• 대한토목학회논문집
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• 제26권5A호
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• pp.881-885
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• 2006

사장교 케이블은 구조적으로 휨강성과 감쇠력이 작아 풍우에 의해 쉽게 유해진동이 발생한다. 이러한 풍우진동을 저감시키기 위한 효과적인 방법으로 부가댐퍼를 장착하여 케이블의 감쇠력을 증가시키는 제어시스템이 널리 사용되어왔다. 그러나 사장교의 장대화로 인해 구조적으로나 미적으로 충분한 감쇠력을 제공할 수 있는 위치에 부가댐퍼를 장착하기 어렵게 되었다. 그러므로 본 논문은 사장교의 미관을 해치지 않으면서 기존의 제어시스템보다 효과적으로 케이블의 진동을 저감시킬 수 있는 새로운 개념의 제어시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 케이블 앵커리지에 적층고무베어링과 같은 유동이 가능한 장치와 내부댐퍼로 구성되었으며, 제어성능평가를 위해 해석모델을 개발하였다. 제안된 시스템의 제어성능 분석을 위해 수치해석을 수행하였으며 기존의 부가 댐퍼시스템과 진동 저감효과를 비교하였다. 제안된 제어시스템은 기존의 부가댐퍼 시스템 보다 효과적으로 진동을 저감시킬 수 있었으며 사장교 케이블의 풍우진동 저감을 위해 효과적인 시스템으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.246-252
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• 2020

국내외적으로 케이블지지 교량에서 케이블의 착설 및 잔설 등이 낙설됨에 따라 안전사고가 발생하고 있다. 낙설에 의한 직접적인 피해뿐만 아니라 교통사고 등 추가적인 2차 피해가 발생하고 있어, 이에 대한 대책 마련이 필요하다. 이를 예방하기 위한 다양한 방안들이 제시되고 있지만, 안전성과 실용성에서는 여전히 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 기존 방법 중 능동적인 잔설 제거 방법 중 하나인 케이블 로봇을 활용하고자 하였고, 잔설 제거의 효율을 높이기 위하여 로봇의 등반 능력을 높이는 다양한 방법이 적용되었다. 교량 케이블의 다양한 직경에 적용할 수 있도록 로봇의 가용 범위를 유동적으로 조절할 수 있게 하였다. 또한, 케이블 잔설 제거 로봇의 활용성을 높이기 위하여 케이블의 표면 상태를 실시간으로 점검할 수 있도록 고해상도 카메라를 설치하고, 장력 측정을 위하여 3축 가속도계와 장력 변환 알고리즘을 추가하여 잔설제거 뿐만 아니라 겨울철 이외에도 케이블 점검 로봇으로 활용될 수 있도록 개발하였다. 성능 검증을 위하여 실내 및 현장 실험을 수행하였고, 향후 점검 로봇에 대한 개선사항에서 대해서도 제안 하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권2호
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• pp.197-211
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• 2018

The study presents the earthquake performance of the Bosphorus Bridge under multi-point earthquake excitation considering the spatially varying site-specific earthquake motions. The elaborate FE model of the bridge is firstly established depending on the new considerations of the used FEM software specifications, such as cable-sag effect, rigid link and gap elements. The modal analysis showed that singular modes of the deck and the tower were relatively effective in the dynamic behavior of the bridge due to higher total mass participation mass ratio of 80%. The parameters and requirements to be considered in simulation process are determined to generate the spatially varying site-specific ground motions. Total number of twelve simulated ground motions are defined for the multi-support earthquake analysis (Mp-sup). In order to easily implement multi-point earthquake excitation to the bridge, the practice-oriented procedure is summarized. The results demonstrated that the Mp-sup led to high increase in sectional forces of the critical components of the bridge, especially tower base section and tensile force of the main and back stay cables. A close relationship between the dynamic response and the behavior of the bridge under the Mp-sup was also obtained. Consequently, the outcomes from this study underscored the importance of the utilization of the multi-point earthquake analysis and the necessity of considering specifically generated earthquake motions for suspension bridges.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제50권2호
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• pp.241-255
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• 2014

