Journal of Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회 논문집)

Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회)
권호 표지

Determination of an Optimum Initial Cable Tension Force for Cable-Stayed Bridges using the Least Square Method

최소자승법을 이용한 사장교의 적정 케이블 장력 결정

  • Received : 2005.07.28
  • Accepted : 2005.10.25
  • Published : 2005.12.27
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Abstract

This study presents a method of determining the optimum cable tension forces for the proper initial equilibrium state of a cable-stayed bridge using the least square method. The proposed method minimizes the errors, i.e., the differences, such as the deflection and the moments of the girder and the tower, between the target values from a continuous beam by considering the cable anchor point as supports of the girder and the responses obtained from the analysis of the entire cable-stayed bridge system. Especially, the proposed method can selectively control the adjustment of the tower moment, the girder moment, and the deflections by introducing the weighing matrix. Through numerical analysis and comparisons with existing studies, the usefulness and validity of the proposed method was verified.

본 연구에서는 사장교의 적절한 초기평형상태 결정을 위하여 최소자승법을 이용한 케이블 장력 결정 방법을 제시하였다. 본 방법은 거더의 케이블 지지점을 지점으로 한 연속보로부터의 처짐 및 모멘트 등을 목표치로 하고 케이블을 포함한 사장교 전체계 해석으로부터 구해진 응답과의 차이를 오차로 정의하여 거더 및 주탑의 오차를 최소화하는 방법이다. 특히, 주탑 모멘트, 거더 모멘트, 그리고 처짐의 보정 정도를 가중행렬을 도입하여 선택적으로 조절할 수 있으며, 여러 가지 사장교 형식에 대한 수치예제 및 기존 연구와의 비교를 통하여 본 방법의 효율성 및 타당성을 검증하였다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 부산대학교

References

  1. 김문영, 경용수, 이준석 (2003) 사장교의 개선된 초기형상 해석 법, 한국강구조학회 논문집, 제15권, 2호, pp. 175-185
  2. 김제춘, 장승필 (1999) 초기부재력을 이용한 사장교의 초기형상 및 캠버량 결정, 대한토목학회 논문집, 제19권 제1-3호, pp. 377-386
  3. Furukawa, K., Sakai I., Kumagai S., and Arai, H. (1987) Studies on Optimization of Cable Prestressing for Cable-Stayed Bridges, Proceedings of the International Conference on Cable-Stayed Bridges, Bangkok, Thailand, pp. 723-734
  4. Gimsing, Niels J. (1998) Cable supported bridges : concept and design, John Wiley
  5. Karoumi R. (1999) Some modeling aspects in the nonlinear finite element analysis of cable supported bridges, Computers & Structures, Vol.71, pp. 397-412 https://doi.org/10.1016/S0045-7949(98)00244-2
  6. Kim, Ki-Seok, and Lee, Hae-Sung (2001) Analysis of target configurations under dead load for cablesupported bridges, Computer & Structures, Vol.79, No.29, 2001, pp. 2681-2692 https://doi.org/10.1016/S0045-7949(01)00120-1
  7. Tanaka H., and Kamei M. (1987) Cable Tension adjustment by Structural System Identification, Proceedings of the International Conference on Cable-Stayed Bridges, Bangkok, Thailand, pp. 856-866
  8. Troitsky M.S. (1988) Cable-Stayed Bridges : theory and design, BSP Professional Books
  9. Wang, P.H., Tseng, T.C., and Yang, C.G. (1993) Initial Shape of Cable-stayed Bridges, Computers & Structures, Vol.46, No.6, pp. 1095-1106
  10. Wang, P.H., and Yang C.G. (1996) Parametric Studies on Cable-Stayed Bridges, Computers & Structures, Vol.60, No.2, pp. 243-260 https://doi.org/10.1016/0045-7949(95)00382-7