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선형 적응적 가중 응답면기법에 의한 현수교의 위험도 분석 (Risk Analysis of Suspension Bridge by a Linear Adaptive Weighted Response Surface Method)

  • 조태준;김이현;조효남
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.93-104
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    • 2008
  • 국내 시공 중인 현수교의 시공단계에 대한 신뢰성 해석을 통한 위험성 평가를 실시하였다. 본 논문의 주요 연구목표는 (1) 현수교주케이블 소선의 파단에 대한 신뢰성 해석, (2) 보강형 거더 가설 28단계에 대한 위험단계 결정, (3) 보강형 거더 가설중 시공관리에 대한 한계상태의 신뢰성 평가이다. 기존의 현수교에 대한 연구와 설계는 주로 경험적인 데이터에 의존해 왔으나 최근 조사된 자료에 의하면 교량의 완공 전에 발생하는 사고의 원인의 80%는 인간의 오류, 계획, 설계, 재료 및 하중의 불확실성과 관련되어 있다. 교량의 완성계에 대해서는 많은 연구가 수행되어왔으나 시공중의 불확실성에 대해서는 시방서나 지침 등으로 정리되어 있지 않은 부분이 많다. 개선된 선형 적 용적 응답면기법을 사용하여 예제교량의 시공단계에 대한 위험성 평가를 하였다.

현수교의 시공절차와 인위적 불확실성을 고려한 구조신뢰성 평가 (Structural Reliability Evaluation Considering Construction Stage and Epistemic Uncertainty of Suspension Bridges)

  • 한성호;신재철
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권3A호
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    • pp.181-188
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    • 2009
  • 본 연구에서는 현수교의 합리적인 시공방안 결정 및 구조안전성 평가에 대한 기초자료를 제시하였다. 기 연구된 현수교의 해석모델 및 신뢰성이론을 바탕으로 초기형상해석, 자유진동해석, 시공변수를 고려한 시공단계해석 및 신뢰성해석 등을 수행 할 수 있는 수치해석프로그램을 개발하였다. 현수교의 시공방안은 보강형의 시공순서, 시공방향 및 주경간과 측경간의 동시 시공성 등의 다양한 시공변수를 고려하여 설정하였다. 시공방안에 따른 동적시공단계해석은 작성된 해석프로그램에 의해 수행하였으며 주요부재의 응답특성을 검토하여 각각의 시공방안에 대한 장 단점을 제시하였다. 시공단계별 구조신뢰성해석은 자연적 불확실성을 고려하여 신뢰성지수 및 파괴확률을 산정함으로써, 설정된 시공방안에 따른 현수교의 안전성을 정량적으로 평가하였다. 아울러, 인위적 불확실성을 고려하여 산정된 해석결과에 대해 재평가하였으며, 시공단계 위험성의 주요 퍼센트 분포를 빈도수 히스토그램을 이용하여 제시하였다.

디지털 화상처리기법을 이용한 현수교의 형상결정기법 개발 (Development of Shape Determination Program for Suspension Bridge Using Digital Image Processing)

  • 정진환;강충현;김남식;박용명
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.117-126
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    • 2008
  • 본 논문에서는 기존 현수교의 정밀측량을 효과적으로 대체할 목적으로 비용과 인력의 소요가 적은 고해상도 디지털 카메라를 이용한 화상변위측정기법을 제시하고 이를 자동화 할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 사진의 분할매수에 따른 측정의 정밀도를 고찰하기 위하여 구조물 전체를 5장, 13장, 19장으로 분할 촬영하였고 실제 공용중인 현수교를 대상으로 측정결과를 비교하였다. 개발된 화상처리기법을 이용한 측정결과는 실제 현수교의 정밀형상 측량결과와 비교적 잘 일치하였으며 측정에 소요된 비용과 시간이 매우 절감되는 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 측정기법은 렌즈의 왜곡현상 보정알고리즘을 개선하고 프로그램의 자동화 비율을 높인다면 다양한 구조물에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

RC 보-기둥 요소의 연쇄붕괴 저항 거동에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on Progressive Collapse Resisting Capacity of Reinforced Concrete Beam-Column Sub-assemblage)

  • 최현훈;김진구;박경훈;전용
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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    • pp.450-453
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    • 2009
  • 본 논문에서는 지진하중을 고려하여 충분한 연성거동이 가능하도록 배근한 철근콘크리트 횡하중 저항 골조(내진상세)와 고정하중과 적재하중만을 고려하여 설계한 중력하중 저항 골조(일반상세)를 대상으로 외부기둥과 내부기둥에 연결된 보의 연쇄붕괴 거동을 평가하기 위한 실험을 수행하였다. 일방향 가력실험 결과에 따르면 내진상세의 경우 대변형 상태에서 보의 하단철근의 파단이후 상단 압축철근이 인장력을 부담하면서 전체 보 부재는 축인장력이 작용을 하면서 힘-변위 곡선은 상승하는 현수작용이 발현되었다. 그러나 일반상세의 경우 충분한 현수작용이 발현되기 전에 보의 주근이 정착된 외부기둥 접합부의 파괴로 인하여 저항내력이 감소하였다.

