• 제목/요약/키워드: steel box girder

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단경간 2련 강박스 거더 곡선교의 사각에 따른 부반력 특성 (Negative Support Reactions of the Single Span Twin-Steel Box Girder Curved Bridges with Skew Angles)

  • 박창민;이형준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.34-43
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    • 2012
  • 도로의 진출입로나 인터체인지에 널이 적용되고 있는 곡선교는 곡선반경, 사각 및 받침 간격 등에 따라 직선교보다 복잡한 거동을 나타낸다. 특히 상부구조물의 휨과 비틀림에 의해 솟음현상이 발생할 수 있고, 예각부 받침에는 부반력이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 곡선교에서 교량의 곡선반경, 받침간격 및 사각이 부반력에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 이를 위해 RAMP에 적용 가능한 지간(L)이 50m인 단경간의 강박스거더 곡선교를 대상으로 3차원 격자구조 모델을 이용하여 해석적인 방법으로 지점반력을 산출하였다. 부반력은 교량의 평면형상, 구조계의 형성, 받침의 조건 등에 의해 그 크기가 결정 되므로 매개변수는 곡선반경, 사각 및 받침간격으로 하였으며, 도로교설계기준에 제시된 하중조합에 의해 발생되는 반력의 크기를 계산하였다. 수치해석한 결과에 의하면 부반력은 곡선반경, 받침간격 및 사각이 작을수록 크게 발생하는 것으로 나타났으며, 사각 $60^{\circ}$ 일때 곡선반경 250m 이하에서는 받침간격에 관계없이 항상 부반력이 발생하였고, 사각 $75^{\circ}$일 때 곡선반경 180m에서는 ${\theta}/B$가 0.27 이하, 곡선반경 250m에서는 ${\theta}/B$가 0.32 이하에서 부반력이 발생하지 않았으며, 사각 $90^{\circ}$ 일 때 곡선반경 130m에서는 ${\theta}/B$가 0.38 이하 일 때와 곡선반경이 180m 이상일 때 부반력이 발생하지 않았다. 이상의 결과로부터 설계변수인 곡선반경, 받침간격 및 사각이 곡선교에서 부반력 발생과 밀접한 관계가 있음을 확인하였고, 곡선교의 설계시 설계변수들의 상호관계를 적절히 설정하면 부반력이 발생하지 않는 구조계로 설계가 가능함을 알 수 있었다.

TMD를 이용한 기존 보도교의 효율적 진동제어 (Effective Vibration Control of Existing Footbridge Using Tuned Mass Damper)

  • 최석정;유문식;안상구;박찬희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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    • pp.263-269
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    • 2003
  • This paper describes the vibration control using a tuned mass damper(TMD) for the existing footbridge. The footbridge connecting driveway to the Stadium is the simple steel box-girder bridge with the main span length of 44.6m. This footbridge has light weight(=25.3kN/m) and pedestrians walking on the footbridge were found to induce resonance at the fundamental mode of the structure, resulting in unacceptable accelerations in it. Taking into account economical and constructional benefits, TMD was designed to damp the vibrations of the modes next to the natural frequency caused by a pedestrian, with a limitation criteria of vertical amplitude. A set of two 500kgf vertical TMDs was manufactured by KR and installed into the railings next to the central section of this footbridge. The installation of TMDs reduced the peak acceleration in the meeting box to less than 90%. It is hoped that the study will present bridge engineers with a measure of retrofitting footbridges to make them more friendly to users.

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플레이트 거더교 지점부의 좌굴발생 원인분석 및 보강방안 수립 (Analysis of Buckling Causes and Establishment of Reinforcement Method for Support of Plate Girder Bridge)

