• Smart Structures and Systems
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• 제30권6호
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• pp.661-671
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• 2022

Stayed cables are the key components for transmitting loads in cable-stayed bridges. Therefore, it is very important to evaluate the cable force condition to ensure bridge safety. An online condition assessment and anomaly localization method is proposed for cables based on the spatiotemporal correlation of grouped cable forces. First, an anomaly sensitive feature index is obtained based on the distribution characteristics of grouped cable forces. Second, an adaptive anomaly detection method based on the k-nearest neighbor rule is used to perform dissimilarity measurements on the extracted feature index, and such a method can effectively remove the interference of environment factors and vehicle loads on online condition assessment of the grouped cable forces. Furthermore, an online anomaly isolation and localization method for stay cables is established, and the complete decomposition contributions method is used to decompose the feature matrix of the grouped cable forces and build an anomaly isolation index. Finally, case studies were carried out to validate the proposed method using an in-service cable-stayed bridge equipped with a structural health monitoring system. The results show that the proposed approach is sensitive to the abnormal distribution of grouped cable forces and is robust to the influence of interference factors. In addition, the proposed approach can also localize the cables with abnormal cable forces online, which can be successfully applied to the field monitoring of cables for cable-stayed bridges.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1A호
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• pp.1-10
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• 2012

최근 해안, 도서, 산간지방 등의 개발로 장대교량의 수요가 증가되고 재료 및 설계 시공기술의 지속적 발전으로 인하여 현수교나 사장교 등 장지간을 가지는 교량의 건설이 증가하고 있다. 장대교량은 사장재 또는 주 케이블 및 행어로 주형을 지지하는 고차 부정정구조물로 다양한 형태의 설계가 가능하고 구조물의 외관이 뛰어나기 때문에 현재 많은 교량에 적용되고 있다. 케이블지지교량은 시공 중 그리고 공용상태에서 케이블의 장력을 지속적으로 측정함으로써 교량의 건전성을 파악할 수 있다. 케이블의 장력을 추정하는 기법으로 로드셀 및 유압잭 등을 이용하여 케이블의 응력을 직접 측정하는 방법과 케이블의 형상조건과 계측된 동적 특성을 활용하여 장력을 구하는 진동법이 많이 활용되고 있다. 본 연구에서는 디지털 영상처리를 이용한 행어케이블의 동특성 추정 방법을 제시하였으며 사용의 편의성과 경제성을 고려하여 원거리에 있는 행어케이블을 측정하기 위한 센서로 휴대용 디지털 캠코더를 사용하였다. 디지털 영상처리를 이용하는 방법은 digital image correlation(DIC) 기법을 사용하였으며 변형이 없는 이미지와 변형이 있는 이미지 사이의 기하학적인 왜곡을 보정하는 이미지 변환함수(ITF)를 사용하여 단위픽셀이하를 계산하였다. 또한 영상계측시스템의 흔들림을 추가적인 센서의 설치 없이 한 영상내의 고정된 물체를 이용하여 보정함으로써 행어케이블의 동적응답 및 모드별 고유진동수의 해상도를 향상시켰다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.1-11
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• 2006

이 논문에서는 에너지 소산장치가 장착된 사장교의 지진 취약도 해석 방법을 제시하고 에너지 소산장치의 장착 및 주탑-보강형 연결 조건에 따른 지진 취약도 변화를 살펴본다. 입력지반운동, 에너지 소산장치 특성값 및 사장교 강성 모형에 확률 변수를 도입하여 불확실성을 고려하고 에너지 소산장치의 비선형 이력거동을고려하여 시간이력 해석을 수행한다. 해석결과의 회귀분석을 통한 최대 응답과 입력지반운동 세기(intensity) 사이의 관계식으로부터 취약도 해석을 위한 소요 역량(demand)을 수립한다. 역량(capacity)에 해당하는 한계상태는 주탑 하부의 전단력, 보강형의 교축방향 변위, 케이블 장력의 변동량 그리고 강주탑의 좌굴이 고려된다. 해석 예제로서 강주탑 사장교인 제 2 진도대교 모형에 대하여 취약도 해석을 수행하였다. 취약도 해석결과 에너지 소산장치의 사용을 통하여 구속 또는 비구속 연결조건시 높은 손상확률을 보이던 한계상태에 대하여 그 손상확률을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.

• Wind and Structures
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• 제32권1호
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• pp.71-80
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• 2021

In steel cable bridges, the use of magnetorheological (MR) dampers between butt cables is constantly increasing to dampen vibrations caused by rain and wind. The biggest problem in the actual applications of those devices is to launch a kind of appropriate algorithm that can effectively and efficiently suppress the perturbation of the tie through basic calculations and optimal solutions. This article discusses the optimal evolutionary design based on a linear and quadratic regulator (hereafter LQR) to lessen the perturbation of the bridges with cables. The control numerical algorithms are expected to effectively and efficiently decrease the possible risks of the structural response in amplification owing to the feedback force in the direction of the MR attenuator. In addition, these numerical algorithms approximate those optimal linear quadratic regulator control forces through the corresponding damping and stiffness, which significantly lessens the work of calculating the significant and optimal control forces. Therefore, it has been shown that it plays an important and significant role in the practical application design of semiactive MR control power systems. In the present proposed novel evolutionary parallel distributed compensator scheme, the vibrational control problem with a simulated demonstration is used to evaluate the numerical algorithmic performance and effectiveness. The results show that these semiactive MR control numerical algorithms which are present proposed in the present paper has better performance than the optimal and the passive control, which is almost reaching the levels of linear quadratic regulator controls with minimal feedback requirements.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권2호
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• pp.197-211
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• 2018

The study presents the earthquake performance of the Bosphorus Bridge under multi-point earthquake excitation considering the spatially varying site-specific earthquake motions. The elaborate FE model of the bridge is firstly established depending on the new considerations of the used FEM software specifications, such as cable-sag effect, rigid link and gap elements. The modal analysis showed that singular modes of the deck and the tower were relatively effective in the dynamic behavior of the bridge due to higher total mass participation mass ratio of 80%. The parameters and requirements to be considered in simulation process are determined to generate the spatially varying site-specific ground motions. Total number of twelve simulated ground motions are defined for the multi-support earthquake analysis (Mp-sup). In order to easily implement multi-point earthquake excitation to the bridge, the practice-oriented procedure is summarized. The results demonstrated that the Mp-sup led to high increase in sectional forces of the critical components of the bridge, especially tower base section and tensile force of the main and back stay cables. A close relationship between the dynamic response and the behavior of the bridge under the Mp-sup was also obtained. Consequently, the outcomes from this study underscored the importance of the utilization of the multi-point earthquake analysis and the necessity of considering specifically generated earthquake motions for suspension bridges.