• Title/Summary/Keyword: 교량형상계수

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Adaptation of Modal Parameter and Elastic Modulus Estimation Method for PSC Bridge Based on Ambient Vibration (상시 진동 계측을 기반으로 한 PSC 교량의 모드계수 및 탄성계수 추정기법 적용)

  • Lee, Sung-Jin;Kim, Saang-Bum;Choi, Kyu-Yong;Lee, Tae-Young
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.574-577
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    • 2007
  • 본 논문에서는 실 시공 중인 PSC 교량에 대하여 풍하중에 의한 상시 진동 계측 자료을 기반으로, 교량의 동특성(고유진동수, 모드형상)을 추정하였으며, 이를 바탕으로 대상 교량의 탄성계수를 추정하여 정적 계측을 통한 탄성계수 결과와 비교하였다. 본 논문에서 사용한 동특성 추정 기법은, 대표적인 주파수 영역 해석 방법인 Frequency Domain Decomposition(FDD) 방법과 시간영역 해석 방법인 Stochastic Subspace Identification(SSI) 방법을 이용하였다. 탄성계수 추정은 유한요소모델과 계측 결과를 이용하여 두 개의 결과 차이가 수렴하도록 하는 반복 계산을 통해 탄성계수를 추정하였다. 우선, 탄성계수 추정 기법의 검증을 위해, 수치 해석을 통하여 그 기법을 검증하였으며, 해석 결과 정확한 탄성계수값을 추정하였으며, 이를 통해 본 논문에서 적용한 탄성계수 추정법에 대한 신뢰도를 확인하였다. 이를 바탕으로 사용된 추정 기법을 실 교량에 적용하기 위해 실제 상시 진동 계측 값을 바탕으로 실교량의 동특성 및 탄성계수를 추정하였다. FDD 및 SSI 기법을 통한 모드 해석 결과, 두 기법 모두 유사한 결과를 나타내어 FDD 및 SSI 두 방법에 대한 결과의 신뢰도를 확인 할 수 있었다. 추정 탄성계수 값은 거더 단면내 설치한 응력계 및 변형률계를 통한 계측 결과값의 범위 내에 있음을 확인하였다. 따라서 본 논문에서 적용한 교량의 상시 진동 데이터를 바탕으로 한동특성 및 탄성계수 추정법이 구조물의 대략적인 탄성계수 및 이에 따른 구조물의 전체적인 건전도를 파악하는데 도움이 되리라 생각된다.

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Landscape Preference over Single-Spaned Steel Box Girder Bridge by Bridge Shape Parameters (단경간 강박스거더교의 교량형상계수별 경관선호도 분석에 관한 연구)

  • Kim, Rak-Gi;Geum, Gi-Jeong;Yang, Gye-Seung;Im, Seong-Bin
    • Journal of Korean Society of Transportation
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    • v.24 no.2 s.88
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    • pp.7-18
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    • 2006
  • The Purpose of this study is to develop landscape Preference and define elements of difference in landscape preference of the 1-span Steel Box Girder Bridge by Bridge Shape Parameters(BSP) through Design of Experiments. Lately, the 1-span Steel Box Girder Bridge is dominations much component ratio and the Steel Box Girder Bridge has strong Points that is economically Profitable and management has easy when construct. but landscape preference of the 1-span Steel Box Girder Bridge was evaluated low because impression of landscape is being surfeited and dulled. Do to consider optimization in design that give change to Bridge Shape Parameters(BSP) to supplement this shortcoming in this study. Therefore, this study changes Bridge Shape Parameters(BSP) and extract elements that influence in landscape preference of the 1-span Steel Box Girder Bridge. and based on the design that consider landscape Preference of the 1-span Steel Box Girder Bridge, some essential guidelines for rational design of the 1-span Steel Box Girder Bridge suggested.

Simple Method of Analysis for Concrete Slab Bridges by the Specially Orthotropic Laminates Theory (특별직교이방성 적층판이론에 의한 콘크리트 슬래브교량의 간편해석법)

  • Han, Bong-Koo;Suck, Jun-Ho
    • Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures
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    • v.1 no.2
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    • pp.59-65
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    • 2010
  • The simple supported reinforced concrete slab bridges are analyzed by the specially orthotropic laminates theory. This method, however, may be too difficult for some practising engineers. In this paper, the result of analysis for such plate by means of the beam theory with unit width is reported. By using the "correction factor", the accurate solution for the plate can be obtained by the beam theory. By using the "correction factor", the accurate solution for the plate can be obtained by the beam theory. The plate aspect ratio considered is from 1 : 1 to 1 : 6. The result of this paper can be used for simply supported slab bridges analysis.

