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초록

영어

Purpose: This study aims to evaluate the structural stability of modular bridge girders by analyzing the stress behavior and neutral axis variation of their joints, in response to the growing adoption of off-site construction and smart construction technologies. Method: A 40m modular girder was analyzed using nonlinear finite element analysis(FEA) and scaled model tests. The study examined stress distribution, load–deflection behavior, rebar strain, joint separation, and neutral axis movement, and applied shear reinforcement to verify its effect on reducing joint cracking. Result: Increasing concrete strength reduced both joint stress and maximum principal stress. As the load increased, the neutral axis shifted upward, and transverse cracks concentrated near the joints, but shear reinforcement effectively improved stress dispersion and overall stability. Conclusion: The structural stability of modular girders depends strongly on joint stiffness and reinforcement conditions. Applying shear reinforcement proved effective, and considering neutral axis variation and stress concentration in design can enhance the safety, durability, and economy of modular bridges, contributing to the advancement of smart construction.

한국어

연구목적: 본 연구는 건설 현장의 탈현장(Off-Site) 시공 확대와 스마트 건설기술 발전에 대응하여, 모듈 러 교량 거더 접합부의 응력 거동과 중립축 변화를 분석함으로써 구조적 안정성을 평가하는 것을 목적 으로 한다. 연구방법: 모듈러 거더(40m)를 대상으로 비선형 유한요소해석(FEA)과 축소모형 실험을 병 행하여 모듈 접합부 응력 분포를 검토하였고, 모형실험에서는 하중-처짐, 철근 변형률, 이음부 이격, 중 립축 이동 등을 측정하여 구조 거동을 확인하였으며, 접합부 균열 등에 대해서는 철근 보강 방안을 적용 하여 응력 완화 효과를 검증하였다. 연구결과: 콘크리트 강도 향상 시 접합부 응력과 최대 주응력이 모두 감소하였으며, 하중 증가에 따라 중립축이 상부로 이동하고, 접합부에서 횡방향 균열이 집중 발생하였 으나 전단철근 보강을 통해 안전성을 확보하였다. 결론: 모듈러 거더의 구조 안정성은 접합부 강성과 보 강 조건에 따라 영향을 받으며, 전단철근 보강 등이 효과적인 대책으로 검증되었다. 따라서 중립축 변화 와 응력 집중을 고려한 합리적 설계가 필요하며, 이는 모듈러 교량의 안전성, 내구성, 경제성 향상 및 스 마트 건설 기술 확산에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

목차

ABSTRACT
요약
서론
모듈러 거더의 개념과 특징
연구방법
모듈러 거더 주요 고려사항
단위 모듈 조합
모듈러 거더 설계
축소 모형실험
연구결과
구조해석 결과
축소모형 실험 결과
보강방안
횡방향 균열에 대한 전단철근 보강
결론
Acknowledgement
References

저자

• 박경린 [ Kyoung-Rin Park | Ph.D. Student, Department of Civil Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi, Republic of Korea ]
• 강상규 [ Sang-Gyu Kang | Principal Research Engineer, Korea Expressway Corporation Research Institute, Hwaseong, Republic of Korea ]
• 박종호 [ Jong-Ho Park | Research Engineer, Korea Expressway Corporation Research Institute, Hwaseong, Republic of Korea ]
• 김성겸 [ Seong-Kyum Kim | Associate Professor, School of Architecture, Civil and Environmental Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi, Republic of Korea ] Corresponding Author

참고문헌