• 제목/요약/키워드: vehicle-bridge dynamic interaction analysis

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진동제어장치를 이용한 고속열차-강아치교의 수직진동제어 (Vertical Vibration Control of High Speed Train-Steel Arch Bridge using Vibration Control Device)

  • 고현무;강수창;유상희;옥승용;추진교
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2003년도 추계 학술발표회논문집
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    • pp.360-367
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    • 2003
  • This paper presents passive vibration control method to suppress train-induced vibration on a long-span steel arch bridge. According to the train load frequency analysis, undesirable resonance of a bridge will occur when the impact frequency of the train axles are close to the modal frequencies of the bridge. Because the first mode shape of the long-span steel arch bridge may take anti-symmetric shape along the bridge direction, however, the optimal control configuration for resonance suppression should be considered carefully In this study, bridge-vehicle element is used to estimate the bridge-train interaction precisely. From the numerical simulation of a loom steel arch bridge under TGV-K train loading, dynamic magnification influences are evaluated according to vehicle moving speed and efficient control system with passive dampers are presented in order to diminish the vertical displacement and vertical acceleration.

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곡선교의 받침특성에 따른 주행차량하중분배 특성분석 (Analysis of Moving Vehicle Load Distribution of Curved Steel Box Girder Bridges considering Various Support Conditions)

  • 김상효;이용선;조광일
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.711-720
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    • 2002
  • 본 연구에서는 곡선교에서 주행차량에 의한 동적 응답을 보다 정밀하게 구현할 수 있는 3차원 해석 모형을 개발하였다. 원심력에 의한 차량의 롤링운동에 따른 차량의 쏠림현상을 구현하여 곡선교의 대표적인 응답특성인 편경사와 곡률반경에 따른 동적응답과 받침의 변화에 따른 동적 응답 특성을 규명하였으며, 2가지 지점조건에 대하여 주행차량에 의한 곡선교의 동적 특성을 비교 분석하였다. 또한 이와 함께 곡선교에서 어떤 파라미터가 하중 분배에 가장 효율적인가를 비교 분석하였다. 동적해석결과 받침이 외측에 배치된 경우가 중앙에 배치된 경우보다 더 유리하게 분석되었으며, 여러 가지 조건에 따라 하중분배 특성이 다르게 나타남을 알 수 있었다.

동적해석에 의한 강판형교의 동적응답 (Dynamic Response of Steel Plate Girder Bridges by Numerical Dynamic Analysis)

  • 정태주;신동구;박영석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1A호
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    • pp.39-49
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    • 2008
  • 본 연구에서는 교량의 노면조도 및 교량과 차량 사이의 상호작용을 고려한 수치해석방법을 사용하여 여러 매개변수에 대한 강판형교의 동적응답을 연구하였다. 대상교량은 건설교통부에서 제정한 "도로교 상부구조 표준도"에 수록되어 있는 지간이 20 m, 30 m와 40 m인 단순 강판형교를 사용하고, 여러 종류의 도로에 대하여 생성시킨 노면조도를 사용하였다. 차량은 2축과 3축 덤프트럭 및 5축 트랙터-트레일러인 표준트럭(DB-24)을 3차원으로 모델링하고, 교량은 주형을 보요소로, 콘크리트 바닥판은 쉘요소로 이상화시켰으며 주형과 콘크리트 바닥판 사이는 Rigid Link를 사용하여 3차원으로 모델링하였다. 이와 같은 차량 및 노면조도를 사용하여 강판형교의 지간별, 통행 차종별 및 노면조도별 충격계수와 DLA를 구하고 각국의 설계기준과 비교 검토하였다.