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Study on the Shape of a Longitudinal Joint of the Slab-type Precast Modular Bridges (슬래브 형식 프리캐스트 모듈러교량의 종방향 연결부 형상 결정에 관한 연구)

  • Lee, Sang Yoon;Song, Jae Joon;Kim, Hyeong Yeol;Lee, Young Ho;Lee, Jung Mi
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.16 no.5
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    • pp.98-111
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    • 2012
  • In this study, a longitudinal joint connection was proposed for the short-span slab-type precast modular bridges with rapid construction. The slab-type modular bridge consists of a number of precast slab modules and has the joint connection between the modules in the longitudinal direction of the bridge. The finite element based parameter analysis and the push-out test were conducted to design the shape and the dimensions of the longitudinal joint connection. Number of shear keys within the joint, height and depth of the shear key, tooth angle, and the spacing were considered as the design parameters. Using the local cracking load obtained from the analytical and experimental results, an efficiency factor was proposed to evaluate the effectiveness of the longitudinal joint connection. The dimensions of shear key were determined by comparing the efficiency factors.

Deflection Limit on Vibration Serviceability of High-speed Railway Bridges Considering the Effect of Train Speed (열차주행속도를 고려한 고속철도교량의 수직변위에 대한 진동사용성 한계(기준) 연구)

  • Jeon, Bub-Gyu;Kim, Nam-Sik;Kim, Sung-Il
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.473-476
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    • 2011
  • 본 논문에서는 열차와 교량의 상호작용과 주행속도에 의해 결정되어지는 진동지속시간과 차체연직가속도 증폭효과를 고려하여 철도교량의 진동사용성 허용처짐을 제시하고자 하였다. 열차가 교량을 통과할 때의 처짐 형상을 사인파로 가정하고 열차와 교량의 상호작용을 진동전달함수로 표현하여 철도교량의 진동 사용성 허용처짐을 유도하였다. 그리고 진동지속시간을 고려하기 위해 연직가속도 허용기준으로서 진동지속시간을 고려한 교량구조물의 진동사용성기준을 사용하였다. 매개변수연구를 통하여 열차 주행속도의 증가에 비례하여 차체연직가속도는 증가하지만 교량최대변위의 변화는 미미함이 확인됨으로 인하여 차체연직가속도 증가와 동반하여 연직가속도 허용기준역시 증가하는 것을 보정할 필요가 있을 것으로 판단하였다. 따라서 전개된 철도교량의 진동사용성 허용처짐식에 매개변수연구를 통하여 가정한 가속도 증폭계수를 적용하여 열차의 증속에 의한 가속도증폭효과를 고려하였다.

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Experimental Investigation of Aerodynamic Force Coefficients and Flutter Derivatives of Bridge Girder Sections (교량단면의 공기력계수 및 플러터계수에 관한 실험적 연구)

  • Cho, Jae-Young;Lee, Hak-Eun;Kim, Young-Min
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.5A
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    • pp.887-899
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    • 2006
  • The aim of this study is to investigate a correlation between fundamental data on aerodynamic characteristics of bridge girder cross-sections, such as aerodynamic force coefficients and flutter derivatives, and their aerodynamic behaviour. The section model tests were carried out in three stages. In the first stage, seven deck configurations were studied, namely; Six 2-edge girders and one box girder. In this stage, changes in aerodynamic force coefficients due to geometrical shape of girders, incidence angle of flow, wind directions and turbulence intensities were studied by static section model tests. In the second stage, the dynamic section model tests were carried out to investigate the relativity of static coefficients to dynamic responses. And finally, the two-dimensional (lift-torsion) aerodynamic derivatives of three bridge deck configurations were investigated by dynamic section model tests. The aerodynamic derivatives can be best described as a representation of the aerodynamic damping and the aerodynamic stiffness provided by the wind for a given deck geometry. The method employed here to extract these unsteady aerodynamic properties is known as the initial displacement technique. It involves the measurement of the decay in amplitude with time of an initial displacement of the deck in heave and torsion, for various wind speeds, in smooth flow. It is suggested that the proposed aerodynamic force coefficients and flutter derivatives of bridge girder sections will be potentially useful for the aeroelastic analysis and buffeting analysis.

Dynamics Responses of Railway Bridges for Track Irregularities (궤도의 불규칙성을 고려한 철도교량의 동적응답분석)

  • 박흥석;이용선;이상호;김상효
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.3
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    • pp.253-262
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    • 1998
  • 본 연구에서는 경부고속철도의 주요 교량형식인 PSC 박스교량을 3차원 뼈대요소를 사용하여 모형화하였으며, 궤도불규칙성의 형상은 지수 스펙트럴 밀도함수를 사용하여 생성시켰다. 경부고속철도차량(K-TGV)중 동력차는 17자유도의 3차원 주행열차로 모형화하였고, 이러한 교량, 궤도불규칙성 및 차량 모형을 이용하여 교량과 차량의 상호작용을 해석할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 동적해석을 위한 교량과 차량의 운동방정식은 Lagrange 방정식을 사용하여 유도하였으며, 운동방정식의 수치해석에는 Newmark-β법을 사용하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 동력차의 주행에 의한 교량의 시간이력곡선을 구하였으며, 궤도불규칙성의 영향을 분석하였다. 또한 도상의 유무에 따른 교량동적거동의 특성과 함께 열하중의 편심의 영향도 분석하였다.

