• Wind and Structures
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• 제16권3호
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• pp.249-261
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• 2013

Flexible stay cables on cable-stayed bridges are three-dimensional. They sag and flex in the complex wind environment, which is a different situation to ideal rigid cylinders in two-dimensional wind flow. Aerodynamic interference and the response characteristics of wake galloping of full-scale parallel cables are potentially different due to three-dimensional flows around cables. This study presents a comprehensive wind tunnel investigation of wake galloping of parallel stay cables using three-dimensional aeroelastic cable models. The wind tunnel study focuses on the large spacing instability range, addressing the effects of cable separation, wind yaw angle, and wind angle of attack on wake galloping response. To investigate the effectiveness of vibration suppression measures, wind tunnel studies on the transversely connected cable systems for two types of connections (flexibility and rigidity) at two positions (mid-span and quarter-span) were also conducted. This experimental study provides useful insights for better understanding the characteristics of wake galloping that will help in establishing a guideline for the wind-resistant design of the cable system on cable-stayed bridges.

• Wind and Structures
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• 제23권6호
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• pp.485-503
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• 2016

To investigate the nonlinear aerostatic stability of the Hutong cable-stayed rail-cum-road bridge with ultra-kilometer main span, a FEM bridge model is established. The tri-component wind loads and geometric nonlinearity are taken into consideration and discussed for the influence of nonlinear parameters and factors on bridge resistant capacity of aerostatic instability. The results show that the effect of initial wind attack-angle is significant for the aerostatic stability analysis of the bridge. The geometric nonlinearities of the bridge are of considerable importance in the analysis, especially the effect of cable sag. The instable mechanism of the Hutong Bridge with a steel truss girder is the spatial combination of vertical bending and torsion with large lateral bending displacement. The design wind velocity is much lower than the static instability wind velocity, and the structural aerostatic resistance capacity can meet the requirement.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.1-7
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• 2007

본 연구에서는 케이블구조의 초기형상해석을 위한 새로운 탄성포물선 케이블요소(elastic parabolic cable element)를 제시한다. 이를 위하여 먼저 탄성현수선 케이블요소(elastic catenary cable element)에 대한 적합조건과 접선강도행렬 유도과정을 간략히 한다. 이를 토대로 장력이 충분히 도입되어 자중에 의한 처짐 형상이 포물선에 가깝다는 가정 하에서 무응력길이를 포함하는 탄성포물선 케이블요소의 비선형 힘-변형관계식과 접선강도행렬을 유도한다. 또한 현(chord) 방향으로 두 케이블요소의 등가 장력식을 정의한다. 본 요소의 정확성을 확인하기 위하여, 탄성현수선과 탄성포물선 케이블요소를 각각 적용하여 고정하중을 받는 사장교의 초기형상해석을 수행하고 무응력길이, 등가장력, 그리고 최대장력 결과를 비교, 분석한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권5A호
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• pp.361-367
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• 2011

케이블구조의 기하학적 비선형해석을 위한 탄성포물선 케이블요소를 제시한다. 이를 위하여 먼저 탄성현수선 케이블요소에 대한 적합조건과 접선강도행렬 유도과정을 간략히 요약한다. 이를 토대로 장력이 충분히 도입되어 자중에 의한 처짐 형상이 포물선에 가깝다는 가정 하에서 무응력길이를 포함하는 탄성포물선 케이블요소의 비선형 힘-변형관계식과 접선강도행렬을 유도한다. 또한 현(chord) 방향으로 두 케이블요소의 등가 공칭장력식을 정의한다. 탄성포물선 케이블요소의 수치적인 정확성을 확인하기 위하여, 경사진 케이블을 한 개의 탄성현수선과 탄성포물선 케이블요소로 각각 모델링하여 매개변수 해석을 수행하고 비교, 분석한 결과를 제시한다. 제시된 탄성포물선요소는 충분한 정확도를 가지고 케이블지지 구조물의 초기치해석 및 기하비선형해석에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 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.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권4호
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• pp.595-614
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• 2016

By taking the Runyang Highway Bridge over the Yangtze River with 1490 m main span as example, structural response of the bridge under the horizontal and vertical seismic excitations is investigated by the response spectrum and time-history analysis of MIDAS/Civil software respectively, the seismic behavior and the influence of structural nonlinearity on the seismic response of the bridge are revealed. Considering the aspect of seismic performance, the suitability of employing the suspension bridge in super long-span bridges is investigated as compared to the cable-stayed bridge and cable-stayed-suspension hybrid bridge with the similar main span. Furthermore, the effects of structural parameters including the span arrangement, the cable sag to span ratio, the side to main span ratio, the girder height, the central buckle and the girder support system etc on the seismic performance of the bridge are investigated by the seismic response spectrum analysis, and the favorable earthquake-resistant structural system of suspension bridges is also discussed.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.21-32
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• 2017