The girder of self-anchored suspension bridge is subjected to large compression force applied by main cables. So, serious damage of the girder due to breakage of hangers may cause collapse of the whole bridge. With the time increasing, the hangers may break suddenly for their resistance capacities decrease due to corrosion. Using nonlinear static and dynamic analysis methods and adopting 3D finite element model, the responses of a concrete self-anchored suspension bridge to sudden breakage of hangers are studied in this paper. The results show that the sudden breakage of a hanger has significant effects on tensions of the hangers next to the broken hanger, bending and torsion moments of the girder, moments of the towers and reaction forces of the bearings. The results obtained from dynamic analysis method are very different from those obtained from static analysis method. The maximum tension of hanger produced by breakage of a hanger exceeds 2.2 times of its initial value, the maximum dynamic amplification factor reaches 2.54, which is larger than the value of 2.0 recommended for cable-stayed bridge in PTI codes. If two adjacent hangers on the same side of bridge break one after another, the maximum tension of other hangers exceeds 3.0 times of its initial value. If the safety factor adopted to design hanger is too small, or the hangers have been exposed to corrosion, the bridge may collapse due to breakage of two adjacent hangers.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권5호
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• pp.575-589
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• 2020

For vibration control of stay cables in cable-stayed bridges, viscous dampers are frequently used, and they are regularly installed between the cable and the bridge deck. In practice, neoprene rubber bushings (or of other types) are also widely installed inside the cable guide pipe, mainly for reducing the bending stresses of the cable near its anchorages. Therefore, it is important to understand the effect of the bushings on the performance of the external damper. Besides, for long cables, external dampers installed at a single position near a cable end can no longer provide enough damping due to the sag effect and the limited installation distance. It is thus of interest to improve cable damping by additionally installing dampers inside the guide pipe. This paper hence studies the combined effects of an external damper and an internal damper (which can also model the bushings) on a stay cable. The internal damper is assumed to be a High Damping Rubber (HDR) damper, and the external damper is considered to be a viscous damper with intrinsic stiffness, and the cable sag is also considered. Both the cases when the two dampers are installed close to one cable end and respectively close to the two cable ends are studied. Asymptotic design formulas are derived for both cases considering that the dampers are close to the cable ends. It is shown that when the two dampers are placed close to different cable ends, their combined damping effects are approximately the sum of their separate contributions, regardless of small cable sag and damper intrinsic stiffness. When the two dampers are installed close to the same end, maximum damping that can be achieved by the external damper is generally degraded, regardless of properties of the HDR damper. Field tests on an existing cable-stayed bridge have further validated the influence of the internal damper on the performance of the external damper. The results suggest that the HDR is optimally placed in the guide pipe of the cable-pylon anchorage when installing viscous dampers at one position is insufficient. When an HDR damper or the bushing has to be installed near the external damper, their combined damping effects need to be evaluated using the presented methods.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.579-588
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• 1997

사장교의 시공 특성상 여러 가지 원인에 의하여 오차가 발생하고, 복잡한 시공 과정을 거치는 동안 오차가 누적되어 점점 확대된다. 따라서, 설계와는 상당히 달리 부재에 불리한 응력분포와 교량의 과도한 처짐 등이 발생할 수 있다. 부재의 응력분포와 교량의 기하형상을 바람직한 방향으로 수정하기 위해 사장교의 시공 중에 케이블의 장력보정이 불가피하다. 기존의 장력보정 방법은 오차 단위의 차이를(케이블 장력과 주형의 처짐 등) 고려하기 위하여 최적화 과정 중에 가중치 계수를 사용하여야 한다. 하지만 이 가중치 계수를 결정하는 것이 쉽지 않고, 한 차례의 보정을 실시한 후에도 오차가 설계허용범위를 벗어날 때는 새로운 가중치 계수를 도입하여 여러 번 반복 수행해야하므로 상당한 시간이 요구된다. 본 연구에서는 이와 같은 점을 고려하여 선형퍼지회귀분석기법을 케이블 장력보정에 적용하였다. 이 방법은 설계자의 의도와 시방 규정을 선형최적화 문제의 구속 조건의 형태로 정식화 과정에 포함시킬 수 있고, 기존의 방법보다 빠르게 현장에서의 장력보정을 수행할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.55-65
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• 2006

