• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.112-121
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• 2020

최근 재료 및 시공 기술의 지속적인 발전으로 인하여 장대교량의 건설이 증가하고 있다. 특히 케이블을 이용한 장대교량에서는 시공 중, 그리고 공용상태에서 케이블의 장력을 측정하여 교량의 안전성을 지속적으로 감시하는 것이 중요하다. 케이블 장력을 측정하기 위한 다양한 방법이 있으며, 그중에서도 케이블의 형상조건과 고유진동수를 이용하여 장력을 산정하는 진동법은 로드셀 등을 이용하여 케이블의 응력을 측정하는 직접법에 비해 경제적이며 편리하므로 현재 널리 활용되고 있다. 본 연구에서는 영상신호를 이용하여 케이블의 응답을 측정하기 위해 영상처리기법을 적용하였으며 사용의 편의성과 경제성을 고려하여 상업용 디지털 캠코더를 사용하였다. 모드별 고유진동수들을 변수로 하여 원거리에 위치한 행어케이블의 장력을 추정할 수 있는 역해석 방법의 타당성을 검증하기 위하여 공용중인 현수교에서 상시진동실험을 수행하였다. 그리고 각 행어케이블의 해석모델을 통해서 계산된 모드별 고유진동수와 계측된 모드별 고유진동수의 차이를 이용하여 역해석하여 추정된 장력을 진동법에 의해 산정된 장력과 비교하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제8권1호
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• pp.27-38
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• 1999

Cables are used in many applications such as cable-stayed bridges, suspension bridges, transmission lines, telephone lines, etc. Generally, the linear relationship is inadequate to present the behavior of cable structure. In finite element analysis, cables have always been modeled as truss elements. For these types of model, the nonlinear behavior of cables has been always ignored. In order to investigate the importance of the nonlinear effect on the structural system, the effect of cable stiffness has been studied. The nonlinear behavior of cable is due to its sag. Therefore, the cable pretension provides a large portion of the inherent stiffness. Since a cable-stayed bridge has numerous degrees of freedom, analytical methods at present are not convenient to solve this type of structures but numerical methods may be feasible. It is necessary to provide a different and more representative analytical model in order to present the effect of cable stiffness on cable-stayed bridges in numerical analysis. The characteristics of cable deformation have also been well addressed. A formulation of modified modulus of elasticity has been proposed using a numerical parametric study. In order to investigate realistic bridges, a cable-stayed bridge having the geometry similar to that of Quincy Bayview Bridge is considered. The numerical results indicate that the characteristics of the cable stiffness are strongly nonlinear. It also significantly affects the structural behaviors of cable-stayed bridge systems.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.2474-2480
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• 2013

스트레스 리본 보도교는 특정한 새그을 갖는 지지 케이블에 교량 길이에 비하여 단면 두께가 아주 작은 Deck을 설치하고 프리스트레스를 도입함으로써 발생되는 긴장된 바닥판의 축력으로 외력의 대부분을 저항하는 구조물이다. 일반 구조물 설계와 달리 스트레스 리본 보도교의 설계는 Deck 단면의 가정 이외에도 지지 및 긴장 케이블량과 긴장 케이블 긴장력을 가정하여야 하기 때문에 보다 많은 반복과정이 발생한다. 본 논문에서는 이러한 반복과정을 최소한으로 줄이고자 지지 및 긴장 케이블량과 긴장력을 합리적으로 가정할 수 있는 회귀분석식이 새그비 1/30, 1/40, 그리고 1/50를 갖는 교량길이 80m에 대하여 제안되었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2006년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.283-290
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• 2006

Cable-stayed bridge is a bridge that consists of one or more pylons, with cables supporting the deck. Cable-stayed bridges have come into wide use recently because of their economy, stability, and excellent appearance. It is possible to achieve a uniform moment distribution in the stiffening girders mainly by prestressing the cables, which leads to a more economical design in material and weight than other types of bridges. However, to achieve a more uniform moment distribution is vague objective, so it cannot be easily defined as the optimization problem. In other words, the minimization of cost or weight as the objective is not directly related to the optimization of cable prestressing. Therefore, it has been considered as one of the most important, difficult and also interesting topics among many researchers and bridge engineers to determine the optimal tensioning strategy how to apply prestressing forces of the cables of cable-stayed bridge. A number of approaches (Wang et al. 1993, $Negr\~{a}o\;and\;Sim\~{o}es$ 1997, Agrawal 1997, Janjic et al. 2003) to determine the optimal cable tensions have been proposed in the literature. Among these approaches the unit load method (Janjic et al. 2003) is considered in this paper because it can take into account the actual construction process while other approaches are based on the configuration of the final structure only. In this paper, '2-step approach' based on the unit load method is proposed to find the optimal tensioning strategy especially for the atypical asymmetric bridge under construction, which has continuous deck supported by one pylon and stay cables. Some numerical results will be given to show the validity of the new approach suggested in this paper.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.830-834
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• 2013

This study presents a method to monitor cable force of a long-span cable-stayed bridge using a smart piezoelectric sensor system. The following approaches are implemented in order to achieve the objective. Firstly, the method to utilize piezoelectric materials for the health monitoring of stay cables is presented. For strain measurement of a stay cable, a PZT-embedded smart skin is designed to overcome the difficulties of bonding PZT sensors directly on stay cables. Secondly, a piezoelectric strain monitoring system for stay cables is designed. For the operation of the sensor board, the Imote2 sensor platform is used to provide the computation, wireless communication and power supply units. The feasibility of the proposed monitoring system is then evaluated on a full-scale cable of a cable-stayed bridge.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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• pp.424-429
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• 2003

