• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.113-120
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• 2008

본 연구는 케이블의 초기길이를 조절하여 케이블 배치가 끝난 후 발생한 장력과 목표장력을 서로 일치시킬 수 있는 초기길이 수정법을 제시하였다. 케이블 지지교량에 대해 정확한 초기길이를 결정하기 위하여 본 연구는 탄성현수선 케이블 요소를 사용하였다. 검증 예제를 해석한 결과 목표장력에 따라 이를 만족하는 초기길이를 결정할 수 있었고 케이블 교량에 대해서도 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 초기길이를 수정하는 본 연구의 방법을 이용하면 목표장력을 도입할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.991-998
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• 2016

초기평형상태를 만족하는 간략해석법(Jung et al., 2015)의 무응력길이를 이용하여 사장교의 임의 시공단계를 직접적으로 모사할 수 있는 무응력길이 기반의 시공단계 해석법을 제시하고, 이 방법의 효용성과 정확성을 보이고자 한다. MIDAS해석 시 unknown load factor기능을 이용한 초기형상해석과 lack of fit force기능을 이용한 순방향해석을 실시하는데 반하여 ULM (unstrained length method)해석법은 무응력길이만 알고 있으면 중간단계를 거치지 않고 직접적으로 특정중간단계를 해석할 수 있다. 2차원 인천대교모델을 구축하고 ULM과 MIDAS를 각각 적용하여 시공단계해석을 수행하고, 수치예제를 통하여 두 해석결과를 분석한 결과, 완공계의 주탑, 주거더의 길이 차이로 인한 오차를 제외하면 비교적 서로 일치하는 결과를 보였다. 아울러, 포장무게와 카운터웨이트를 역으로 재하하여 폐합해석을 수행하고, 결과비교를 통하여 두 해석결과의 타당성을 보였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제71권6호
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• pp.603-625
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• 2019

Main cable configurations under final dead load and in the unloaded state and critical construction parameters (e.g. unstrained cable length, unstrained hanger lengths, and pre-offsets for tower saddles and splay saddles) are the core considerations in the design and construction control of a suspension bridge. For the purpose of accurate calculations, it is necessary to take into account the effects of cable strands over the anchor spans, arc-shaped saddle top, and tower top pre-uplift. In this paper, a method for calculating the cable configuration under final dead load over a main span, two side spans, and two anchor spans, coordinates of tangent points, and unstrained cable length are firstly developed using conditions for mechanical equilibrium and geometric relationships. Hanger tensile forces and unstrained hanger lengths are calculated by iteratively solving the equations governing hanger tensile forces and the cable configuration, which gives careful consideration to the effect of hanger weight. Next, equations for calculating the cable configuration in the unloaded state and pre-offsets of saddles are derived from the cable configuration under final dead load and the conditions for unstrained cable length to be conserved. The equations for the main span, two side spans and two anchor spans are then solved simultaneously. In the proposed methods, coupled nonlinear equations are solved by turning them into an unconstrained optimization problem, making the procedure simplified. The feasibility and validity of the proposed methods are demonstrated through a numerical example.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.947-954
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• 2016

고정하중을 받는 사장교의 최적 초기형상 결정을 위한 간략해석법을 제시한다. 이 방법은 비선형 유한요소 해석을 수행하지 않고 최적의 초기형상을 구현할 수 있으며, 최소의 휨모멘트를 발생시키는 무응력길이를 제공한다. 초기형상 해석 후 여타의 하중조합 또는 시공단계해석을 수행하기 위해 무응력길이를 변화시키지 않고 Newton-Raphson 반복법을 수행하는 무응력길이법을 이용한다. 수치예제는 제작캠버를 포함한 인천대교 2차원 모델이며, 제시된 해석법과 상용 유한요소해석 프로그램 MIDAS의 초기형상 해석결과를 비교 분석한다. 주로 케이블의 장력과 주부재의 휨모멘트 및 변위를 관찰하였으며, 두 해석결과는 축방향 변위를 제외하고 모든 결과 값이 서로 잘 일치함을 확인할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.237-247
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• 2011

현수교의 초기평형상태를 결정하기 위한 개선된 초기부재력법을 제시한다. 먼저 현수교의 주케이블과 행어가 만나는 절점에서 힘의 평형조건을 이용하여 초기평형상태를 결정한 뒤, 이 때 계산된 주 케이블의 절점좌표와 각 케이블 부재의 무응력장을 입력 값으로 하여 초기부재력을 도입한 비선형 해석을 수행하였다. 일반적인 초기부재력법의 경우 각 단계에서 계산된 부재력을 통하여 케이블의 무응력장을 재산정하지만, 본 연구에서는 각 케이블 부재의 무응력장을 매 계산 단계에서 고정된 값으로 취한다. 2차원 및 3차원 현수교 모델에 공통적으로 적용할 수 있다. 수치예제 결과 값의 비교를 통하여 연구의 타당성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.87-95
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• 2011

