Journal of the Korea Concrete Institute (콘크리트학회논문집)

Korea Concrete Institute (한국콘크리트학회)
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Dynamic Analysis of PSC Bridge for a High-Speed Railway Vehicle Using Improved 38-Degree of Freedom Model

개선된 38자유도 차량모델을 이용한 고속철 PSC교량의 동적거동해석

  • Oh, Soon-Taek (Seoul National University of Science and Technology) ;
  • Sim, Young-Woo (Seoul National University of Science and Technology) ;
  • Lee, Dong-Jun (Seoul National University of Science and Technology)
  • 오순택 (서울과학기술대학교 건설공학부) ;
  • 심영우 (서울과학기술대학교 건설공학부) ;
  • 이동준 (서울과학기술대학교 건설공학부)
  • Received : 2010.07.02
  • Accepted : 2010.10.19
  • Published : 2010.12.31
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Abstract

A dynamic analysis procedure is developed to provide a better estimation of the dynamic responses of pre-stressed concrete (PSC) box girder bridges on the Korea high speed railway. Particularly, a three dimensional numerical model including the structural interaction between high speed vehicles, bridges and railway endures to analyze accurately and evaluate with in-depth parametric studies for dynamic responses of bridge due to the high speed railway vehicles. Three dimensional frame element is used to model the PSC box girder bridges, simply supported span lengths 40 m. The high-speed railway vehicles (K-TGV) including a locomotive are used as 38-degree of freedom system. Three displacements (vertical, lateral, and longitudinal) as well as three rotational components (pitching, rolling, and yawing) are considered in the 38-degree of freedom model. The dynamic analysis by Runge-Kutta method which are able to analyze considering the dynamic impact factors are compared and contrasted. It is proposed as an empirical formula that the impact factors damaged the bridge load-carrying capacities occurs to the bride due to high-speed vehicle.

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.

Keywords

References

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