A Study on the Dynamic Behavior of Cable-Stayed Bridge Considering Geometric Nonlinearity of Cables

케이블의 기하학적 비선형성을 고려한 사장교의 동적거동에 관한 연구

This paper presents the results of the numerical analysis on the behavior of cable-stayed bridge considering geometric nonlinearity of cables. Finite element method is used and geometric nonlinearities are considered on the analysis of cable-stayed bridge. The governing equilibrium equations are derived by the principle of virtual work, and modified Newton-Raphson method and Newmark-${\beta}$ method are employed in response calculations. The validity of this study is demonstrated by comparing the examples with analytical results by other method and testing results.

본 논문에서는 케이블의 기하학적 비선형성을 고려한 사장교의 정적 및 동적 해석방법을 제시하였다. 가상일의 원리와 유한요소법을 사용하여 기본식을 유도하였으며, 비선형 운동방정식의 해는 modified Newton-Raphson방법과 Newmark-${\beta}$-방법을 사용하여 구하였다. 사장교의 케이블은 단면적의 변화가 없이 인장력만 받을 수 있는 기하학적 비선형성을 고려한 3차원 트러스요소를 사용하였으며, 주형과 교탑은 3차원 선형 보요소를 사용하였다. 해석 적용예에서 대칭형 및 비대칭형 사장교의 정적거동과 이동하중에 의한 동적거동을 다루었으며 다른 방법에 의한 해석결과 및 실험결과와 비교하여 본 논문의 정당성을 입증하였다.