• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.137-149
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• 2021

장교는 공공성이 매우 높은 사회기반시설물로 운용 중 안전성 확보가 필수적이며, 붕괴 또는 파손 시 신속한 대처가 필요하다. 사장교의 붕괴 또는 파손을 야기시킬 수 있는 원인은 크게 자연재난과 사회재난으로 분류할 수 있다. 이 중 사회재난에 속하는 충돌사고는 차량이 교량 하부구조인 교각에 충돌하는 사고, 항공기의 결함으로 인한 추락사고 등이 있을 것이며, 해상교량의 경우 주탑 하단에서의 선박 충돌사고가 있을 것이다. 본 연구에서는 수치해석적 접근법을 기반으로 항공기 충돌에 대한 사장교의 구조거동을 평가하는 절차를 제안하고, 충돌해석을 수행하여 절차의 타당성을 보였다. 제안된 절차에는 1) 적절한 항공기 충돌 시나리오 설정, 2) 사장교의 복잡한 거동 메커니즘을 고려한 구조 모델링, 3) 충돌해석을 통한 구조거동 평가가 포함된다. 해석 결과, 본 연구에서 설정한 시나리오는 대상 교량에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났지만, 향후 다양한 시나리오를 통한 충돌해석을 수행한다면 교량에 심각한 손상을 일으키는 하중 위치 및 임계 하중 수준을 결정할 수 있을 것으로 판단한다. 본 연구에서 수행한 충돌해석 절차를 바탕으로 사장교에서 발생하는 항공기 충돌에 대한 간접적인 평가가 가능할 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1299-1308
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• 1994

본 연구는 사장교의 차량하중에 의한 동적거동을 파악하고자 수치해석상 비교적 간단한 일본의 풍리(豊里)(Toyosato)대교(大橋)의 자료를 근거로하여 수치해석 대상모델을 구조형식별로, 여러가지 설계변수-즉, (1) 경간비, (2) 중앙경간장과 주탑높이와의 비, (3) 거어더의 강성, (4) 주탑의 강성, (5) 케이블의 강성-을 변화시켜 수치해석을 수행하여 동적거동을 파악하고, 그 결과를 가지고 설계변수의 영향 및 충격계수의 변화에 대하여 비교 분석하였다. 이때 변위 및 단면력의 영향선을 구하기 위한 해석은 전달행렬법을 이용하였으며, 동적해석에 있어서는 평면구조계의 집중질량계로 모델을 가정하여 차량과 교량의 운동방정식을 유도한 후 모드중첩법을 사용하여 각 질점에 대한 변위 및 단면력의 동적시간이력을 구하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.59-66
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• 1984

본 논문에서는 랜덤 풍하중에 대한 사장교의 동력학적 거동에 대하여 연구하였다. 풍하중은 정적성분 (steady wind force), self-excited force 및 buffeting force에 의한 영향을 고려하고 구조물의 거동해석은 자유진동모우드를 이용한 주파수 영역에서의 랜덤해석기법으로 수행하여, 공기역학적 요인에 기인하는 교량의 안정성을 검토하고 형의 수직거동 및 Cable의 장력변화에 대하여 연구하였다. 전라남도 여수에 건설 중인 돌산교를 예로 한 해석결과를 보면, 설계풍속 조건에서 동력학적 해석결과가 정력학적 해석결과보다 약 2.5배 크게 나타나 동력학적 해석의 중요성을 알 수 있었고, 설계조건하에서 풍하중에 의한 거동이 차량하중 및 지진하중에 의한 결과보다 더 커서 풍하중에 대한 면밀한 해석이 필요함을 알 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제17권3_4호
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• pp.483-492
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• 2004

This paper presents an efficient algorithm for the estimation of damage location and severity in bridge structures using Probabilistic Neural Network (PNN). Generally, the Back Propagation Neural Network (BPNN)-based damage detection methods need a lot of training patterns for neural network learning process and the optimum architecture of a BPNN is selected by trial and error. In this paper, the PNN instead of the conventional BPNN is used as a pattern classifier. The modal properties of damaged structure are somewhat different from those of undamaged one. The basic idea of proposed algorithm is that the PNN classifies a test pattern which consists of the modal characteristics from damaged structure, how close it is to each training pattern which is composed of the modal characteristics from various structural damage cases. In this algorithm, two PNNs are sequentially used. The first PNN estimates the damage location using mode shape and the results of the first PNN are put into the second PNN for the damage severity estimation using natural frequency. The proposed damage assessment algorithm using the PNN is applied to a cable-stayed bridge to verify its applicability.

