A through-railway bridge with an inclined girder has recently been applied to optimize the cross-section of a slender bridge structure in railway bridges. To achieve the additional cross-section optimization effect by the bolted end-plate connection, it is necessary to investigate the application of the bolted end-plate tension connection between the inclined girder and the crossbeam. This basic study was conducted on the application of the bolted end-plate moment connection of crossbeams to half-through girders with inclined webs. The combined behavior of vertical deflection and rotational behavior was observed due to the effect of the web inclination in the inclined girder where the steel crossbeam was connected to the girder by the bolted end-plate moment connection. Therefore, in the experiment, the deflection of the inclined girder was 1.77-2.93 times greater than that of the vertical girder but the lateral deflection of the inclined girder was 0.4 times less than that of the vertical girder. Moreover, the tensile stress of the upper bolts in the inclined girder with low crossbeams was clearly 0.81 times lower than that of the vertical girder. According to the results, the design formula for vertical girders does not reflect the influence of the web inclination. Therefore, this study proposed the design procedures for the inclined girder to apply the bolted end-plate moment connection of the crossbeam to the inclined girder by reflecting the design change factors according to the effect of the web inclination.
In this paper, a hybrid vibration-impedance approaches is newly proposed to detect the occurrence of damage, the location of damage, and extent of damage in steel plate-girder bridges. The hybrid scheme mainly consists of three sequential phases: 1) to alarm the occurrence of damage, 2) to classify the alarmed damage, and 3) to estimate the classified damage in detail. Damage types of interest include flexural stiffness-loss in girder and bolts-loose in supports. In the first phase, the global occurrence of damage is alarmed by monitoring changes in acceleration features. In the second phase, the alarmed damage is classified into subsystems by recognizing patterns of impedance features. In the final phase, the location and the extent of damage are estimated by using modal strain energy-based damage index method and root mean square deviation method. The feasibility of the proposed system is evaluated on a laboratory-scaled steel plate-girder bridge model for which hybrid vibration-impedance signatures were measured for several damage scenarios.
A post-tensioned steel plate girder bridge with cross-beams is analyzed by specially orthotropic laminate theory. The cross-sections of both girders and cross-beams are WF types. The result is compared with that of the beam theory. This bridge with simple support is under uniformly distributed vertical load, and axial loads and moment due to post-tension. In this paper, finite difference method for numerical analysis of simple supported bridge is developed. Relatively exact solution is obtained even with small number of meshes. Theory and analysis method of specially orthotropic laminate plates used in this paper can be used in design of new bridges, and maintenance and repair of old bridges.
System identification techniques can be used to build a baseline modal model for a flawed structure that has no modal information on its as-built state. The accuracy of a system identification proposed by Stubbs and Kim is analyzed for plate-girder bridges and its impact on the accuracy of damage detection in those structures is also analyzed. A laboratory-scale model plate-girder is experimentally tested and the initial four bending modes are examined for certain damage scenarios. The performance of individual baseline modal models is assessed by detecting damage in the model structure.
Line type rigid bearings for Open-Steel-Plate-Girder railway bridges have several problem in service, and they are unstable structurally. Thus, spherical bearings having advanced maintenance capability and device to resistance up-lift are developed and replace the existing ones. A experiment of maintenance for a new placed spherical bearings under real Open-Steel-Plate-Girder bridge is conducted and their good maintenance performance is proved. The dynamic behavior of the bridge is measured and analyzed for the two cases of the existing and replacing bearings. Therefore, the effect of the new spherical bearings on the railway bridge is assessed.
In this paper, the variability of modal properties caused by temperature effects is assessed to adjust modal data used for frequency-based damage detection in plate-girder bridges. First, experiments on model plate-girder bridges are described. Next, the relationship between temperature and natural frequencies is assessed and a set of empirical frequency-correction formula are analyzed for the test structure. Finally, a frequency-eased method is used to locate and estimate severity of damage in the test structure using experimental modal data which are adjusted by the frequency-correction formula. Here, local damage in beam-type structures is detected by using measured frequencies and analytical mode shapes.
