Vibration Serviceability Evaluation of a Single Span Steel-Concrete Composite Foot Bridge under Dynamic Pedestrian Loadings Considering Moving Mass Effect

이동 질량 효과를 고려한 단경간 강합성 보행교의 보행 하중 진동 사용성 평가

In this paper, we present the analysis results on the vibration serviceability of a pedestrian bridge considering the effect of pedestrian moving mass inertia. Using dynamic finite element analysis, we considered different walking scenarios, including pedestrian density, walking speed, random walking, and synchronized walking, to analyze the acceleration response of a 40m long single-span bridge with a steel composite box cross section. We showed that the equivalent fixed mass analysis method did not significantly differ from the moving mass analysis in the random walk scenario and a wider frequency excitation band may be useful to consider when evaluating vibration serviceability in a random walk scenario.

이 논문에서는 보행교의 진동 사용성 평가에 있어서 보행자의 이동 질량 관성 효과의 고려 여부, 보행 패턴 등을 고려한 보행 시나리오 등에 따른 해석 결과를 제시하고, 그에 따라 보행교 설계 단계에서 동적 유한요소 해석을 통한 진동 사용성 평가에 있어 적절한 해석 방법과 유의점을 제안한다. 지간 40m의 강합성 박스 단면을 갖는 단경간 단순교 형식의 보행교에 대하여 보행자 밀도, 보행 속도, 임의 보행, 동기화 보행 등을 고려한 보행 시나리오에 대한 가속도 응답을 분석한다. 해석 결과 고정 질량 해석 방법은 임의 보행 시나리오 해석에서 이동 질량 해석과 큰 차이를 보이지 않으며 진동 사용성 평가시에는 더 넓은 진동수 대역을 가진할 수 있는 임의 보행 시나리오를 고려하는 것이 바람직할 수 있음을 보였다.