• 제목/요약/키워드: Cable-stayed concrete bridge

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Simulation of vibrations of Ting Kau Bridge due to vehicular loading from measurements

  • Au, F.T.K.;Lou, P.;Li, J.;Jiang, R.J.;Zhang, J.;Leung, C.C.Y.;Lee, P.K.K.;Lee, J.H.;Wong, K.Y.;Chan, H.Y.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제40권4호
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    • pp.471-488
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    • 2011
  • The Ting Kau Bridge in Hong Kong is a cable-stayed bridge comprising two main spans and two side spans. The bridge deck is supported by three towers, an end pier and an abutment. Each of the three towers consists of a single reinforced concrete mast strengthened by transverse cables and struts. The bridge deck is supported by four inclined planes of cables emanating from anchorages at the tower tops. In view of the heavy traffic on the bridge, and threats from typhoons and earthquakes originated in areas nearby, the dynamic behaviour of long-span cable-supported bridges in the region is always an important consideration in their design. Baseline finite element models of various levels of sophistication have been built not only to match the bridge geometry and cable forces specified on the as-constructed drawings but also to be calibrated using the vibration measurement data captured by the Wind and Structural Health Monitoring System. This paper further describes the analysis of axle loading data, as well as the generation of random axle loads and simulation of vibrations of the bridge using the finite element models. Various factors affecting the vehicular loading on the bridge will also be examined.

초고성능 콘크리트 하이브리드 사장교 바닥판 접합부 철근의 부착 성능에 대한 해석 (Analysis on Bond Characteristics of Reinforcements for UHPC Hybrid Cable-Stayed Bridge Deck Joints)

  • 선우윤호;박성균;곽임종;윤영수
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권3A호
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    • pp.207-214
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    • 2011
  • 높은 강도와 우수한 연성을 가지는 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)는 교량 부재의 두께 및 자중을 감소시키는데 적합하여, 교량의 장대화, 장경간화에 유리한 재료로 각광 받고 있다. 그러나 초고성능 콘크리트는 타설 과정이 복잡하고 어렵기 때문에 현장 타설을 통한 적용이 어려운 재료이다. 따라서 이에 대한 대안으로 프리캐스트 공법을 활용하는 방안이 중점적으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 연구의 일환으로 초고성능 콘크리트의 재료 특성을 고려하여 하이브리드 사장교 바닥판 접합부의 철근 이음방법에 따른 구조적 성능을 평가하였다. 바닥판의 접합부에 적용할 수 있는 철근 이음을 형상에 따라 RC 부재에 적용하고, 이에 대한 비선형 해석을 통해 구조적 성능을 예측하였다. 또한 600 m급 사장교를 선정하여 단면력 해석을 통해 접합부에서 발생하는 부착 응력의 크기를 파악하고, 이를 접합부 형상에 따른 부착 강도의 크기와 비교하여 구조적 성능을 평가하였다. 해석 결과, 접합부 철근의 형상에 따라 U형 루프 타입이 가장 큰 하중을 견딜 수 있고, 직선형 타입이 가장 큰 부착 강도를 발현하는 것으로 예측되었다. 또한, 세 가지 형상의 접합부 철근 모두 초고성능 콘크리트의 사장교의 완성계에서 요구되는 부착 성능을 만족시켰다.

장지간 프리캐스트 FRP-콘크리트 합성 바닥판의 피로 성능 (Fatigue Performance of Precast FRP-Concrete Composite Deck with Long Span)

  • 조근희;박성용;김성태;김병석
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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    • pp.45-46
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    • 2010
  • 사장교에 경제적으로 적용가능한 장지간 프리캐스트 FRP-콘크리트 합성 바닥판에 대하여 피로 성능 평가를 수행하였다. 실험으로부터 프리캐스트 FRP-콘크리트 합성 바닥판은 충분한 피로 성능을 가짐을 확인하였다.

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교량 케이블 적용 강연선 모니터링을 위한 음향방출 기법 검토 (Application of Acoustic Emission Technique for Bridge Cable Monitoring)

  • 김가영;서동우
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.121-125
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    • 2018
  • 본 연구에서는 음향 방출 기법을 사용하여 강연선(7-wire strand)의 손상을 감지하기 위한 기초 실험을 수행하였다. 강연선은 주로 교량에 추가적인 인장력을 제공하기 위해 널리 사용되는 건설 자재이다. 프리스트레스 교량 또는 사장교가 대표적인 경우이다. 그러나 교량 노화가 급격히 진행되면서 강연선 부식 문제가 대두되고 있다. 이러한 이유로 케이블 점검을 위한 다양한 비파괴 방법이 연구되고 있고 현장 적용이 시도되고 있다. 비파괴 방법 ??중 하나인 음향 방출 기법은 케이블 손상 및 파단을 감지하는 효과적인 기술로 알려져 있다. 본 연구에서는 음향 방출 기법의 교량에 대한 적용 가능성을 평가하기 위해 강연선의 손상에 따른 음향 방출 신호 특성을 인장 실험을 분석 하고, 현장 적용을 위한 최적 센서 주파수 타입을 선정하였다. 결과적으로, 음향 방출 기법을 활용하여 향후 교량 케이블의 부식 파단 및 파단 징후를 감지 할 수 있다고 여겨진다.

