KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

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Feasibility Study of Estimating Prestress Force of Grouted Tendons

종진동특성을 이용한 부착식 텐던의 긴장력 추정 타당성 연구

  • Received : 2009.07.21
  • Accepted : 2010.02.01
  • Published : 2010.04.30
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Abstract

A feasibility study for nondestructively estimating prestress force of a grouted tendon using axial vibrations has been investigated. Total eight prestressed concrete beams with different stress levels have been specially designed and constructed for this investigation. The various axial vibration tests have been conducted in order to extract the dynamic characteristics of the prestressed concrete beams. It turns out that the axial frequency, elastic wave velocity and elastic modulus are nonlinearly increased as the prestress force level increases. It seems that the axial vibration characteristics of the existing grouted tendons are a feasible indicator for the identification of their tensile force.

본 연구는 부착식 텐던의 종진동수를 이용하여 텐던의 장력을 추정할 수 있는지 여부를 알아보는 타당성 연구이다. 본 연구를 위하여 총 8개의 프리스트레스 콘크리트 보 시험체가 특수 제작되었다. 각각의 시험체는 도입장력이 다른 부착식 텐던이 설치되었다. 부착식 텐던의 종진동 특성을 파악하기 위하여 다양한 종진동실험이 반복 수행되었다. 실험결과를 살펴보면, 텐던에 도입된 장력이 증가함에 따라서 종진동수, 탄성파속도 및 탄성계수가 비선형적으로 증가하였다. 그러므로 종진동 특성을 이용한 부착식 텐던의 장력평가는 가능 할 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. 김병화, 박대효(2005) 시스템 인식기법을 이용한 케이블의 장력 추정 : I. 실험 및 적용. 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제25권, 제4A호, pp. 669-675.
  2. 김병화, 문석용, 배인환, 박대효(2007) 진동기반 SI기법을 이용한 현수교 행어의 장력 추정 : I. 현장적용. 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제27권, 제2A호, pp. 173-179.
  3. 김정태, 박재형(2005) PSC 보의 동적 모드정보를 통한 긴장력 감소 식별. 전산구조공학, 한국전산구조공학회, 제18권, 제3호, pp. 39-45.
  4. 박규식, 이정휘, 성택룡, 윤태양, 김병화(2009) 유한요소모델 기반 장력추정 기법의 비교 연구. 한국강구조학회논문집, 한국강구조학회, 제21권, 제2호, pp. 165-173.
  5. 박대효, 김병화(2005) 시스템 인식기법을 이용한 케이블의 장력 추정 : I. 이론. 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제25권, 제4A호, pp. 661-668.
  6. 박대효, 문석용, 주환중, 김병화(2007) 진동기반 SI기법을 이용한 현수교 행어의 장력 추정 : I. 이론. 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제27권, 제2A호, pp. 165-172.
  7. 장한택, 김병화, 박대효(2008) 진동기반 SI기법을 이용한 현수교 행어의 장력 추정 : I. 실험적 검증. 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제28권, 제2A호, pp. 215-222.
  8. 지광습, 전기우(2006) 고저항 전도체의 전기기계적 상관작용과 작용응력 예측이 가능한 긴장재의 제안. 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제26권, 제2호, pp. 363-370.
  9. Beard, M.D., Lowe, M.J.S., and Cawley, P. (2003) Ultrasonic guided waves for inspection of grouted tendons and bolts. Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 15, No. 3, pp. 212-218. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(2003)15:3(212)
  10. Chen, H.L. and Wissawapaisal, K. (2001) Measurement of tensile forces in a seven-wire prestressing strand using stress waves. Journal of Engineering Mechanics, ASCE, Vol. 127, No. 6, pp. 599-606. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(2001)127:6(599)
  11. Chen, H.L. and Wissawapaisal, K. (2002) Application of wigner- Ville Transform to evaluate tensile forces in seven-wire prestressing strands. Journal of Engineering Mechanics, ASCE, Vol. 128, No. 11, pp. 1206-1214. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(2002)128:11(1206)
  12. Hamed, E. and Frostig, Y. (2006) Natural frequencies of bonded and unbonded prestressed beams-prestress force effects. Journal of Sound and Vibration, Vol. 295, pp. 28-39. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2005.11.032
  13. Kim, B.H. and Park, T. (2007a) Estimation of cable tension force using the frequency-based system identification method. Journal of Sound and Vibration, Vol. 204, pp. 660-676.
  14. Kim, B.H. Park, T., Shin, H., and Yoon, T. (2007b) A comparative study of the tension estimation methods for cable supported bridges. International Journal of Steel Structures, Vol. 7, No. 1, pp. 77-84.
  15. Kwun, H. Bartels, K.A., and Hanley, J.J. (1998) Effects of tensile loading on the properties of elastic-wave propagation in a strand. Journal of Acoustic Society of America, Vol. 103, No. 6, pp. 3370-3375. https://doi.org/10.1121/1.423051
  16. Law, S.S. and Lu, Z.R. (2005) Time domain responses of a prestressed beam and prestress identification. Journal of Sound and Vibration, Vol. 288, pp. 1011-1025. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2005.01.045
  17. Lu, Z.R. and Law, S.S. (2006) Identification of prestress force from measured structural responses. Mechnical System and Signal Processing, Vol. 20, pp. 2186-2199. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2005.09.001
  18. Pavlakovic, B.N., Lowe, M.J.S., and Cawley, P. (2001) High-frequency low-loss ultrasonic modes in imbedded bars. Journal of Applied Mechanics, ASME, Vol. 68, pp. 67-75. https://doi.org/10.1115/1.1347995
  19. Saiidi, M., Douglas, B., and Feng, S. (1994) Prestress force effect on vibration frequency of concrete bridges, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 120, No. 7, pp. 2233-2241. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1994)120:7(2233)