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Steel Box교와 PSC Box교의 LCC 분석에 관한 사례연구
안장원,차강석,김용수,Ahn Jang-Won,Cha Kang-Suk,Kim Yong-Su 한국건설관리학회 2001 한국건설관리학회 논문집 Vol.2 No.2
본 연구는 사례연구를 통해서 강박스교와 PSC박스교의 생애주기비용(LCC)을 분석하여 경제성을 평가하는데 목적이 있다. 본 연구에서는 유지관리비를 산출하기 위해 보수 및 교체주기에 대한 설문조사를 실시하였으며, 교량 형식별 LCC 분석 및 비교에는 현재가치 법을 이용하였다. 본 연구의 수행 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 사례 연구를 통해 강박스교와 PSC박스교의 LCC 분석모델을 제시하였다. (2) 설문조사를 실시하여 강박스교와 PSC박스교 부속물의 보수 및 교체주기를 산정하였다. (3) LCC 사례 연구 결과, PSC박스교가 강박스교보다 경제적인 것으로 분석 되었다. The purpose of this study is to evaluate economics by the Life Cycle cost(LCC) analysis of Steel Box Girder and Prestressed Box Girder bridge types. The study has been performed as a case study. A questionnaire survey for the repair and replacement cycle has been done in order to predict operation and maintenance costs. For LCC analysis and comparison, the present value technique is used. The results of this study are summarized as follows: (1) A LCC analysis model of Steel Box Girder and Prestressed Box Girder bridge types is suggested through a case study. (2) The repair and replacement cycle of elements of them are investigated using a questionnaire survey. (3) As a result of LCC case study, the type of Prestressed Box Girder bridge is analyzed more economic than Steel Box Girder.
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차세대 고속철의 증속을 고려한 PSC 철도교 마찰 교량받침의 동적 거동 해석
오순택,이성태 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.27 No.6
이 연구에서는 차세대 고속철의 증가하는 주행속도에 따라 600 km/h 까지 10 km/h 간격으로 고속철 PSC 박스 연속교량의 교량받침에 대한 동적거동을 수치해석하였다. 경부 고속철 구간의 40미터 단경간과 2경간 연속 PSC 박스교를 연구대상으로 프레임모형을 구성하였으며, 38자유도의 관성질량 차량모형 및 교량과 궤도의 불규칙성을 포함한 상호작용력을 고려하였다. 주행속도별 교량받침의 종방향 변위와누적이동거리와 변위속도를 산정하여 교량의 동적거동 추이분석과 비교하였다. 또한 마찰판의 내구성능평가를 위한 장기마찰시험 기준을 적용하였다. In this study, the dynamic behavior of friction bearings of PSC (Pre-Stressed Concrete) box train continuous bridge was numerically analyzed at 10 km/h intervals up to 600 km/h according to the increasing speed of the next-generation high-speed train. A frame model was generated targeting the 40-meter single-span and two-span continuous PSC box bridges in the Gyeongbu High-Speed Railway section. The interaction forces including the inertial mass vehicle model with 38 degrees of freedom and the irregularities of the bridge and track were considered. It was calculated the longitudinal displacement, cumulative sliding distance and displacement speed of the bridge bearings at each running speed so that compared with the dynamic behavior trend analysis of the bridge. In addition, long-term friction test standards were applied to evaluate the durability of friction plates.