성능기반 내진설계법을 이용한 사장교의 지진해석 (Performance based seismic design for the seismic evaluation of cable-stayed bridges)

  • 곽효경;신동규
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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    • pp.461-462
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    • 2009
  • 2002년 Chopra에 의해서 Modal Pushover Analysis가 소개된 이후로, 성능기반내진설계법은 믿을수 있는, 새로운 형식의 내진설계법으로 관심을 받고 있다. 이 방법은 건축물 설계에 적용하는 연구는 많이 진행되었으나, 교량구조물의 경우, 1차모드가 지배적이지 않은 구조물의 특성상 이용에 제약이 있었다. 본 논문은 이런상황을 고려하여, 사장교에 성능기반내진설계법을 제안, 사용성에 대하여 작성하였다.

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Ambient Vibration measurements and finite element modelling for the Hong Kong Ting Kau Bridge

  • Au, F.T.K.;Tham, L.G.;Lee, P.K.K.;Su, C.;Han, D.J.;Yan, Q.S.;Wong, K.Y.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제15권1호
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    • pp.115-134
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    • 2003
  • The Ting Kau Bridge in Hong Kong is a cable-stayed bridge comprising two main spans and two side spans. The bridge deck is supported by three towers, an end pier and an abutment. Each of the three towers consists of a single reinforced concrete mast which reduces its section in steps, and it is strengthened by transverse cables and struts in the transverse vertical plane. The bridge deck is supported by four inclined planes of cables emanating from anchorages at the tower tops. In view of the threat from typhoons, the dynamic behaviour of long-span cable-supported bridges in the region is always an important consideration in their design. This paper is devoted to the ambient vibration measurements of the bridge for evaluation of dynamic characteristics including the natural frequencies and mode shapes. It also describes the modelling of the bridge. A few finite element models are developed and calibrated to match with the field data and the results of subsequent structural health monitoring of the bridge.

Mechanical performance and design optimization of rib-stiffened super-wide bridge deck with twin box girders in concrete

  • Wen, Xiong;Ye, Jianshu;Gai, Xuemei;Cai, C.S.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제48권3호
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    • pp.395-414
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    • 2013
  • The present study fundamentally investigated the mechanical performance of the rib-stiffened super-wide bridge deck with twin box girders in concrete, which is a very popular application to efficiently widen the bridges with normal span. The shear lag effects of the specific cross-sections were firstly studied. The spatial stress distribution and local stiffness of the bridge deck with twin box girders were then investigated under several typical wheel load conditions. Meanwhile, a comparative study for the bridge deck with and without stiffening ribs was also carried out during the investigation; thereby, a design optimization for the stiffening ribs was further suggested. Finally, aiming at the preliminary design, an approximate methodology to manually calculate the bending moments of the rib-stiffened bridge deck was analytically proposed for engineers to quickly assess its performance. This rib-stiffened bridge deck with twin box girders can be widely applied for concrete (especially concrete cable-stayed) bridges with normal span, however, requiring a super-wide bridge width due to the traffic flow.

중앙일면식 케이블과 등형고를 갖는 Extradosed PSC 교량의 설계 및 시공 (Design & Construction of PSC Box-Girder Bridge with Central Suspension by Extradosed Cables and Constant Girder Depth)

  • 조의경;김성일;박종화;이수열
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.618-625
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    • 2003
  • The recent development of PSC girder bridges are mostly dedicated for optimization of self-weight, simplification of girder section for easy construction and minimization of maintenance efforts. Moreover some of those bridges are required as a landmark facility which raises the image of locality and harmony with surroundings. An extradosed bridge is one of the best alternates which not only covers the longer span than PSC box girder and also performs the role of landmark facility with much cheaper cost than cable stayed bridge. Hyundai is carrying out the construction of unique style extradosed bridge which have central suspension system and uniform girder depth named Keong-An grand bridge on the Sungnam-Janghowon Express highway. In this paper, major process of design and construction features of Keong-An bridge is presented.

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