  • 옥재호;임성순
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권11호
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    • pp.520-526
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    • 2019
  • 플레이트 거더교에서 I형은 매우 경제적인 단면으로 넓게 적용되고 있으며 지금까지 복합적층의 패널, 폐단면 리브로 보강된 곡판, 새로운 형태의 리브, 새로운 형식의 강박스거더 압축플랜지 개발 등의 좌굴거동에 대한 연구가 활발히 진행되었다. 하지만 이는 I형 거더의 복부판에서 발생한 국부좌굴의 원인을 정확하게 분석하는데 한계가 있었다. 따라서 본 논문에서는 실제 적용된 I형 거더의 복부판이 도로교설계기준에서 제시하는 최소두께 기준의 만족여부와 보강전과 후에 대하여 유한요소해석 프로그램 LUSAS 17.0을 사용하여 모델링하고 고정하중과 활하중에 대한 선형탄성 좌굴 해석을 수행 후 좌굴발생의 원인을 분석하였다. 보강 전은 1mode의 고유치(λ1) 값이 0.7025로 임계좌굴하중이 작용하중보다 작아 좌굴이 발생하였지만 보강 후는 거더 지점부의 복부판에 수직 및 수평보강재를 추가함에 따라 여기에 Nodal line이 형성되고 좌굴에 대한 저항강도가 증가하여 1mode의 고유치(λ1) 값이 1.5272로 좌굴하중에 대한 안정성을 확보한 것으로 분석되었다. 또한 지점부의 좌굴 흔적을 개선하기 위해 복부판의 일부에 덧댐판을 추가한 보강방안에 대한 좌굴해석 결과 1mode의 좌굴이 복부판의 지점부가 아닌 중앙부에서 발생하였고 고유치(λ1)값이 3.5299로 보강 후보다 2배 이상 커서 향후 지점부의 복부판 보강방안으로는 효과적일 것으로 기대된다.

단순보 모드형상을 이용하여 변형률 신호에서 동적변위 응답 추정 (Estimation of Dynamic Displacements from Strain Signal using Mode Shapesof Simply Supported Beam)

  • 신수봉;이선웅;한아름샘;김현수;김희동
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.326-331
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    • 2009
  • An algorithm is proposed for computing dynamic displacements of a bridge using FBG sensors. An existing algorithm for estimating dynamic displacements of a simply supported beam through mode superposition is extended and applied to various types of bridges with bending and torsional modes. The proposed algorithm is examined through field tests on a suspension span steel deck plate box girder bridge. Guidelines are provided for determining the number of modes and the number of strain gages to be used.

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슬래브의 인장강도를 고려한 복부 파형강판 PSC 박스거더의 비틀림 거동 분석 (Analysis on Torsional Behavior of PSC Box Girder with Corrugated Steel Web Considering Tensile Strength of Slab)

  • 고희중;김현수;이학은
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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    • pp.41.1-41.1
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    • 2010
  • 복부 파형강판 PSC 박스거더는 상부와 하부에 콘크리트 슬래브를 갖고 있으며, 복부에만 강판이 사용되는 특수한 형태의 교량이다. 해당 형식의 비틀림 거동을 이해하기 위해서는 상, 하부 콘크리트의 비틀림 거동에 대해 먼저 분석한 후, 비틀림에 의한 전단변형률이 거더 단면의 모든 구간에서 동일하다는 적합조건을 이용하여 복부의 비틀림 거동을 이해해야 한다. 기존의 복부 파형강판을 갖는 PSC 박스거더에 대한 연구는 전단거동(Easley, 1969; Elgaaly et al., 1996; 문지호 외, 2004; 이종원 외, 2005) 및 휨 거동(Elgaaly et al., 1997; Abbas et al., 2006, 2007; 문지호 외 2008)에 대하여 수행되어 왔으며, 이러한 연구들은 파형강판 자체에 국한되는 경향이 있다. 특히나 전체 복합거더의 비틀림 거동에 대한 연구는 크게 부족한 상황이며, 기존의 연구(Mo et al., 2000)는 균열 발생 이후의 비틀림 거동에 대해서만 수행되었고, 슬래브가 갖는 인장 강도를 무시하였다. 본 연구에서는 콘크리트의 비틀림 발생 이전과 이후를 모두 예측할 수 있는 방법을 제안하였고, 이를 토대로 시행오차법이 적용된 해석 알고리즘을 제작하였으며, 유한요소해석을 통하여 검증하였다.

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Probabilistic condition assessment of structures by multiple FE model identification considering measured data uncertainty

  • Kim, Hyun-Joong;Koh, Hyun-Moo
    • Smart Structures and Systems
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    • 제15권3호
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    • pp.751-767
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    • 2015
  • A new procedure is proposed for assessing probabilistic condition of structures considering effect of measured data uncertainty. In this procedure, multiple Finite Element (FE) models are identified by using weighting vectors that represent the uncertainty conditions of measured data. The distribution of structural parameters is analysed using a Principal Component Analysis (PCA) in relation to uncertainty conditions, and the identified models are classified into groups according to their similarity by using a K-means method. The condition of a structure is then assessed probabilistically using FE models in the classified groups, each of which represents specific uncertainty condition of measured data. Yeondae bridge, a steel-box girder expressway bridge in Korea, is used as an illustrative example. Probabilistic condition of the bridge is evaluated by the distribution of load rating factors obtained using multiple FE models. The numerical example shows that the proposed method can quantify uncertainty of measured data and subsequently evaluate efficiently the probabilistic condition of bridges.

