Journal of Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회 논문집)

Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회)
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Analysis of Dynamic Response and Vibration Mitigation for Steel Box Girder Railway Bridges

강박스거더 철도교량의 동적거동 및 진동저감 방안 분석

  • 황의승 (경희대학교 사회기반시스템공학과) ;
  • 김도영 (경희대학교 사회기반시스템공학과) ;
  • 장성호 (경희대학교 사회기반시스템공학과)
  • Received : 2017.11.21
  • Accepted : 2017.12.02
  • Published : 2017.12.27
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Abstract

Recently rapid-transit railway systems have been constructed in many developing countries due to its advantages in congestions and environmental problems. Railway bridges show many different aspects compared to road bridges and passenger comfort and traffic safety are one of them. In particular, deflection and acceleration due to repeated vibration characteristics have a structural weakness that can cause undesirable response. Especially steel railway bridges have been known to have weaknesses due to its relatively light weights compared to concrete bridges. The purpose of this study is to analyze the dynamic response of steel box girder bridges due to passing trains then propose the appropriate method to mitigate the level of vibration in terms of accelerations. Three steel railway bridges are tested and the numerical model to analyze the dynamic response of the bridge by passing train are developed. For the verification of the model, the natural frequency extracted using the acceleration data measured in the bridge is compared with the natural frequency of the numerical model. To mitigate the acceleration level of the bridge, parametric studies are performed to find the effectiveness of the method. Based on the analysis, the appropriate method is proposed for decreasing the acceleration of the bridge for passenger comfort and traffic safety.

최근 교통정체와 환경적 문제로 인하여 많은 개발도상국에서 고속철도 시스템이 많이 건설되고 있다. 철도교는 도로교와 비교하여 차이점이 많이 있으며 그중 주행안전성 및 승차감이 중요한 이슈 중의 하나이다. 반복되는 하중으로 인한 구조물의 처짐과 가속도는 열차주행시의 안전성과 사용자의 승차감에 큰 영향을 미친다. 특히 강철도교는 콘크리트교에 비하여 상대적으로 가벼운 중량으로 진동에 취약한 특징이 있다. 이 논문의 목적은 주행 중인 열차에 의한 강박스거더 철도교의 동적 거동을 분석하고 진동을 저감할 수 있는 합리적인 방안을 제안하는 것이다. 세 개의 강철도교에 대한 장기적 계측이 수행되었으며 주행중인 열차에 의한 교량의 동적거동을 해석할 수 있는 수치적인 모델이 개발되었다. 모델의 검증을 위하여 교량의 고유진동수가 비교되었다. 구조물의 진동 저감을 위한 방안으로 세 가지 방법에 대한 매개변수 연구가 수행되었으며, 이 분석 결과를 바탕으로 합리적인 진동 저감 방안이 제안되었다.

Keywords

References

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