이 논문에서는 캔틸레버 공법으로 시공되는 대칭형 강 사장교의 폐합해석법을 제안한다. 폐합시공 전에는 폐합단면 양쪽에서 두개의 독립적인 구조계가 성립되기 때문에 폐합단면에 적절한 단면력을 가해 주어야만 폐합단면에서 수직 처짐과 회전각에 대한 적합조건을 만족시킬 수 있다. 그러나 실제 시공에서는 폐합단면에 단면력을 재하하는 것이 거의 불가능하기 때문에 시공 중에 실제로 교량에 재하할 수 있는 외력에 의하여 적합조건을 만족시켜야 한다. 이 논문에서는 몇 개 케이블의 무응력 길이와 데릭 크레인의 인양력을 조정하여 적합조건을 만족시킬 수 있는 해석 방법을 제안한다. 적합조건식은 케이블의 무응력 길이와 크레인 인양력에 대하여 비선형이므로 Newton-Raphson 방법에 의하여 반복적으로 푼다. 케이블 부재는 탄성현수선 요소를 사용하여 모델링하였고, 주탑과 거더는 일반적인 3차원 뼈대요소를 사용하여 이산화하였다. 교량의 케이블 무응력 길이와 인양력에 대한 변위 민감도는 평형방정식을 직접 미분하여 계산하였다. 주어진 신뢰도 구간에서 시공 오차를 예측하기 위한 몬테-카를로 모사법을 제안하였다. 제안된 방법을 제 2 진도대교의 폐합시공에 적용하여 그 타당성과 효율성을 검증하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2002년도 추계학술대회 논문집(I)
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• pp.559-565
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• 2002

This paper presents a standard grounding scheme for bridge and tunnel areas where earthing wires cannot be easily buried. Specially, a new grounding method in which structure grounding devices are used shows good grounding effects like the earthing-wire grounding scheme. The proposed method can be a measure for equal potential in case earthing cables are disconnected.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.127-134
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• 2005

최근 컴퓨터 기술의 발달로 장대교량의 설계 및 시공이 증가하고 있다. 특히 케이블 요소를 갖는 사장교와 현수교는 장대교량을 대표한다 할 수 있을 것이다. 따라서 본 논문에서는 사장교로 시공중인 제2진도대교에 대하여 시공단계별로 전체케이블에 대한 장력을 측정하여 시공오차 등에 따른 장력보정값을 현장에서 즉시 제시하여 시공정밀도를 향상하고자 하였다. 이에 적용된 장력측정방법은 간접법인 가속도센서를 이용한 진동법을 적용하였다. 직접법에 비해 비교적 간편한 간접인 진동법을 통하여 보다 쉽게 장력을 추정할 수 있었으며, 시공의 정밀도를 향상시키기 위하여 전체 케이블을 4가지 시공단계별로 장력변화량을 모니터링하여 케이블 가설시 시공오차에 대한 장력보정값을 현장에서 제시하였다. 또한, 최종장력값을 설계값과 비교한 결과 간접법을 이용한 장력값과 유사한 것을 알 수 있었다. 그리고 온도 변화에 따른 케이블의 장력변화를 추후 유지관리 계측시 관리한계치 설정에 참고자료로 활용할 수 있도록 장력변화를 파악하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.105-115
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• 2017

PURPOSES : The occurrence of unexpected disasters, including fire events, increases as the road network becomes complicated and traffic volume increases. When a fire event occurs on and under bridges, the damage extensively influences direct damage to structures, vehicles, and human life and secondary socioeconomic issues owing to traffic blockage. This study investigated potential fire-hazard risks on bridges of the Korean national route road. METHODS : The investigation was conducted using field investigation and analysis with satellite pictures and road views from commercial websites and the Bridge Management System (BMS). From the filed investigation, various potential fire resources were identified. The satellite pictures and road views were helpful in measuring and recognizing conditions underneath bridges, stowage areas, etc. RESULTS : There are various potential fire resources underneath bridges such as piled agricultural products, parked petroleum tanks, construction equipment, and attached high-voltage cables. A total of 94.6% of bridges have underneath clearances of less than 15 m. A bridge underneath volume that can stow a potential fire hazard resource was $7,332m^3$ on average, and most bridges have about $4,000m^3$ of space. Based on the BMS data, the amounts of PSC and steel girders were 29% and 25%, respectively. CONCLUSIONS : It was found that the amount of stowed potential fire hazard resources was proportional to the underneath space of bridges. Most bridges have less than 15 m of vertical clearance that can be considered as a critical value for a bridge fire. The fire risk investigation results should be helpful for developing bridge fire-protection tools.