본 논문에서는 비선형해석이라는 복잡한 과정을 거치지 않고도 사장교 시스템의 초기형상을 효율적이고 합리적으로 결정하는 방법을 제시하고자 한다. 사장교 시스템의 초기형상해석이라 함은 주형의 수직 처짐과 휨모멘트, 주탑의 수평변위와 휨모멘트를 최소화하면서, 고정하중과 평형을 이룰 수 있는 케이블의 장력과 무응력길이를 결정하는 방법으로 이때, 케이블이 정착되는 주형의 수평위치, 주탑의 수직위치가 변하지 않아야 한다. 본 연구에서는 주형과 주탑의 케이블 정착부에서 힘의 평형조건을 이용하여 주형의 수직 처짐과 주탑의 수평변위를 효과적으로 제어할 수 있는 장력 산정법을 사장교의 형태별로 정리하여 제시하였으며, 2차원 사장교 예제들에 대하여 기존 연구의 방법들과 장력, 주형의 모멘트와 처짐 등을 비교하였다. 또한 3차원 실교량에 대해 Improved TCUD법으로 초기형상해석을 수행하여 그 결과와 비교함으로서 본 방법의 정확성을 입증하고자 하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.175-185
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• 2003

사장교의 정확한 초기형상을 결정하기 위하여 초기부재력법과 TCUD법을 효과적으로 결합시킨 개선된 해석방법을 제시한다. 먼저 사장재, 주탑 그리고 주형을 모델링하기 위하여 무응력길이의 변화를 고려한 탄성현수선요소, 보-기둥요소의 힘-변형관계식과 접선강성 행렬 산정법을 간략히 제시한다. 이제 케이블의 무응력길이를 변수로 취급하여 교량 전체의 접선강성행렬을 산정하고, 경계조건 이외에 케이블 개수만큼의 절점변위를 설계자의 초기형상에 가깝게 되도록 추가적으로 절점변위를 구속하여 절점변위 및 무응력길이의 증분을 산정하고 이를 토대로 케이블 부재력과 주형 및 주탑의 부재력을 산정한다. 이렇게 계산된 부재력으로부터 불평형하중을 산정하고 수렴이 될 때까지 다시 반복계산이 이루어진다. 수렴이 되었을 때 사장교의 주탑 및 주형의 축방향 변위를 제거하기 위하여 초기부재력법을 적용한다. 결론적으로, 케이블의 무응력길이를 변수로 추가함으로써 사장재 주형정착부의 수직변위와 주탑의 수평변위를 설계목적에 적합하도록 제어하여 휨모멘트를 최소화할 수 있었고, 초기부재력법을 결합시켜 주형, 주탑의 축방향변위가 발생하지 않는 해석결과를 얻었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.219-229
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• 2003

타정식 및 자정식 현수교의 정확한 초기형상을 결정하기 위하여 초기부재력법과 TCUD법을 효과적으로 결합시킨 개선된 해석 방법을 제시한다. 먼저 기하학적 선형해석을 수행하여 장력의 초기값을 가정한다. 이제 케이블의 무응력길이를 변수로 취급하여 TCUD법에 근거한 반복계산이 이루어진다. 수렴이 되면 현수교의 주탑 및 보강형의 축방향 변위를 제거하기 위하여, 케이블의 장력과 주탑, 보강형의 압축력, 그리고 주케이블의 절점 수직변위의 수렴된 값은 이용하고 나머지 부재력과 좌표값은 초기값으로 재조정하여 초기부재력법을 적용한다. 케이블요소의 모델링에서 무응력길이를 변수로 추가함으로써 주케이블 및 행어 정착부의 변위와 주탑의 수평변위를 설계목적에 적합하도록 제어하여 휨모멘트를 최소화하였고, 초기부재력법을 결합시켜 보강형, 주탑의 축방향변위가 발생하지 않는 해석결과를 얻을 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.101-108
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• 2012

사장교 시스템의 초기형상해석이라 함은 주형의 수직 처짐과 휨모멘트, 주탑의 수평변위와 휨모멘트를 최소화하면서, 고정하중과 평형을 이룰 수 있는 케이블의 장력과 무응력길이를 결정하는 방법으로 이 때, 케이블이 정착되는 주형의 수평위치, 주탑의 수직위치가 목표형상에 부합할 필요가 있다. 본 연구에서는 고정하중을 받는 사장교의 초기형상을 효율적이고 합리적으로 결정하기 위하여 개선된 초기부재력법과 TCUD법의 비교연구 결과를 제시하고자 한다. 주형과 주탑의 케이블 정착부에서 힘의 평형조건을 이용하여 주형의 수직처짐과 주탑의 수평변위를 효과적으로 제어할 수 있는 절점평형법을 초기 부재력법에 적용하여 초기치에 민감한 기존 초기부재력법을 개선한다. 또한 개선된 TCUD법을 이용한 초기형상해석 수행결과와 비교함으로서 두 방법의 정확성을 입증하고자 한다.