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유한요소법을 이용한 현수애자의 응력 해석

  • 금영탁;박관흠;유영면;이종원
    • 대한기계학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.367-372
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    • 1985
  • 본 연구에서는 Heuer는 원추형 애자의 해석을 ANSYS프그램을 사용하여 시도하 였으나 시멘트와 자기간의 접촉문제를 다루지 않았고, Iwama와 Kito는 이에 대한 언급 이 없이 유한요소법에 의한 자기내부의 응력분포 결과와 실험식과를 개략적으로 비교 하였다. Fig. 1은 현수애자의 외관과 단면도이다. 철재의 핀(Pin)과 캡(cap), 자 기, 철재와 자기를 접착시키는 시멘트(cement), 접촉면의 불균일 상태를 보상시키는 역청(bituminous layer), 그리고 시멘트와 자기간의 사층(sand band)으로 구성되어 있 는 현수애자의 핀의 하단에서 송전선 무게의 하중이 가해지고 캡의 홈으로 다른 애자 가 연결되어 송전탑에 부착된다. 본 해석에서는 핀의 하단에 정적으로 사용하중이 가해진다고 가정하였다.

갤럽핑 케이블과 현수교의 뒤틀린 진동에 관한 비교 연구 (A comparative study of galloping cable and torsional oscillations in suspension bridge)

  • Hyeyoung Oh
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제5권3호
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    • pp.355-362
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    • 2004
  • 이 연구는 갤럽핑 케이블과 현수교의 뒤틀린 진동에 관한 공통된 결과와 다른 결과를 제시하고 있다. 갤럽핑 케이블과 현수교의 뒤틀린 진동에 관한 수치적인 결과는 2차의 Runge Kutta 방법에 의한 것이다. 진동의 주파수와 진폭이 변함에 따라 다중근의 존재를 확인할 수 있으며, 대칭성이 벗어나고 일시적인 현상에서의 차이를 볼 수 있다.

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현수교 캣워크의 구조적 진동억제 대책 (Structural countermeasure for wind-induced vibration of suspension bridge catwalks)

  • 이한규;이승호;권순덕;김종화
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.84-87
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    • 2011
  • 본 연구에서는 버페팅 해석을 통해 현수교 캣워크에 작용하는 풍하중에 대한 정적 및 동적 응답을 알아 보고 진동 억제 대책을 제시하였다. 캣워크는 영구구조물이 아닌 임시구조물이기 때문에 그동안 절적한 평가가 수행되지 못하였다. 따라서 본 연구는 풍하중에 의한 캣워크의 동적 응답을 해석적인 방법을 통해 알아보았으며, 동적 변위를 산정하기 위해 시간이력 해석 방법을 통해 버페팅 해석을 수행하였다. 그 결과로 부터 캣워크의 수평변위를 억제하기 위해 주케이블을 시공중에 연결하는 방법과 스테이 로프를 설치하는 방법을 제시하였다.

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개선된 TCUD법을 이용한 3차원 현수교의 초기형상해석 (Initial Shape Analysis of 3 Dimensional Suspension Bridges using Improved TCUD Methods)

  • 조경식;김민;김문영
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.78-81
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    • 2011
  • 본 논문에서는 개선된 TCUD(Improved TCUD, I.TCUD)법 및 개선된 초기부재력법(Improved Initial Force Methods, I.IFM)을 이용하여 3차원 현수교의 초기형상해석을 수행하였다. 절점평형법에 의하여 초기 평형상태를 결정하고, 이때 계산된 무응력장을 초기값으로 입력하여 비선형 해석을 수행하여 나온 값을 초기값으로 하여 해석을 반복한다. 이를 통하여 간단한 수치 해석 기법인 I.IFM이 정밀한 I.TCUD법과 비교하여 근접한 결과를 나타내는 것을 수치예제를 통하여 확인하였다.

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현수형 가선 케이블의 장력계측과 제어시스템의 구성에 관한 연구 (A Study on the Measurement of Tension and the Tension Control Method for a Catenary's Cable)

  • 박성수;홍순일;이정민
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2452-2454
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    • 2000
  • 현재, 전차선의 트롤리선을 설치하는 것은 수작업에 의해 행해지고 있어 작업의 효율화와 함께 최적의 장력제어가 필요하다. 케이블을 새롭게 가설하는 장치는 케이블을 릴에 감아 올릴 필요성은 거의 없기 때문에 케이블을 풀어주는 속도와 로드셀에 의해 장력을 검출하고 장력을 발생하는 하드웨어 구성방법을 연구하는 것이다 본 연구는 현수형 케이블(Catenary Cable)의 동적 모델링을 작성한다. 이 시스템에 대하여 교류서보 전동기를 이용한 장력 발생장치를 모델링한다. 현수형 시스템의 장력계측 장치는 하중변환기(load cell)를 사용하고 수학적 모델링을 행한다. 장력계측 장치에 관해서 스프링 저울을 이용해 출력을 비교 검토한 결과, 인장력을 계측하는 장치로서의 유효성을 확인하였다.

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반능동 현수장치의 실시간 시뮬레이션용 궤도차량 모델 개발 (Development of a Tracked Vehicle Model for Real-time Simulation of Semi-active Suspension System)

  • 손영일;이종호;송병석
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.135-143
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    • 2003
  • In this study, a real-time simulation model was developed for tracked vehicles with in-arm type semi-active hydro-pneumatic suspension unit using MATLAB S-functions. Since the vehicle model uses relative coordinates and massless link elements, the developed model has an enhanced analytic time performance. Through the comparison of simulation results with multi-body software(DADS), the vehicle model is verified. A controller using on-off skyhook control algorithm is designed with the pilot-centre]led proportional valve based on conventional damper characteristics. Exploiting the developed tracked vehicle model with other subsystem model such as a controller model, a suspension unit model, and a test road model, computer simulations are carried out. Control simulation results with the developed tracked vehicle model show that the semi-active suspension control system has a better performance than the conventional suspension system.