Developed is the new program that the reliability analysis can be performed more effectively considering the correlation of structural members about the cable stayed bridge. This program is formulated the stochastic finite element method suitable for the reliability analysis and the new safety evaluation method is proposed which is different from the existing one by the deterministic method or MCS response analysis. After conducting the initial equilibrium analysis of cable stayed bridges, the stochastic finite element is formulated through the perturbation method and the reliability analysis considering the correlation of stochastic variables is conducted. The results in various types of cable stayed bridge show that the probability of failure considering the correlation is larger than the non-correlation. The fan system is more stable than other systems at the structural response and the probability failure.
This study investigates the mode identifiability of a multi-span cable-stayed bridge in terms of a benchmark study using stabilization diagrams of a system model identified using stochastic subspace identification (SSI). Cumulative contribution ratios (CCRs) estimated from singular values of system models under different wind conditions were also considered. Observations revealed that wind speed might influence the mode identifiability of a specific mode of a cable-stayed bridge. Moreover the cumulative contribution ratio showed that the time histories monitored during strong winds, such as those of a typhoon, can be modeled with less system order than under weak winds. The blind data Acc 1 and Acc 2 were categorized as data obtained under a typhoon. Blind data Acc 3 and Acc 4 were categorized as data obtained under wind conditions of critical wind speeds around 7.5 m/s. Finally, blind data Acc 5 and Acc 6 were categorized as data measured under weak wind conditions.
한국건설기술연구원내에 테스트베드로서 UHPC 보도사장교(Super Bridge I)를 설계 및 완공하였고, 변형률, 가속도, 장력, 풍향풍속, 온도 등의 각종 데이터를 정기적으로 수집할 수 있는 장기계측시스템을 구축하였다. 이는 UHPC 부재의 역학적 특성 및 사용성 평가에 대한 기본 데이터를 제공하여 장대하이브리드사장교의 거동 특성을 추정하는데 큰 도움이 될 것으로 예상된다.
This paper presents a non-destructive testing method for estimating the structural response of cable-stayed footbridges. The approach combines field measurements with a numerical static analysis of the structure. When the experimental information concerning the structure deformations is coupled with the numerical data on the structural response, it is possible to calculate the static forces and the design tension resistance in selected structural elements, and as a result, assess the condition of the entire structure. The paper discusses the method assumptions and provides an example of the use of the procedure to assess the load-carrying capacity of a real steel footbridge. The proposed method can be employed to assess cable-stayed structures including those made of other materials, e.g., concrete, timber or composites.
The sudden collapse of Interstate 35 Bridge in Minneapolis gave a wake-up call to US municipalities to re-evaluate aging bridges. In this situation, structural health monitoring (SHM) technology can provide the essential help needed for monitoring and maintaining the nation's infrastructure. Monitoring long span bridges such as cable-stayed bridges effectively requires the use of a large number of sensors. In this article, we introduce a probabilistic approach to identify optimal locations of sensors to enhance damage detection. Probability distribution functions are established using an artificial neural network trained using a priori knowledge of damage locations. The optimal number of sensors is identified using multi-objective optimization that simultaneously considers information entropy and sensor cost-objective functions. Luling Bridge, a cable-stayed bridge over the Mississippi River, is selected as a case study to demonstrate the efficiency of the proposed approach.
This paper presents the LRB-based hybrid base isolation systems employing additional active/semiactive control devices for seismic protection of cable-stayed bridges by examining the ASCE first generation benchmark problem for a cable-stayed bridge. In this study, ideal hydraulic actuators (HAs) and ideal magnetorheological dampers (MRDs) are considered as additional active and semiactive control devices, respectively. Numerical simulation results show that all the hybrid base isolation systems are effective in reducing the structural responses of the benchmark cable-stayed bridge under the historical earthquakes considered. The simulation results also demonstrate that the hybrid base isolation system employing semiactive MRBs is robust to the stiffness uncertainty of the structure, while the hybrid system with active HAs is not. Therefore, the LRB-based hybrid base isolation system employing MRDs could be more appropriate in real applications for full-scale civil infrastructures.
Jorquera-Lucerga, Juan J.;Lozano-Galant, Jose A.;Turmo, Jose
Steel and Composite Structures
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제20권2호
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pp.447-468
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2016
Despite of the growing number of built examples, the analysis of non-symmetrical cable-stayed bridges has not received considerable attention from the researchers. In fact, the effects of the main design parameters in the structural behavior of these bridges are not addressed in detail in the literature. To fill this gap, this paper studies the structural response of a number of non-symmetrical cable-stayed bridges. With this aim, a parametric analysis is performed to evaluate the effect of each of the main design parameters (the ratio between the main and the back span length, the pylon, the deck and backstay stiffnesses, the pylon inclination, and the stay configuration) of this kind of bridges. Furthermore, the role of the geometrical nonlinearity and the steel consumption in stays are evaluated.
A study for the nonlinear analysis of segmentally erected curved PSC(prestressed concrete) cable-stayed bridge considering the effects due to large deflections is presented. Various case studies regarding the effects of the material nonlinearities and the geometric nonlinearities on the behavior of segmentally erected curved PSC cable-stayed bridge are conducted. The numerical results on the bridge which has relatively low stress profile through the bridge deck section like the example herein show that the geometric nonlinearities has more significant effects on the structural behavior than the material nonlinearities.
Maintenance plays a critical role in the bridge industry, but actual practices show many limitations because of traditional, 2D-based information systems. It is necessary to develop a new generation of maintenance information management systems for more reliable decision making in bridge maintenance. Enhancing current work processes requires a BIM-based 3D digital model that can use information from the whole lifecycle of a project (design, construction, operation, and maintenance) through continuous exchanges and updates from each stakeholder. This study describes the development of a data scheme for maintenance of cable-stayed bridges. We implemented the proposed system for a cable-stayed bridge and discussed its effectiveness.
Long, Wenyi;Troitsky, Michael S.;Zielinski, Zenon A.
Structural Engineering and Mechanics
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제7권3호
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pp.241-257
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1999
This paper presents a procedure to minimize the cost of materials of cable-stayed bridges with composite box girder and concrete tower. Two sets of iterations are included in the proposed procedure. The first set of iteration performs the structural analysis for a cable-stayed bridge. The second set of iteration performs the optimization process. The design is formulated as a general mathematical problem with the cost of the bridge as the objective function and bending forces, shear forces, fatigue stresses, buckling and deflection as constraints. The constraints are developed based on the Canadian National Standard CAN/CSA-S6-88. The finite element method is employed to perform the complicated nonlinear structural analysis of the cable-stayed bridges. The internal penalty function method is used in the optimization process. The limit states design method is used to determine the load capacity of the bridge. A computer program written in FORTRAN 77 is developed and its validity is verified by several practical-sized designs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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