• Smart Structures and Systems
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• 제20권2호
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• pp.115-126
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• 2017

The modal identification of large civil structures such as bridges under the ambient vibrational conditions has been widely investigated during the past decade. Many operational modal analysis methods have been proposed and successfully used for identifying the dynamic characteristics of the constructed bridges in service. However, there is very limited research available on reliable criteria for the robustness of these identified modal parameters of the bridge structures. In this study, two time-domain operational modal analysis methods, the data-driven stochastic subspace identification (SSI-DATA) method and the covariance-driven stochastic subspace identification (SSI-COV) method, are employed to identify the modal parameters from field recorded ambient acceleration data. On the basis of the SSI-DATA method, the modal contribution indexes of all identified modes to the measured acceleration data are computed by using the Kalman filter, and their applicability to evaluate the robustness of identified modes is also investigated. Here, the benchmark problem, developed by Hong Kong Polytechnic University with field acceleration measurements under different excitation conditions of a cable-stayed bridge, is adopted to show the effectiveness of the proposed method. The results from the benchmark study show that the robustness of identified modes can be judged by using their modal contributions to the measured vibration data. A critical value of modal contribution index of 2% for a reliable identifiability of modal parameters is roughly suggested for the benchmark problem.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.641-647
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• 2008

본 논문은 상시진동데이터로부터 구조물의 고유진동수 및 감쇠비를 추정하는 기법을 소개한다. 제안된 기법은 TDD기법에서 추출된 모드형상과 상호상관신호로부터 직교 잡음이 제거된 자유진동함수를 추출하고 시스템 인식기술을 적용하여서 각 모드별 고유진동수와 감쇠비를 추정한다. 제안 알고리즘의 정확도는 수치적으로 기존의 기법과 비교분석 되었다. 제안 알고리즘의 현장 적용성 검토는 서해대교 보강형의 수직방향 가속도에 대한 상시진동데이터를 통하여 검증되었으며, 총 24개의 저차모드가 추출되었다.

• Computers and Concrete
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• 제20권5호
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• pp.555-562
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• 2017

The accuracy and integrity of stress data acquired by bridge heath monitoring system is of significant importance for bridge safety assessment. However, the missing and abnormal data are inevitably existed in a realistic monitoring system. This paper presents a data reconstruction approach for bridge heath monitoring based on the wavelet multi-resolution analysis and support vector machine (SVM). The proposed method has been applied for data imputation based on the recorded data by the structural health monitoring (SHM) system instrumented on a prestressed concrete cable-stayed bridge. The effectiveness and accuracy of the proposed wavelet-based SVM prediction method is examined by comparing with the traditional autoregression moving average (ARMA) method and SVM prediction method without wavelet multi-resolution analysis in accordance with the prediction errors. The data reconstruction analysis based on 5-day and 1-day continuous stress history data with obvious preternatural signals is performed to examine the effect of sample size on the accuracy of data reconstruction. The results indicate that the proposed data reconstruction approach based on wavelet multi-resolution analysis and SVM is an effective tool for missing data imputation or preternatural signal replacement, which can serve as a solid foundation for the purpose of accurately evaluating the safety of bridge structures.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제15권1호
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• pp.115-134
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• 2003

The Ting Kau Bridge in Hong Kong is a cable-stayed bridge comprising two main spans and two side spans. The bridge deck is supported by three towers, an end pier and an abutment. Each of the three towers consists of a single reinforced concrete mast which reduces its section in steps, and it is strengthened by transverse cables and struts in the transverse vertical plane. The bridge deck is supported by four inclined planes of cables emanating from anchorages at the tower tops. In view of the threat from typhoons, the dynamic behaviour of long-span cable-supported bridges in the region is always an important consideration in their design. This paper is devoted to the ambient vibration measurements of the bridge for evaluation of dynamic characteristics including the natural frequencies and mode shapes. It also describes the modelling of the bridge. A few finite element models are developed and calibrated to match with the field data and the results of subsequent structural health monitoring of the bridge.

• 전산구조공학
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• 제24권2호
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• pp.72-78
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• 2011

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.21-30
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• 2008

이 연구에서는 현수교 PWS 및 CFRC 행어로프의 바람에 의한 내풍안정성 평가을 위한 풍동실험을 수행하였다. 풍동실험결과, PE관으로 피복된 PWS 케이블은 단일 케이블에서 와류진동이 발생하고 복수 케이블에서는 중심간격이 $3\sim6D$일때 웨이크갤로핑이 발생하였다. 진동이 발생하지 않는 복수 케이블에서도 풍향각이 달라지면 웨이크갤로핑이나 웨이크플러터가 발생함을 알 수 있었다. CFRC 케이블은 케이블 중심간격 및 풍향각에 관계없이 PWS 케이블에 비해 안정된 내풍성능을 보였다.