In this paper, we proposed a two-stage control of the container crane. The first stage control is time-optimal control for the purpose of fast trolley traveling. With suitable trolley velocity patterns, the sway which is generated during trolley moving is minimized. At the second stage control feedback control law is investigated for the quick suppression of residual vibration after the trolley motion. For more practical system, the container crane system is modeled as a partial differential equation (PDE) system with flexible cable. The dynamics of the cable is derived as a moving system with tension caused by payload using Hamilton's principle for the systems. A control law based upon the Lyapunov's method is derived. It is revealed that a time-varying control force and a suitable passive damping at the actuator can successfully suppress the transverse vibrations.
케이블을 이용하여 장경간을 필요로 하는 교량의 시공은 일반적으로 불완전 한 구조계인 교량의 선단에 데릭 혹은 무한궤도 크레인을 설치하여 수상 및 육상으로 이송되는 교량 상판을 리프팅하여 시공하게 된다. 이와 같은 경우 일차적으로 과도한 크레인의 자중으로 인하여 불완전한 구조계에 결함을 발생시킬 수 있으며, 또한 하부 수송으로 인한 추가 비용 및 공기를 소요하게 된다. 본 연구에서는 이러한 기존 시공방법을 개선하고자 개발된 교량 일 측에 편중 가능하고, 가동 붐을 설치하여 후방 이송 자재를 시공 지점으로 운반, 가설이 가능한 데릭 크레인의 시공 단계를 정의하여 수치해석을 수행하였다. 데릭 크레인의 하중 재하 점을 고정부 4점으로 단순화하였으며, 가동 붐의 수직/수평 회전 범위를 고려하여 반력을 산정하였다. 또한 크레인의 '휴지' 및 '작업 중'의 단계로 나누어 가동 붐 및 강형, PC Slab에 의하여 발생하는 휨 모멘트를 시공단계에 반영하였다. 본 연구에 고려된 데릭 크레인은 접속교를 통한 육상 작업으로 시공 기간 및 비용을 줄일 수 있으며, 크레인 자체의 작은 중량으로 시공 중 재하 하중 감소를 꾀할 수 있다.
해방(解放)이후 약 40여년간 우리나라 산림정책의 기본목표를 치산녹화사업에 두고 지속적으로 조림사업을 확대 시행하여 온 결과 조림성공임지 및 기존 천연성숙림에서 목재를 수확하기에 이르렀으므로 최근에 와서는 산림정책의 기본목표를 식수임업위주에서 수확임업위주로 전환하고 있다. 종래에는 벌목, 조재, 집재 등의 목재수확작업, 특히 산원에서의 집재작업을 주로 인력작업에 의존하고 있으나 최근에 와서는 산촌지역에서의 임업노동력의 부족 및 노무비의 급격한 상승 등으로 인하여 기계화작업의 도입이 절실하게 요구되고 있다. 산림청 임업기계훈련원에서 도입하여 시험사용작업을 하고 있는 이동식 타워 소형 케이블크레인(K-300)을 이용하여 집재작업을 시행할 때 인력작업과 비교하여 경제성을 분석한 결과 조사당시에는 일반적을 실시다고 있는 인력을 이용한 집재작업에 비해 경쟁력(최초 투자비가 과대하므로)이 뒤떨어지나 점차적인 인건비 상승경향으로 볼 때에 기계사용비가 상대적으로 낮아져서 케이블크레인을 이용한 집재작업의 국내 적용 가능성은 점차 높아지리라 생각된다. 집재작업의 기계화 계획 및 실행에 관한 시험적 연구가 시급히 요망된다.
본 연구는 임업기계화(林業機械化)의 전제조건인 지역별(地域別) 산림수종체계(山林收種體系)를 수립하기 위한 기초연구로 시도되었다. 이를 위하여 산림수확방법(山林收穫方法)과 집재방법(集材方法)들을 제어(制御)하는 인자들이 무엇인가를 특히 지형적(地形的)인 관점에서 조사하고 분석하였다. 주요한 산림수확방법은 단재수확법(短材收穫法), 장재수확법(長材收穫法) 및 전목수확법(全木收穫法)이다. 단재수확법은 지형조건(地形條件)이 열악(劣惡)한 산림(山林)에, 전목수확법은 양호(良好)한 산림(山林)에, 그리고 장재수확법은 중간조건(中間條件)의 산림(山林)에 적용됨이 조사되었다. 집재방법(集材方法)에 대해서는 육상집재법(陸上集材法)을 중심으로 검토하고 주요 집재법으로는 축력집재(畜力集材), 인력(人力) 및 중력(重力) 집재(集材), 차량집재(車輛集材), 그리고 강선집재(鋼線集材) 등이다. 강선집재 중 케이블 크레인에 의한 집재는 집촌거리(集村距離)에 따라 단거리(短距離)(300 혹은 400m까지), 중거리(中距離)(700 혹은 800m까지) 및 장거리(長距離)(700 혹은 800m 이상) 등으로 구분한다. 집재작업범위(集材作業範圍)를 제어하는 인자는 경사(傾斜)와 집재거리(集材距離)이다. 차량집재(車輛集材)는 산림에 큰 부하(負荷)를 주며, 중력집재(重力集材) 중 log-line과 강선집재(鋼線集材) 중 케이블 크레인에 의한 집재법은 산림훼손(山林毁損)을 최소화(最小化)한다. 차량집재는 경사가 급할수록 어려워지고 케이블 크레인 집재는 120%까지 가능하다(상향집재(上向集材)).
