• Wind and Structures
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• 제10권1호
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• pp.1-22
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• 2007

The suppression of aerodynamic response of long-span suspension bridges during erection and after completion by using single TMD and multi TMD is presented in this paper. An advanced finite-element-based aerodynamic model that can be used to analyze both flutter instability and buffeting response in the time domain is also proposed. The frequency-dependent flutter derivatives are transferred into a time-dependent rational function, through which the coupling effects of three-dimensional aerodynamic motions under gusty winds can be accurately considered. The modal damping of a structure-TMD system is analyzed by the state-space approach. The numerical examples are performed on the Akashi Kaikyo Bridge with a main span of 1990 m. The bridge is idealized by a three-dimensional finite-element model consisting of 681 nodes. The results show that when the wind velocity is low, about 20 m/s, the multi TMD type 1 (the vertical and horizontal TMD with 1% mass ratio in each direction together with the torsional TMD with ratio of 1% mass moment of inertia) can significantly reduce the buffeting response in vertical, horizontal and torsional directions by 8.6-13%. When the wind velocity increases to 40 m/s, the control efficiency of a multi TMD in reducing the torsional buffeting response increases greatly to 28%. However, its control efficiency in the vertical and horizontal directions reduces. The results also indicate that the critical wind velocity for flutter instability during erection is significantly lower than that of the completed bridge. By pylon-to-midspan configuration, the minimum critical wind velocity of 57.70 m/s occurs at stage of 85% deck completion.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.77-84
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• 2017

최근 안전에 대한 관심이 크게 높아지고 있으며, 도로 교통 분야에서도 안전의 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라 도로 교통 분야의 안전성 제고를 위하여 도로 시설물의 객관적인 안정성 평가가 필요하며, 자연재해 대비를 목적으로 도로 시설물의 피해 저감이 가능한 기술 적용이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 계측 유형별 풍속 데이터와 이를 적용한 도로표지의 구조 안전성을 비교 분석하여 기상 계측 유형의 시설물 안전성 평가에 대한 영향을 분석하였다. 더불어 도로표지의 안정성 확보 방안을 도출하였으며, 도출한 안정성 확보 방안 중 풍하중 저감 기술에 대한 효과를 분석하였다. 계측 유형별 풍속 데이터 분석 결과, 기상관측차량시스템의 풍속 데이터는 기상청과 도로기상정보시스템의 풍속 데이터에 비하여 약 2.43배로 크게 나타났다. 또한 기상관측차량시스템의 풍속 데이터를 적용한 도로표지의 안정성 검토를 통하여 돌풍으로 인한 도로표지의 파괴 및 전도의 가능성이 있는 것으로 분석되며, 안정성 확보 방안 마련이 필요한 것으로 판단된다. 도로 선형 단위의 기상 데이터를 활용하여 도로 시설물의 객관적인 안정성 분석과 모니터링이 가능할 것으로 판단되며, 풍하중 저감 기술 적용을 통하여 도로 안전도의 제고가 기대된다.