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Comparison of One and Two-Dimensional Flow Characteristics due to Bridges in Gam Stream (감천 유역의 교량에 의한 차원 흐름특성 1.2차원 비교)

  • Bok, Jung-Soo;Jang, Chang-Lae;Jung, Kwan-Sue
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.1609-1613
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    • 2008
  • 국내에서 하천 정비 사업을 수행할 경우에 HEC-RAS와 같은 1차원 수치모형을 이용하여 개략적으로 홍수위 및 단면평균 유속 분석을 통한 치수안전성을 검토하고 있다. 그러나 1차원 모형은 교량이나 보 등의 하천 횡단구조물에 의한 수위 상승 구간을 정확히 산정하기 어려우며 지류가 유입하는 합류지점이나 하도형상이 급변하는 지점에서의 국부적인 흐름의 변화양상을 계산하기에는 많은 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 감천과 직지사천이 합류하는 구간을 대상으로, 1차원 수치모형인 HEC-RAS와 2차원 모형인 FLUMEN을 이용하여 수위 및 유속분포 등 수리특성을 비교 분석하여 그 특성을 파악하였다. 모형의 적용 결과, 두 모형 모두 김천교 수위국의 실측치에 대해 절대오차율평균이 5% 이내이며 상관계수 및 결정계수가 1에 가까운 값을 보여 비교적 정확한 모의 결과를 보여주었다. 또한 두 모형 모두 교량 직상류부의 수위상승과 직하류부의 수위하강의 양상은 비교적 동일하게 나타났다. 그러나 수리구조물에 대한 영향을 1차원 모형이 잘 반영하지 못하기 때문에 합류부 상류구간의 교량 단면에서 수위 및 유속분포의 차이는 비교적 크게 나타났으며, 특히 합류부 직상류부의 교량단면에서의 수위분포는 $15{\sim}20%$ 정도의 차이가 나타났다.

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Damage Detection of Bridge Structures Considering Uncertainty in Analysis Model (해석모델의 불확실성을 고려한 교량의 손상추정기법)

  • Lee Jong-Jae;Yun Chung-Bang
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.19 no.2 s.72
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    • pp.125-138
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    • 2006
  • The use of system identification approaches for damage detection has been expanded in recent years owing to the advancements in data acquisition system andinformation processing techniques. Soft computing techniques such as neural networks and genetic algorithm have been utilized increasingly for this end due to their excellent pattern recognition capability. In this study, damage detection of bridge structures using neural networks technique based on the modal properties is presented, which can effectively consider the modeling uncertainty in the analysis model from which the training patterns are to be generated. The differences or the ratios of the mode shape components between before and after damage are used as the input to the neural networks in this method, since they are found to be less sensitive to the modeling errors than the mode shapes themselves. Two numerical example analyses on a simple beam and a multi-girder bridge are presented to demonstrate the effectiveness and applicability of the proposed method.

2-Dimensional Section Model Experimental Study of 1200m Span Cable-Stayed Bridge (주경간 1200m급 사장교 2차원 단면모형실험)

  • Lee, Ho-Yeop;Chun, Nak-Hyun;Oh, Seung-Taek;Lee, Hak-Eun
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.76-76
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    • 2011
  • 현재까지 시공된 사장교 중, 주경간이 가장 긴 교량은 중국의 수통대교(1088m)이다. 이에 버금가는 사장교로 홍콩의 스톤커터교(1018m) 역시 주경간장이 1000m가 넘는다. 바야흐로 사장교 역시 주경간 1000m의 시대가 열린 것이다. 우리나라 역시 세계적 흐름에 맞추어 주경간 800m의 인천대교(세계 5위)를 시공한바 있다. 이와 같이 교량의 초장대화는, 교량 건설 분야에서 기술경쟁력의 지표가 될 뿐만 아니라 세계 건설 시장의 큰 흐름이라고 할 수 있다. 이에 본 연구는 세계적 추세에 발맞추어, 국내 각계의 건설 전문가들이 모여 만든 초장대 교량 사업단의 기술 혁신 사업의 일환으로 이루어졌다. 교량이 장대화 되면서 바람의 의한 영향이 중요해진다는 것은 주지의 사실이다. 특히 사장교와 현수교 같은 특수 교량의 경우, 정적 및 동적 내풍 성능이 반드시 고려되어야만 한다. 본 연구에서는 주경간 1200m의 사장교를 가정하고, 이 사장교의 내풍 단면을 개발, 그 단면에 대한 정적 및 동적 내풍 성능을 평가하고자 하였다. 정적 내풍 성능으로는 단면의 형상에 따른 풍하중을 파악하고자 했으며, 동적 내풍 성능으로는 풍속에 따른 교량의 연직방향 변위 및 플러터 속도를 파악하고자 하였다. 이 실험은 추후에 3차원 전교모형실험의 기본 데이터로 활용하였다. 본 실험을 통해 개발된 단면의 등류 및 난류 상태에서의 영각별 정적 공기력계수를 계산해내었고, 설계풍속이 54.7m/s일때 한계풍속 65.64m/s(거마대교 기준)하에서의 중앙 경간의 풍속별 평균 변위를 측정하였으며, 이를 토대로 이 교량의 영각별 플러터 속도를 계산해 내었다.

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