The objective of this study is to analysis the mechanical characteristics on the geometric nonlinear behavior of radial cable roof systems for long span retractable cable roof structures. The retractable roof is designed as a full control system to overcome extreme outdoor environments such as extreme hot or cold weather, strong wind or sunlight, and the cable roof greatly can reduce roof weight compared to other rigid structural system. A retractable cable roof system is a type of structures in which the part of entire roof can be opened and closed. The radial cable roof is an effective structural system for large span retractable roofs, the outer perimeter of the roof is a fixed membrane roof and the middle part is a roof that can be opened and closed. The double arrangement cables of a radial cable truss roof system with reverse curvature works more effectively as a load bearing cables, the cable system can carry vertical load in up and downward direction. In this paper, to analyze the mechanical characteristics of a radial cable roof system with central posts, the authors will investigate the tensile forces of bearing cables, stabilized cables, ring cables, and the deflection of roof according to the height of the post or hub that affects the sag ratio of cable truss. The tensile forces of the cables and the deflection of the roof are compared for the cases when the retractable roof is closed and opened.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.13-27
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• 2011

본 연구에서는 기하학적 비선형 해석을 통해 완성계 사장교의 주요한 좌굴 거동 특성을 규명하였다. 본 해석 연구에서는 케이블의 자중에 의한 새그효과, 주탑 및 거더의 보-기둥 효과, 그리고 대변위 효과 등의 주요한 기하학적 비선형성이 직접적인 비선형 해석을 통해 고려되었다. 주탑과 거더는 비선형 프레임 요소로 모델링 되었고, 케이블은 비선형 등가 트러스 요소로 모델링 되었다. 차량하중으로 가정된 활하중이 고려되었는데, 활하중 해석 전에 고정하중을 합리적으로 고려하기 위해 초기 형상 해석이 수행되었다. 작용하는 활하중 형태에 따른 주요한 비선형 반응을 케이블 배치 형식에 따라 비교 하였고, 이 후 좌굴 안정성에 큰 영향을 미치는 활하중 형태에 대해 케이블의 배치 형식, 주탑과 거더 간 강성비, 케이블의 단면적, 케이블의 단수 등의 기하학적 특성이 좌굴 모드 및 임계 하중 계수의 변화에 미치는 영향을 규명하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제15권4호
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• pp.114-123
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• 2012

본 연구는 국내에 시공이 완료되어 공용중인 해안 구조물 중 현수교를 대상으로 그 기하형상을 결정하고, 이를 이용하여 공용 이후의 대상 현수교의 변위를 결정함으로써, 케이블 교량의 안정성을 평가하는데 그 목적을 둔다. 이를 위해 공용 이후 시기별 주경간의 길이, sag, sag 비, 그리고 주탑의 변위를 산정하였다. 이는 대상 현수교 주탑의 거동에 따른 단계별 관리기준과 비교해 볼 때, 대상 현수교가 유지관리기준 범위 내에서 안정적으로 거동하고 있음을 알 수 있었다. 이상과 같이 현수교의 거동을 정확히 파악하기 위해서는 그 기하형상의 결정이 우선시된다. 따라서 공용기간 및 교통량의 증가에 따른 주기적인 실측형상모델의 결정이 필요하며, 이는 현수교 유지관리에 있어서 그 안정성 확보에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2000년도 학술대회지
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• pp.239-253
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• 2000

영종대교는 2000년대 수도권 항공수요에 대비하여 영종도와 용유도 일원의 간석지에 건설되어, 인천국제공항과 인천 경서동을 연결하는 총연장 4,420m의 해상교량으로 현수교 3경간(550m), Truss교 18경간 (2,250m), 강상형교 27경간(1.620m)로 구성되어 있다. 영종대교는 10개 차선, 철도 2개 차선의 교량으로 건설된다. 교량이 건설되는 해역은 10,000ton급 선박의 통행이 가능하도록 교하공간 35m의 현수교를 계획 하였으며 경제성을 고려하여 Cable을 보강형에 정착시켰다. 미관을 고려한 경간 분할에 따른 교량의 부상을 방지하기 위하여 단부교각에 Link 구조를 설치하고 접속교를 Counterweight로 이용하였으며 Cable 장력이 저감되도록 Sag비를 1/5(=f/1)로 설정하였다.