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고속철 속도변화에 대한 PSC박스 교량의 경간길이 별 동적해석
오순택,이동준,심영우,윤준관 한국구조물진단유지관리공학회 2011 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.15 No.4
고속철 교량의 동적응답을 보다 정밀하게 해석하기 위한 동적해석방법을 개발하였다. 차후 증가될 초고속(450km/h)을 포함하여 고속 주행하는 KTX 동력차에 의한 교량의 동적거동을 면밀한 속도변수분석과 정밀한 해석을 위한 고속철, 교량 그리고 궤도구조물의 상호작용을 포함한 수치모델을 구성하였다. 네 가지 40~25미터 단순지간의 PSC 박스교를 3차원 유한 프레임요소 모델로 개발하였다. 스펙트럼밀도함수로 산출된 궤도불규칙값과 궤도간 상이한 거리차이를 수치모델화 하였다. 고속철차량은(KTX) 38자유도로 구성하였다. 38자유도 모델은 3방향 변위와 상응하는 회전각을 고려하였다. 동적증폭계수는 다양한 불규칙 궤도, 켐버, 주행속도, 자갈도상과 같은 주행조건에 의해 결정된다. 이와 같은 동적증폭계수를 해석하기위한 Newmark-β 기법과 Runge-Kutta기법을 적용하여 고속철 속도별과 경간별로 면밀하게 비교 분석하였다. A dynamic analysis procedure is developed to provide a better estimation of the dynamic responses of bridge during the passage of high speed railway vehicles. Particularly, a three dimensional numerical model including the structural interaction between high speed vehicles, bridges and railway endures to analyse accurately and evaluate with in-depth parametric studies for dynamic responses of various bridge span lengths running KTX railway locomotive up to increasing maximum speed(450km/h). Three dimensional frame element is used to model the simply supported pre-stressed concrete (PSC) box bridges for four span lengths(40~25m). Track irregularity employed as a stationary random process from the given spectral density functions and irregularities of both sides of the track are assumed to have high correlation. The high-speed railway vehicle (KTX) is used as 38-degree of freedom system. Three displacements (Vertical, lateral, and longitudinal) as well as three rotational components (Pitching, rolling, and yawing) are considered in the 38-degree of freedom model. The dynamic amplification factors are evaluated by the developed procedure under various traveling conditions, such as track irregularity camber, train speed and ballast. The dynamic analysis such as Newmark-β and Runge-Kutta methods which are able to analyse considering the dynamic impact factors are compared and contrasted.
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역량스펙트럼 방법을 이용한 PSC 박스 교의 지진취약도 해석
송종걸,김광전 한국방재학회 2014 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.-
본 연구에서는 가상의 PSC 박스 예제 교량 대해 역량스펙트럼방법을 이용한 지진취약도 분석과 시간이력해석을 이용한 지진취약도 분석을 하고 이 두 방식에 대해서 비교하였다. 지지취약도 해석은 지진하중이 발생하였을 때 구조물의 손상 확률을 표현하여 구조물의 보수·보강 시 발생하는 비용을 최소화 할 수 있다. 본 연구에서는 수치 해석적 방법으로 해단 구조물의 지진취약도를 분석하였으며 취약도 곡선 평가를 위해 Shinozuka의 제안식(2001)을 사용하였다. 특히 역량스펙트럼 방법은 비탄성 정적해석과 응답스펙트럼 방법의 조합에 의해 구조물의 비탄성 응답을 계산하는 방법으로 성능-기반 방법에서 가장 많이 이용하는 방법이다. 이 방법은 하나의 그래프에 역량곡선과 요구도곡선을 합께 나타내어 구조물의 부과되는 지진하중에 의한 구조물의 변위응답 즉 성능수준을 직접적으로 나타내는 그래픽적인 장점이 우수하며 기존 시간이력해석에 비해 그 해석시간이 빠르다는 장점을 가지고 있지만 아직 정확성에 대한 문제가 있다. 시간이력해석을 이용한 지진취약도 해석과 역량스펙트럼방법을 이용한 지진취약도해석 비교해 본 결과 변위응답에서 역량스펙트럼방법을 이용한 경우 과소평가되는 것을 확인하였다. 앞으로 역량스펙트럼 방법의 보다 나은 정확성을 위해 역량스펙트럼 방법에 영향을 미치는 다자유도 구조계의 비탄성 지진응답들로부터 시스템을 대표하는 하나의 지진응답을 산정하는 등가단자유도 방법에 관한 연구와 이선형 곡선변환 방법 그리고 등가감쇠방법에 대한 연구가 더욱 필요할 것으로 보인다.
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