DOI QR코드

DOI QR Code

Evaluation of Seismic Response for a Suspension Bridge

현수교의 지진응답 평가

  • 김호경 (목포대학교 건축조경토목공학부) ;
  • 유동호 ((주)유신코퍼레이션) ;
  • 주석범 (세명대학교 토목공학과)
  • Published : 2003.02.01

Abstract

A comparative study was performed for a suspension bridge to grasp the possible differences in seismic responses evaluated by several analytical methods. The items mainly investigated are the linear vs. nonlinear response, the response spectrum method vs. the linear dynamic analysis method, and the damping ratio and it's implementation into analysis procedures. According to the numerical example, it is found that the seismic responses are considerably affected by the damping-related parameters even though slight differences are shown depending on the response quantities and the exciting directions. On the other hand, it is also confirmed that the seismic responses are less affected by the analysis method-related parameters such as the response spectrum method vs. the linear dynamic analysis method, and the linear and nonlinear analysis method. The response spectrum method is expected to give conservative results for the examined bridge, provided that the design response spectrum in the Korean Highway Design Specification is modified according to the proper damping ratio.

현수교의 지진응답 산정 시 몇 가지 해석법 간에 발생될 수 있는 차이를 파악하고자 하나의 예제 현수교에 대해 비교 연구를 수행하였다. 주된 검토항목은 선형과 비선형 응답응답스펙트럼법과 동적해석법, 그리고 감쇠율과 감쇠고려 방안이다. 검토 결과 대상 물리량이나 가진 방향에 따라 약간의 차이는 있지만 전체적으로 감쇠율과 감쇠 고려방안 등 감쇠와 관련된 변수가 지진응답에 큰 영향을 미치고 있음을 확인하였다. 반면 응답스펙트럼과 동적해석법, 선형 및 비선형해석법 등 구조해석법에 관련된 변수는 상대적으로 지진응답에 미치는 영향이 적은 것으로 확인되었다. 대상 현수교의 경우에도 응답스펙트럼법이 안전측의 결과를 줄 수 있을 것으로 기대되지만 이 경우 도로교설계기준에 제시된 설계응답스펙트럼을 감쇠율에 따라 적절히 보정하는 사전 작업이 필요랄 것으로 판단되었다.

Keywords

References

  1. Abdel-Ghaffar, A. M. and Rubin, L. I., “Suspensionbridge response to multiple-support excitations,” J. ofEngineering Mechanics, Vol. 108, No. 2, 1982, pp. 419-435.
  2. Abdel-Ghaffar, A. M. and Rubin, L. I., “Lateral earthquakeresponse of suspension bridge,” J. of StructuralEngineering, Vol. 109, No. 3, 1983, pp. 664-675. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1983)109:3(664)
  3. Abdel-Ghaffar, A. M. and Rubin, L. I., “Torsional earthquakeresponse of suspension bridge,” J. of EngineeringMechanics, Vol. 110, No. 10, 1984, pp. 1467-1484. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(1984)110:10(1467)
  4. 현창헌, “현수교의 풍하중과 지진하중에 대한 추계론적 거동해석”, 박사학위논문, 한국과학기술원, 1989, p. 116.
  5. 김호경, 서정인, “다중지지된 자정식 현수교의 비선형 지진응답 해석”, 한국지진공학회논문집, 제1권, 제3호, 1997, pp. 45-58.
  6. Harichandran, R. S., Hawwari, A., and Sweidan, B. N.,“Response of long-span bridges to spatially varyingground motion,” J. of Structural Engineering, Vol. 122,No. 5, 1996, pp. 476-484. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1996)122:5(476)
  7. 이장석, 김재관, 이원표, 조의경, "비균질 지반의 영향을 고려한 사장교의 지진응답해석", 2002학술발표회 논문집, 대한토목학회, 2002. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1084-0702(2002)7:6(325)
  8. Allam, S. M. and Datta, T. K., “Response spectrumanalysis of suspension bridges for random groundmotion,” J. of Bridge Engineering, Vol. 7, No. 6, 2002,pp. 325-337. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1084-0702(2002)7:6(325)
  9. ABAQUS/Standard User's Manual, Hibbitt, Karlsson & Sorensen, Inc., 1997.
  10. 김호경, “케이블지지교량의 모델링 및 정․동적 비선형 해석에 대한 고찰”, 한국강구조학회지, 제8권, 제2호, 1996, pp. 35-40. https://doi.org/10.1016/S0141-0296(02)00097-4
  11. Kim, H. K., Lee, M. J., and Chang, S. P., “Nonlinearshape-finding analysis of a self-anchored suspension bridge,“Engineering Structures, Vol. 24, 2002, pp. 1547-1559. https://doi.org/10.1016/S0141-0296(02)00097-4
  12. 도로교설계기준, 한국도로교통협회, 2000.
  13. Gasparini, D. A. and Vanmarcke, E. H., “Simulatedearthquake motions compatible with prescribed responsespectra,” Dept. of Civil Engineering Constructed FacilitiesDivision, Massachusetts Institute of Technology, 1976.
  14. Bathe, K. J., Finite Element Procedures, Prentice Hall,1996.