유비쿼터스 기술을 위한 고속철도상 Pre-Stressed Concrete(PSC) 교량받침의 누적수평이동거리에 관한 수치해석 (Numerical Analysis of Accumulated Sliding Distance of Pre-Stressed Concrete (PSC) Bridge Bearing for High-Speed Railway for Ubiquitous Technology)

  • 오순택;이동준;이홍주;정신효
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.9-18
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    • 2015
  • Numerical analysis of PSC box bridge bearings for high speed KTX train vehicles has been carried out as a virtual simulation for Ubiquitous Technology. Improved numerical models of bridge, vehicle and interaction between bridge and train are considered, where bending and torsional modes are provided, whereas the exist UIC code is applied by the simplified HL loading. Dynamic and static analysed results are compared to get Dynamic Amplification Factors (D. A. F.) for maximum deflections and bending stresses up to running speed of 500 km/h. Equation from the regression analysis for the D. A. F. is presented. Sliding distance of the bearings for various KTX running speeds is compared with maximum and accumulated distances by the dynamic behaviors of PSC box bridge. Dynamic and static simulated sliding distances of the bearings according to the KTX running speed are proved as a major parameter in spite of the specifications of AASHTO and EN1337-2 focused on the distance by temperature variations.

교량/토공 접속구간 보강레일의 최적설계 (Optimal Design of Reinforced Rail over Connection Section of Bridge and Embankment)

  • 양신추;강윤석;김은
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.256-263
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    • 2002
  • This paper deal with optimal design of reinforced track as a track reinforcing method for transition area of track support stiffness in transition area between bridge and earthwork. When vehicle passes through transition area, dynamic properties between vehicle and track are studied by the analysis of vehicle-train interaction for the each case when reinforced tracks are used or not. furthermore, optimum decision of type and length of track are made based on the performance adapting variable parameters : support stiffness of track for bridge and earthwork, heading direction of vehicle and type and length of track.

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KL-510 하중에 의한 강판형교의 동적응답 (Dynamic Response of Steel Plate Girder Bridges by the KL-510 Load)

  • 정태주
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.50-60
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    • 2013
  • 본 연구에서는 교량의 노면조도 및 교량과 차량 사이의 상호작용을 고려한 수치해석방법을 사용하여 도로교설계기준에 규정된 표준트럭 하중인 KL-510에 의한 강판형교의 동적응답을 연구하였다. 대상교량은 건설부에서 제정한 "도로교 상부구조 표준도"에 수록되어 있는 지간이 20m, 30m와 40m인 단순 강판형교를 사용하고. "보통의 도로"에 대하여 생성시킨 10개의 노면조도를 사용하였다. 차량은 5축 트랙터-트레일러인 표준트럭하중 KL-510을 3차원 차량으로 모델링하고, 교량은 주형을 보요소로, 콘크리트 바닥판은 쉘요소로, 주형과 콘크리트 바닥판 사이는 Rigid Link를 사용하여 3차원으로 모델링하였다. 이와 같은 노면조도 및 차량을 사용하여 강판형교의 충격계수와 DLA를 구하고 각국의 설계기준과 비교 검토하였다.

개선된 38자유도 차량모델을 이용한 고속철 PSC교량의 동적거동해석 (Dynamic Analysis of PSC Bridge for a High-Speed Railway Vehicle Using Improved 38-Degree of Freedom Model)

  • 오순택;심영우;이동준
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.797-803
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    • 2010
  • 경부 고속철의 PSC 박스거더 교량의 동적응답에 대하여 보다 우수한 평가를 얻기 위한 동적거동해석방법을 개발하였다. 특히, 고속철 차량, 교량 그리고 궤도구조물간의 구조적 상호작용을 고려한 3차원 수치해석모델을 개발하여 고속철 속도에 의하여 발생되는 PSC 교량의 동적응답을 정확하게 해석하고 심도깊은 영향평가를 수행하였다. PSC 박스거더 교량은 40 m 경간의 단순교를 뼈대요소를 사용하여 3차원 프레임 모형화 하였다. K-TGV 고속철 차량은 동력차를 포함하여 다련 38자유도 모형으로 개발하고 차체와 대차의 연직변위, 횡변위, 종변위 및 피칭, 롤링, 요잉을 모두 고려하였다. 동적충격계수는 정적해석결과와 Runge-Kutta 기법으로 산출된 동적해석 결과를 비교 산출하였으며, 고속철 차량 속도에 따른 그 차이를 회귀분석을 통하여 추정실험식으로 제안하였다.

