• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.77-84
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• 2015

The purpose of this study was the analytical safety evaluation on the super-structure of precast modular bridge using standardized modular members and robotic construction during the transportation routing and lifting conditions. In order to evaluate the safety performance of the bridge system, 3-D full scale Finite Element (FE) of 40 m standardized modular block was developed in ABAQUS, followed by the analytical study to classify the structural system according to steel girder structures: 1) modular bridge block lifting method including the steel girder system; 2) modular bridge block lifting method without the steel girder system. The results from the analytical study revealed that the maximum stress of each modular member was within the maximum allowable stresses during lifting condition. However, the stress concentration at the connected area was more critical in comparison to the behavior of 40 m combined modular blocks during lifting time

• 한국생산제조학회지
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• 제25권6호
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• pp.471-478
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• 2016

This paper describes a method to design a lightweight modular bridge for a railway infrastructure system. A lightweight design was achieved using the material selection method. Aluminum extrusions and honeycomb sandwich composites were selected as the best materials to reduce the weight of the upper structure of a conventional modular bridge made of carbon-steel material. The structural integrity of the lightweight modular bridge was evaluated under vertical and wind loads. The twisting and bending natural frequencies were also evaluated to investigate its dynamic characteristics. The results showed that the structural integrity and natural frequencies of the lightweight modular bridge, made of aluminum extrusion and sandwich composites, satisfied the design requirements. Moreover, it was found that the weight of the conventional modular bridge made of carbon steel could be reduced by a maximum of 47% using lightweight materials.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권6호
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• pp.1221-1236
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• 2016

Modular structures consist of standardized modules and their connections. A modular bridge pier is proposed to accelerate bridge construction. Multiple concrete-filled steel tubes (CFTs) using commercial steel tubes were chosen as the main members. Buckling restrained bracings and enhanced connection details were designed to prevent premature low-cycle fatigue failure upon cyclic loading. The pier had a height of 7.95 m, widths of 2.5 m and 2.0 m along the strong and weak axis, respectively. Cyclic tests were performed on the modular pier to investigate structural performance. Test results showed that four CFT columns reached yielding without a premature failure of the bracing connections. The ultimate capacity of the modular pier was reasonably estimated based on the plastic-hinge-analysis concept. The modular CFT pier with enhanced bracing showed improved displacement ductility without premature failure at the welding joints.

• 한국BIM학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.37-45
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• 2012

부재를 표준화하여 설계 및 제작 생산성을 높이고 기계화 시공을 가능하게 하는 모듈러 교량이 건설 산업에서 중요하게 대두되고 있다. 반복성이 높고 설계, 제작 시공 과정에서의 정보의 원활한 전달이 필요하기 때문에 BIM(Building Information Modeling) 기술에 기반한 변수 모델링 정의를 제시하였다. 모듈러 교량이 갖는 변수 범위를 고려하여 고정변수, 변동변수, 연관변수로 구분하여 정의하고 이를 설계, 해석, 제작에 활용할 수 있도록 하였다. 구조시스템 개발과정의 지식을 정보화하여 3차원 모델의 정확성과 활용성을 높였다.

• 한국BIM학회 논문집
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• 제3권4호
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• pp.11-18
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• 2013

Modular technology has become a major issue of the construction industries to enhance their productivity. Modular bridge construction generally requires the collaboration between the contractor, designer, fabricator and constructor. Therefore, a readily accessible information model based on BIM technology should be provided for their communication during a construction project life-cycle. In this study, BIM based 3D information modeling was carried out for the modular bridge pier. First, the product breakdown structure (PBS) and level of detail (LOD) of the pier were defined. Based on them, 3D models were created by using parametric modeling method. In addition, database was constructed for the exchange of geometry and property data of 3D models. Finally, application areas of 3D information model were suggested, including the quantity estimation and the 4D simulation.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.517-528
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• 2013

