracking is simplified by considering the inflection point of bending moment due to dead load for the design convenience. From the results of the fatigue tests on push specimens which are carried out to investigate the effects of the thickness of bedding layer on the fatigue endurance of the shear connection, it is concluded that the effect of the bedding layer on the fatigue endurance is negligible and empirical equation for the design is proposed. Experiment on composite beams are performed to investigate the behavior of precast deck subjected te tension. Even though the tensile stress it is enough to prevent cracking at the joints by the prevention of tensile stress at the joints. The flexural stiffness of the composite beam after cracking reduced significantly, but shows good recovery after removing the external load. Two-span continuous composite beams with precast decks are fabricated and failure tests are carried out to estimate the behavior of continuous composite beams. Prestressing methods by internal tendon and the combination of internal tendon and jacking down method are considered, the test results show good efficiency of the prestressing method by the jacking down the internal support. After cracking at the concrete deck in negative region, there is negligible reduction of flexural stiffness. The ultimate strength calculated by rigid-plastic analysis is 10-15 % smaller than that of the experiment that is conservative results.

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국문 초록 (Abstract)

연속 프리캐스트 바닥판 시스템을 적용한 개구제형 강합성형교량의 개발에 필요한 실험적, 해석적 연구를 수행하며,이를 통하여 개구제형 강합성형교량의 설계 및 제작, 시공방법을 개발한다. 개구제형 강박스 거더는 단면 자체의 비틀림 강성이 매우 작아서 시공 중 비틀림 하중에 의한 변형이 매우 발생하기 쉬우므로 본 연구에서는 과도한 변형을 방지하고 시공 중 안전성을 확보하기 위한 방법들을 제시한다. 시공 중 개구제형 강박스 거더의 변형을 방지하기 위해서는 수평 브레이싱이나 cross frame둥을 사용하여 보강하여야한다. 이때 수평브레이싱의 설계에 있어서 유한요소해석과 같은 수치적 방범을 수행하지 않고도 해석적 방법만을 사응하여 비틀림과 휨 그리고 연직하중 하에 발생하는 설계 단면력들을 정확히 산정할 수 있는 방법을 제시한다. 개구제형 강박스 거더의 극한거동 특성을 파악하고 나아가서 더욱 개선된 설계 기준을 마련하기 위하여 개구제형 강박스 거더에 대한 극한강도실험을 계획하고, 계획된 시편에 대한 비선형 유한요소해석을 수행한다. 이 실험을 통하여 개구제형 강박스 거더의 상ㆍ하 플랜지 및 복부판의 좌굴 강도를 실험적으로 구해내고 좌굴이후 후좌굴 거동을 파악하여, 종국적으로 개구제형 강박스 거더의 구조적 안전성을 검중해 보이고자 한다. 프리캐스드 바닥판 시스템을 개구제형 강합성형교량에 적용하기 위한 연구를 수행한다. 프리캐스트 시스뎀을 연속화함에 있어서 이음부의 균열의 발생 및 진전을 막기 위하여 적절한 교축방향 브리스트레스 도입 방법에 대한 연구를 수행한다. 이때 설계상의 편의를 위해서 프리스트레스 도입량을 사하중에 의한 변곡점을 기준으로 단순화시켜서 결정하는 방법을 제시한다. 베딩층의 두께가 피로강도에 미치는 영향을 평가하기 위한 압발 피로 시험을 수행한 결과, 프리캐스트 바닥판 합성구조 전단연결재의 피로수명에 베딩층의 영향이 거의 없다는 결론을 도출하며, 피로실험 결과를 이용하여 설계를 위한 경험식을 제안한다. 인장을 받는 프리캐스트 바닥판의 거동을 파악하기 위한 합성보 실험을 수행하여 정적재하에 의한 파괴시까지의 거동을 측정한다. 횡방향 이음부 균열의 거동에 있어서 그 부위에 인장응력이 발생하지 않도록 유효 프리스트레스가 결정된다면 이음부의 균열은 발생하지 알을 것이지만, 극한강도실험에 의하여 인위적으로 이음부에 균열을 발생시킨 결과, 합성보의 휨강성은 감소하지만, 하중을 제거하였을 때에는 가시 선형회복을 하는 것을 실험결과를 통하여 보여준다. 프리캐스트 바닥판을 갖는 연속합성형 교량의 거동을 파악하기 위해 2경간 연속교의 정적 파괴실험을 수행한다. 프리스트레스를 도입하는 방법에 있어서 내부덴던을 사용하는 경우와 지정침하를 병행하는 방법에 대해 비교한다. 압축력을 도입하는 방법에 있어서 지점침하가 상당한 효과가 있으며 중앙 바닥판에서의 균열이 연속합성보의 휨 강성에 거의 영향 이 없다. 균열의 분포는 부 모멘트부에 국한되어 발생한다. 극한 하중을 평가하기 위한 완전소성해석을 방법은 재료의 안전율에 의해 10~15% 안전 측의 결과를 보여준다.

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연속 프리캐스트 바닥판 시스템을 적용한 개구제형 강합성형교량의 개발에 필요한 실험적, 해석적 연구를 수행하며,이를 통하여 개구제형 강합성형교량의 설계 및 제작, 시공방법을 개발한...

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