As a critical member of cable-stayed bridges, stay cables play an important role of supporting the entire structure. Traffic, wind or rain-wind induced vibrations of stay cables would be a major cause of degrading both safety and serviceability of the bridge. One of the effective alternatives to solve this problem is to employ the cable dampers. In order to design the cable damper optimally. it is necessary to exactly estimate the dynamic characteristics of the existing cables. Therefore, in this study, a cable exciting system (exciter) controlled digitally was developed. And to evaluate the performance of the cable exciter developed, a solution of the differential equation of cable motion considering the exciter was derived. Using the cable exciter. sine sweeping and resonance tests on a cable model were carried out to obtain the dynamic characteristics effectively.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제30권1호
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• pp.37-66
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• 2008

This paper focuses on the nonlinear vibrations of stay cables and evaluates the dynamic characteristics of stay cables by using the nonlinear enhanced MECS approach and the approximate approach. The nonlinear enhanced MECS approach is that both the girder-tower vibrations and the cable vibrations including parametric cable vibrations are simultaneously considered in the numerical analysis of cable-stayed bridges. Cable finite element method is used to simulate the responses including the parametric vibrations of stay cables. The approximate approach is based on the assumption that cable vibrations have a small effect on girder-tower vibrations, and analyzes the local cable vibrations after obtaining the girder-tower responses. Under the periodic excitations or the moderate ground motion, the differences of the responses of stay cables between these two approaches are evaluated in detail. The effect of cable vibrations on the girder and towers are also discussed. As a result, the dynamic characteristics of the parametric vibrations in stay cables can be evaluated by using the approximate approach or the nonlinear enhanced MECS approach. Since the different axial force fluctuant of stay cables in both ends of one girder causes the difference response values between two approach, it had better use the nonlinear enhanced MECS approach to perform the dynamic analyses of cable-stayed bridges.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.249-257
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• 2017

최근 당진-평택시에 위치한 서해대교에서 낙뢰로 인한 케이블 단선사고가 발생하였다. 이것은 자연발생 사고로 결론이 났지만 케이블교량의 단선으로 인하여 안전문제를 재검토하는 과정이 매우 중요한 일임을 상기하게 된 사건이다. 즉, 케이블 교량에서 케이블의 역할은 구조물의 안전에 지대한 영향을 미치며 이로 인해 전체구조체계에 대한 영향을 파악할 필요가 대두 되었다. 케이블 교량은 주 탑을 세우고 바닥판을 케이블로 지지하는 경제적 교량으로 케이블의 영향은 주 부재로써 전 교량시스템의 안전에 영향이 큰 부재이다. 사장교에서 케이블은 케이블의 장력이 변할 때 발생하는 사하중으로 인한 처짐의 변화 때문에 비선형 성을 가진다. 동적해석은 변형 된 사하중 접선강도행렬을 사용하여 되며 새로운 개념은 전체 교량에 대한 케이블 진동 (면내 및 스윙 모두)의 효과를 연구하기 위해 케이블을 여러 요소로 분할하였다. 이 연구의 결과는 전반적인 교량 역학에 케이블 진동의 중요성을 보여준다.

• 한국해양공학회지
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• 제23권3호
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• pp.59-64
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• 2009

Bridge types such as the suspension bridges and the cable stayed bridges maintained by cables present the dangerous possibility of a ship running through the bottom of the bridge. Due to hangers and main cables in the upper structural system, the bridge is also susceptible to disasters. However, these cable bridges are usually used for long span bridges over the sea. This structure is relatively more exposed to disasters, such as wind, hail, and earthquake, than other structures. This structure also has the potential to cause car accidents on account of the poor visibility due to foggy conditions. If a fire breaks out because of a car accident due to wind, a car explosion will likely occur.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.147-160
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• 2007

사장교 가설 시 태풍에도 내풍안정성을 확보할 수 있도록 내풍케이블 가설공법에 대한 심도 있는 실험을 수행하였다. 주경간이 각각 475m, 230m인 강합성 사장교에 대하여 가설단계별로 내풍케이블의 배치를 다양하게 적용하여 동적 풍하중이 가설 중 사장교에 미치는 영향을 전교모형실험을 통해 검토하였으며 이를 위해 풍속 별로 캔틸레버 단부의 정적 및 동적 변위, 주탑상부의 가속도 그리고 주탑 하단부의 교축방향 휨모멘트를 산정하였다. 연구 결과 캔틸레버 당 두 세트의 수직 내풍케이블이 가장 효과적인 제진대책임을 알 수 있었다. 캔틸레버 한 쪽 길이가 약 105m인 경우 한 세트의 수직 내풍케이블도 상당한 제진효과를 발휘하였으며 캔틸레버 길이가 200m 이상의 경우 수직케이블과 우물통 경사케이블이 조합된 경우와 캔틸레버 당 두 세트의 경사 내풍케이블도 좋은 제진방안으로 판단된다. 우물통 상단에 연결되는 경사케이블은 캔틸레버 단부 부근에 설치된 경우에만 어느 정도 제진효과가 나타났다.