모듈러 기술은 자동차, 플랜트, 조선산업 분야에서 이미 오래전부터 적용해 오던 기술로, 최근 교량 분야에도 적용되고 있다. 모듈러교량은 부재별 세부설계 과정이 생략되고, 모듈별로 표준화 된다는 점에서 기존의 조립식교량과는 차별화 된다. 거더형식 프리캐스트 모듈러교량은 단순지지 교량 형식으로 개발되었으며, 다경간 교량에 적용할 경우 단순지지 교량 형식의 모듈러교량을 연속화하는 방법으로 적용할 수 있다. 거더형식 프리캐스트 모듈러교량의 연속화는 시공이 간편하고 급속시공에 적합한 연결슬래브를 적용하는 방법으로 이루어진다. 연결슬래브는 1950년부터 미국에서 RC 형식으로 사용되기 시작하였으며, 2000년대에는 ECC를 적용한 연결슬래브(ECC 연결슬래브)가 개발된 바 있다. 이 연구에서는 ECC에 비해 재연성이 좋고 경제적인 RC를 적용한 연결슬래브를 다경간 거더형식 프리캐스트 모듈러교량에 적용하였으며, 기존의 RC 형식 연결슬래브를 보완한 형태의 연결슬래브와 수정된 연결슬래브의 설계방법을 제안하였다. 제안된 연결슬래브 설계방법의 검증을 위하여 연결슬래브 바닥판 실험체를 제작하고 연결슬래브의 휨성능 및 균열 사용성 검증실험을 수행하였으며, 이후 실제 교량시스템을 모사한 실험체를 이용하여 200만회 피로성능 검증실험을 수행하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권2호
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• pp.44-50
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• 2010

본 연구에서는 노후교량 바닥판 대체용으로 단품(Modular) GFRP 바닥판 구조에 대한 거동분석을 실험을 통행 실시하였다. 그 바닥판의 성능평가로서 축소모형(1/5)의 시험편 3개에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 시험편은 박스튜브를 갖는 샌드위치 판이다. 교량바닥판의 구성재료는 유리섬유와 에폭시 레진이다. 모든 시험편에 대한 실험결과로서 최대강도, 강성 및 변형능력으로 나타내었다. 실험적 결과의 타당성을 검증하기 위해 유한요소해석을 하여 비교하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.307-314
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• 2012

모듈러 강교량 제작, 조립, 설계, 시공단계에서 상부모듈의 부품정보를 효율적으로 제공하고 교환하기 위하여 BIM(Building Information Modeling) 프로젝트에서 정보교환을 위하여 사용하는 국제표준인 IFC 모델을 활용한 부품정보 라이브러리 구축방법을 제시하였다. 모듈러 강교량의 상부모듈을 구성하는 부품정보를 IFC 모델로 표현하기 위하여 의미론적인 관점에서 기존 IFC 모델에서 부품정보를 표현할 수 있는 엔티티와 모듈러 강교량의 구성요소를 매칭하여 적용하였으며, 구성요소의 역할을 구분하기 위하여 매칭한 엔티티의 타입을 적용하거나 사용자정의 타입으로 정의하였다. 또한, 부품 정보 라이브러리에서 부품 및 조립품의 정보를 해당단계에서 효율적으로 제공하기 위하여 조립체계를 네 단계의 상세수준(LoD)으로 구분하여 정의하였으며, 이를 IFC 모델로 표현하기 위하여 새로운 속성정보를 정의하였다. 마지막으로, IFC 모델과 매칭하여 정의한 정보를 실제 모듈러 강교량 상부모듈에 적용하여 IFC 기반의 시범 라이브러리 정보를 생성하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.163-170
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• 2011

본 연구에서 교량바닥판용으로 조립식(Modular) 유리섬유 보강(GFRP) 바닥판의 개념을 제안하였다. 본 조립식 GFRP 바닥판시스템은 GFRP 주 단위모률(unite module)과 연결 단위모듈로 구성되어 있다. 본 GFRP 바닥판의 구조성능을 평가하기 위해 정적하중실험을 실시하였다. 그리고 구조성능 결과에 대해서 범용 유한요소 프로그램인 LUSAS을 이용한 수치해석 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서 제안한 조립식 GFRP 바닥판은 교량적용에 매우 유용할 수 있음을 확인할 수 있었다. 제안된 GFRP 바닥판의 파괴모드가 개발된 다른 상용화된 GFRP 바닥판의 파괴모드와 매우 유사한 파괴모들 나타내었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제24권5호
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• pp.561-584
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• 2006

The paper presents results of parametric studies, and an overall approach for the design of a modular bridge system which incorporates a steel-reinforcement free concrete slab cast on top of carbon FRP stiffened deck panels which act as both structural formwork and flexural reinforcement, spanning between hollow box type FRP girders. Results of the parametric studies are highlighted to elucidate important relationships between critical configurational parameters and empirical equations based on numerical studies are presented. Results are discussed at the level of the individual deck and girder components, and as a slab-on-girder bridge system. An overall design methodology for the components and bridge system including critical performance checks is also presented.