The nonlinear time-domain analysis method was implemented to carry out a series of integrated simulations for a deep-water crane vessel system composed of four sub components, including a floating vessel, lifted equipment, hoisting cable and dynamic positioning (hereinafter DP) system. The analysis of the coupled dynamics consists of the crane vessel and equipment connected using the crane wire, and the DP is modeled according to the wind, wave and current conditions. The DP systems were numerically implemented using a classical PD feedback controller, and various simulations of the deepwater installation were conducted using different conditions in order to evaluate the global performance of the floating crane vessel combined with the DP system.
The jib system with middle strut is widely used to achieve the large arm length in the large scale tower crane and the deployability in the mobile construction crane. In this paper, an analytical solution for the out-of-plane buckling of the jib system with middle strut is proposed. To obtain the analytical expression of the buckling characteristic equation, the method of differential equation was adopted by establishing the bending and torsional differential equation of the jib system under the instability critical state. Compared with the numerical solutions of the finite element software ANSYS, the analytical results in this work agree well with them. Therefore, the correctness of the results in this work can be confirmed. Then the influences of the lateral stiffness of the cable fixed joint, the dip angle of the strut, the inertia moment of the strut, and the horizontal position of the cable fixed joint on the out-of-plane buckling behavior of the jib system were investigated.
모바일 하버용 크레인은 항만 부두에 설치되어 있는 일반 지상식 크레인과는 달리 소형 경량 구조를 요구한다. RORI 크레인은 이러한 요구조건을 만족시키기 위해 고안된 신개념의 모바일 하버용 크레인 시스템으로서 해상에서 컨테이너 상하역 작업을 고속으로 처리할 수 있을 뿐만 아니라 운항 시에는 완전히 접을 수 있도록 되어 있다. 본 연구는 컨테이너 상하역 작업에 따른 RORI 크레인의 수평붐 끝단 처짐량 분석에 관한 내용으로, 카스틸리아노 정리를 이용한 이론적인 방법과 유한요소법에 의한 수치해석적인 방법을 적용하였다. 두 기법으로 구한 끝단 처짐량을 비교분석함으로써 유한요소해석의 타당성을 입증하고, 케이블의 초기장력에 따른 끝단 처짐량 변화특성을 파라메트릭하게 분석하였다.
Since 1993, Seohae grand bridge has been continued construction for 7 years and will be completed late this year. The bridge is a part of west sea castal highway and consists of 3 types of bridge including precast segmental method, free cantilever method and cable stayed bridge. A cable stayed bridge is the core of this bridge and it consists of 5 span, symetrical cable-stayed bridge with a total length of 990 m. The main span between two H-shaped pylons extending approximately 180 M above massive foundation of a cable stayed bridge is 470 m long and an approach span of that is 260 m long respectively. The circular cofferdam with 16 ea of 25 m diameter flat type sheet pile had been applied to construct foundation. The slipform method had been applied for forming of con'c of two H-shaped pylons with 3 cross beams respectively which is varied horizontally and vertically. The deck has been erected with balanced cantilever method using movable derrick crane. The stay cables is a bundle of parallel individually protected, 7 wire high tensile strands. The strands is hot deep galvanized and sheathed with a tight high density polyethylene coating. A petroleum wax fills all the inter-wire voids. The bundle of strands to prevent from deterioration due to the ambient problem covered with high density polyethylene pipe. The Isotension method has been applied for the stressing of cable strands to ensure uniformity of force in all the strands of a syay and such works has been performed on the stay specially provided in the pylon.
Rigorous FE(Finite Element) analyses of the cable-stayed bridge with steel-box girder, the main construction method of which is FCM (Free Cantilever Method), are presented in this paper. The analysis and the checking of design for a derrick crane under several loading conditions are performed using the software MIDAS/Civil and the beam elements are used to model the main structure. Among all the construction stages, special construction stages are chosen and considered to ensure the safety of segments of box girder The stress analysis for lifting of a segment of box girder is performed using the software SAP2000 and the shell elements of which having 6 DOF(Degrees Of Freedom) per nodes are successfully used to model the segment of box girder for the purpose of capturing the detailed behaviors on the folded-plates in the segment. Finally, concluding remarks are given to improve a design of the derrick crane and the segment based on the results from this study.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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