구조물 최적설계를 위한 메타휴리스틱 알고리즘의 비교 연구 (An Comparative Study of Metaheuristic Algorithms for the Optimum Design of Structures)

  • 류연선;조현만
    • 수산해양교육연구
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    • 제29권2호
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    • pp.544-551
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    • 2017
  • Metaheuristic algorithms are efficient techniques for a class of mathematical optimization problems without having to deeply adapt to the inherent nature of each problem. They are very useful for structural design optimization in which the cost of gradient computation can be very expensive. Among them, the characteristics of simulated annealing and genetic algorithms are briefly discussed. In Metropolis genetic algorithm, favorable features of Metropolis criterion in simulated annealing are incorporated in the reproduction operations of simple genetic algorithm. Numerical examples of structural design optimization are presented. The example structures are truss, breakwater and steel box girder bridge. From the theoretical evaluation and numerical experience, performance and applicability of metaheuristic algorithms for structural design optimization are discussed.

곡선 교량과 AGT 차량의 상호작용에 의한 동적 응답 해석 (Dynamic Response Analysis of Curved Bridge-AGT Vehicle Interaction System)

  • 이안호;송재필;김기봉
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2002년도 추계학술대회 논문집(I)
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    • pp.721-726
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    • 2002
  • The topic on today is dynamic response analysis of curved bridge-AGT(Automated Guide-way Transit) vehicle interaction system. Rubber wheel type AGT vehicle is adopted in this study, and the vehicle is idealized as three dimensional eleven DOF model. Three types of composited steel box girder bridges are modelized with F.E. method. And three types of artificially generated surface roughnesses are adopted for analysis. The dynamic equations of curved bridge, AGT vehicle and surface roughness are derived by using Lagrange's equation of motion. And the equations are solved by Newmark-${\beta}$ method. As a result, The dynamic increasement factor is inverse proportional to radius curvature.

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On wind resistant properties of Tiger Gate suspension bridge

  • Xiang, H.F.;Chen, A.R.;Song, J.Z.
    • Wind and Structures
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    • 제1권1호
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    • pp.67-75
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    • 1998
  • Tiger Gate Bridge, a steel suspension bridge with a main span of 888 m and a stiffening box girder, is located at the Pearl River Estuary, Guangdong Province, one of the typhoon-prone area in China. Focusing on the developing of the full aeroelastic model of the bridge and simulation of the wind field of the bridge site in a large boundary wind tunnel at Tongji University, Shanghai, China, some main results about the wind resistant properties of the bridge including aerodynamic instability, buffeting responses both being in operation and erection stages by using of a full aeroelastic model wind tunnel testing are introduced. Some of analytical approaches to those aerodynamic behaviours are also presented, and compared with experimental data of the testing.

고속전철교량의 동적 거동에 미치는 감쇠와 교좌장치의 영향 (The Effects of Bearings and Damping on the Dynamic Behavior of bridge for KHSR)

  • 곽종원;김병석;김영진;강재윤
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.17-23
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    • 1998
  • The objective of this study is to investigate the dynamic behaviors of KHSR(Korea High-Speed Railway) bridge supported by elastomeric bearings subjected to high-speed vehicles. The effects of damping on the dynamic behaviors are also studied. The train composed of two power cars, two motor cars and eighteen passenger cars are simulated using constant moving forces for simplicity and effectiveness in the analysis. Direct integration method are used to solve the dynamic equation of motion. The bridge analyzed is real bridge with 2@40m span and concrete continuos box girder. The bridge is model led using frame element in three dimensional space. From the results of this study, the effects of elastomeric bearing on the dynamic responses of bridge(especially vertical accelerations) may cause undesirable behaviors. Damping are very important in the dynamic behaviors of the bridge subjected to high-speed railways. And so, dynamic analysis of steel bridge for high-speed railway supported by elastomeric bearings should be performed carefully.

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