궤도틀림을 고려한 교대접속부의 열차상호동적거동해석 (Train-Structure Dynamic Interaction Analysis of The Bridge Transition Considering Track Irregularity)

  • 최찬용;김현기;정근영;양상범
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제31권9호
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    • pp.29-38
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    • 2015
  • 이 연구에서는 열차가 교량 접속부를 통과하면서 발생되는 동적상호작용 문제를 유한요소해석프로그램을 이용하여 검토하였다. 해석대상구간에서의 궤도틀림조건은 부등침하량을 삼각함수를 이용하여 이상화하고, 철도공사 선로 보수기준을 만족하는 최대 궤도틀림 한계치를 해석조건으로 설정하였다. 해석대상이 되는 접속부 구조물의 체결장치 아래 부분은 모두 3차원 입체요소로 모형화하였으며, 해석비용을 줄이기 위하여 1/2 궤도부분만을 모형화하였다. 경계조건은 평면변형률상태에 준하는 것으로 차량-궤도 동적상호작용해석을 수행하였다. 국내 콘크리트궤도용 표준 접속부에서의 궤도틀림에 따른 열차 주행시 동적상호작용해석을 수행하여 윤중감소율과 차체수직진동가속도를 살펴보았으며, 접속부의 시멘트 안정처리골재, 일반골재, 일반토사구간에서의 발생된 최대 Mises응력으로 동적거동을 평가하였다.

TMD를 이용한 고속철도교량의 진동감소에 관한 연구 (Vibration Reduction of High-Speed Railway Bridges by Tuned Mass Dampers)

  • 오종환;김연태
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1261-1267
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    • 2005
  • At this paper Dynamic respones of bridges for the Korean high-speed railway are analyzed by a modal analysis. To control vibration of bridges, Tuned Mass Damper(TMD) that is passive type control device is used. Opimize and prove it. Newmark method is used for a numerical analysis. In case of vehicle is modeled for moving mass that considers the effects of the moving. Also this paper is assumped as the simple supported Bernoulli-Euler beam and considered two dimensional Interaction motion between vehicle and bridge.

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차량 이동하중 해석에 의한 강합성 사장교 케이블의 충격계수 평가 (Evaluation of Cable Impact Factor by Moving Vehicle Load Analysis in Steel Composite Cable-Stayed Bridges)

  • 박용명;박재봉;김동현;최병호
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.199-210
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    • 2011
  • 사장교의 케이블은 타 부재에 비해 단면적이 매우 작고 고응력 상태이므로 진동에 매우 민감한 부재이다. 따라서 사장교 케이블의 충격계수는 실제 차량의 주행으로 발생하는 동적 효과를 반영하여 평가하는 것이 합리적이다. 이에 본 연구에서는 차량 중량, 케이블 모델, 노면조도, 차량속도 및 차량간격의 설계변수를 고려하여 중앙경간 230m 및 540m의 강합성 사장교를 대상으로 차량 이동하중 해석을 수행하여 케이블의 충격계수를 평가하고, 현재 실무에서 사용되고 있는 영향선을 이용한 방법과 비교하였다. 본 연구에 사용된 노면조도는 ISO 8608 규정에 근거하여 랜덤 생성하였으며, 생성 회수에 따른 케이블 충격계수의 수렴 추이를 분석함으로써 결과의 신뢰도를 확보하였다. 또한, 차량모델은 9-자유도를 갖는 트랙터-트레일러 형식의 트럭 모델을 적용하였으며 차량의 운동방정식은 Lagrange운동방정식으로부터 유도하였다. 해석 대상 교량은 3차원 유한요소모델로 구축하였으며 보강형과 주탑은 보요소, 케이블은 등가탄성계수를 갖는 트러스요소를 사용하였다. 이동하중으로 인한 교량-차량 상호작용 해석에는 직접적분법을 사용하였으며, 교량의 변위 오차율이 허용 범위 내에 수렴될 때까지 반복 해석을 수행하였다. 그 결과, 실제 차량의 주행으로 발생하는 동적 효과를 고려하지 못하는 영향선 기법은 차량 이동하중 해석에 비해 측경간 단부 케이블의 충격계수를 과소평가할 수 있는 것으로 나타났다.