기존 선로구조물의 대부분은 준공된 지 상당한 시일이 경과되어 노후화가 많이 진행된 상태이다. 특히 기존 철도교량 중 판형교는 상당수가 준공으로부터 40~60년 이상 경과된 노후교량이며 도상 없이 거더에 침목이 직결되어 있어서 차량의 주행하중이 교량에 직접 전달되므로 유도상 교량과 비교하여 교량에 가해지는 충격 및 소음이 클 뿐만 아니라 동적인 충격과 진동도 상대적으로 크다. 따라서 기존선 판형교에 대한 적절한 유지관리 및 보수, 보강기술의 개발이 매우 시급하다. 본 연구에서는 기존선 판형교의 성능개선과 소음, 진동 문제 해결을 위해 기개발된 레일매립궤도 시스템의 특징을 소개하고, 레일매립궤도의 진동 및 소음 저감 성능을 평가하기 위해 길이 5m 침목이 설치되어 있는 무도상 판형교와 레일매립궤도를 적용한 판형교를 제작하여 동일한 가진 조건에 따라 발생되는 진동응답을 측정하고 분석하였다. 또한 실험에서 얻은 진동응답 데이터를 음향해석 모델의 입력데이터로 사용하여 방사소음해석을 수행하였다. 실험 및 해석 결과 레일매립궤도를 적용한 판형교가 무도상 판형교 보다 진동에서는 15.0~18.8dB정도 감소하고 소음의 경우 평균 7.7dB(A)정도 감소하는 것으로 확인되었다.
ALFD방법은 연속합성판형교의 과재하중과 최대하중에 대한 강도검토에 있어서 실제적인 거동을 나타낼 수 있는 탄소성해석법이다. 주어진 하중으로 인한 최대 정, 부모멘트단면에서의 항복은 활하중이 통과한 후에 잔류하는 소성회전을 일으킨다. 또한 제조시의 잔류응력으로 인하여 이론적인 항복모멘트 이하에서도 소성변형을 일으킨다. 이러한 국부항복은 다음에 작용되는 과재하중하에서 탄성화되어 정의 자생모멘트를 유발한다. 본 연구에서는 지점과 최대 정모멘트 단면에서의 단위소성회전각으로 인한 자생모멘트를 공액보법과 3연모멘트법에 의하여 구하였고, 9개의 설계경간을 지점단면을 감소시켜가면서 본 연구에서 개발한 전산프로그램에 의하여 연속관계와 모멘트-비탄성회전각 실험곡선과 일치하는 자생모멘트를 구하였다. 또한 한국도로교시방서에 준하여 비조밀단면을 갖는 3경간 연속합성판형교의 평가를 수행하였다.
In the railway bridges, steel plate girder types are preferred due the high stability. Nevertheless, it has been pointed out that this type of bridge has problems such as, structural damages in the rail and girder seat, noise problem due to impact at the rail joint and excessive vibration. This vibration and/or deflection are mainly because insufficient stiffness of steel plate type of bridge. To resolve these problems, PC-Slab composite plate girder type which has simple process and economic cost, is proposed in this study. The static and dynamic experiment is performed by using the production of actual sized PC-Slab and abandoned steel plate girder. The object of this experiment is to verify the fact that girder stiffness increase and structural safety. The result of the experiment is used to analyze the effect of performance improvement of PC composite plate girder type. Using this method, economic rail maintainers, girder stiffness increase, and also speed/ride improvement even for existing rail could be expected by dynamic performance improvement. Additionally noise due to impact, deflection and vibration caused from long rails can be reduced.
교량의 여유도는 주부재의 손상시 하중을 지탱할 수 있는 능력으로서 거더 개수, 지간, 형고, 내부지점, 부부재 등의 다양한 인자가 영향을 미치게 된다. 그러나, AASHTO 및 국내 도로교설계기준과 같은 현행 규정에서는 교량의 여유도를 단지 주거더의 개수로만 정의하고 있고, 그 평가 방법 및 요구 수준은 아직 제시되지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 플레이트거더교를 대상으로 심각한 피로손상이 발생한 경우 주요 인자들을 고려하고 신뢰도 기법에 기반하여 교량의 여유도 평가 기법을 제안하였다. 또한, LRFD법 기반의 기준 교량에 대해 손상 시 내하력 해석과 신뢰성 해석을 수행하여 여유도의 요구 수준을 목표 시스템 신뢰도 지수 형태로 제안하였다. 마지막으로 현행 ASD법으로 설계된 단순 및 연속 플레이트거더교의 거더 수에 따른 여유도 수준을 평가 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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