Journal of Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회 논문집)

Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회)
권호 표지

Resonance Characteristics of a Arch Bridge for High-Speed Railways

고속철도 아치교량의 공진특성

  • 남덕우 (충북대학교 구조시스템공학과) ;
  • 최홍길 (충북대학교 구조시스템공학과) ;
  • 김경남 (충북대학교 구조시스템공학과) ;
  • 정경섭 (충북대학교 토목공학부)
  • Received : 2008.03.15
  • Accepted : 2008.06.30
  • Published : 2008.08.10
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Abstract

The dynamic vehicle running tests were performed to analyze dynamic behavioral characteristics such as displacement, strain history loop and vibration acceleration in arch bridges. Also, the validity of the modeling was verified by comparing the results of the tests and those of the structural analysis modeling. With the resonance revision of verified modeling, when the ratio of excited frequencies to natural frequencies exceeds ${1{\pm}0.04}$, the stability of the bridge is obtained. Also, in the event of resonance by speed parameter, the second mode shape is dominant to the dynamic behaviors of arch bridges. It is found that manipulating the parameters involving arch ribs can increase the second mode natural frequency. It makes critical velocity greater than operational velocities to guarantee the stability of arch bridges.

본 연구에서는 열차하중에 의한 아치교량의 처짐, 변형률이력곡선, 진동가속도와 같은 동적거동특성을 파악하기 위하여 동적주행시험을 실시하였다. 동적주행시험의 계측결과는 실 제원을 바탕으로 형상화 된 구조해석모델의 시간이력 및 고유치해석과의 비교를 통해 구조해석모델의 타당성을 검증하는데 이용되었다. 검증된 구조해석모델의 공진 검토결과, 주파수 일치에 의한 공진의 경우 가진 진동수와 고유진동수비가 ${1{\pm}0.04}$의 공진영향범위에서 벗어나도록 하는 것이 필요하다 판단된다. 또한 속도매개변수에 의한 공진의 경우 2차 모드 진동수는 아치교량의 동적거동에 크게 영향을 미치며 아치리브와 관련된 형고비, 라이즈비, 폭, 두께 등의 형상 매개변수 조절을 통해 실 운행속도대역 이상으로 부임계속도를 변화시킴으로서 아치교량의 동적거동을 안정화시킬 수 있었다.

Keywords

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