• 제목/요약/키워드: cable bridge

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Development and experimental study on cable-sliding modular expansion joints

  • Gao, Kang;Yuan, Wan C.;Dang, Xin Z.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제61권6호
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    • pp.795-806
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    • 2017
  • According to the characteristics of continuous beam bridges, the relative displacement is too large to collision or even girder falling under earthquakes. A device named Cable-sliding Modular Expansion Joints(CMEJs) that can control the relative displacement and avoid collision under different ground motions is proposed. Working principle and mechanical model is described. This paper design the CMEJs, establish the restoring force model, verify the force model of this device by the pseudo-static tests, and describe and analyze results of the tests, and then based on a triple continuous beam bridge that has different heights of piers, a 3D model with or without CMEJs were established under Conventional System (CS) and Seismic Isolation System (SIS). The results show that this device can control the relative displacement and avoid collisions. The combination of isolation technology and CMEJs can be more effective to achieve both functions, but it need to take measures to prevent girder falling due to the displacement between pier and beam under large earthquakes.

비대칭단면 주형을 갖는 3차원 사장교의 고유진동해석 (Free Vibration Analysis of a 3-dimensional Cable-Stayed Bridge with the Unsymmetric Girder Cross-section)

  • 김철영;장승필
    • 대한토목학회논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.15-26
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    • 1991
  • 지진이나 바람과 같은 횡방향 하중이 가해졌을 때, 일반적으로 수직한 축에 대해서만 대칭인 단명을 갖는 교량의 주형은 횡방향 휨과 비틀림이 결합된 거동을 하게되어 특히 사장교의 케이블등에는 예상치 못했던 추가응력이 유발될 수 있다. 이러한 거동은 일반적인 뼈대요소로는 해석할 수 없으므로, 본 연구에서는 가상일의 원리와 운동에너지로 부터 임의의 단면형상을 갖는 기하학적 비선형 3차원 뼈대요소의 강도매트릭스와 질량매트릭스를 유도하여 주형을 모델링하고, 케이블요소는 Ernst가 제안한 등가탄성계수를 사용한다. 그리고 해석예를 통하여 이론의 타당성을 검증한 후, 3차원 사장교 모델의 고유진동해석을 수행하여 주형의 휨-비틀림 결합작용을 연구한다.

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이산 폰툰형 부유식 교량의 지진응답 해석 (Dynamic Analysis of Floating Bridge with Discrete Pontoons Subject to Earthquake Load)

  • 권장섭;백인열;장승필
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.147-154
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    • 2002
  • Dynamic response analysis are conducted for a floating bridge subjected to multiple support earthquake excitation. The floating bridge used in this study is supported by discrete floating pontoons and horizontal pretension cables supported at both ends of the bridge. The bridge is modeled with finite elements and the hydrodynamic added mass and added damping due to the surrounding fluid around pontoons are obtained using boundary elements. Multiple support excitation is introduced at both ends of the bridge and the time history response is compared to that of a simultaneous excitation. The results shows that the differences between two results are not so large except for cable tension for which the multiple support excitation yields larger values. During the analysis the concept of retardation function is utilized to consider the frequency dependency of the hydrodynamic coefficients.

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중앙일면식 케이블과 등형고를 갖는 Extradosed PSC 교량의 설계 및 시공 (Design & Construction of PSC Box-Girder Bridge with Central Suspension by Extradosed Cables and Constant Girder Depth)

  • 조의경;김성일;박종화;이수열
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.618-625
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    • 2003
  • The recent development of PSC girder bridges are mostly dedicated for optimization of self-weight, simplification of girder section for easy construction and minimization of maintenance efforts. Moreover some of those bridges are required as a landmark facility which raises the image of locality and harmony with surroundings. An extradosed bridge is one of the best alternates which not only covers the longer span than PSC box girder and also performs the role of landmark facility with much cheaper cost than cable stayed bridge. Hyundai is carrying out the construction of unique style extradosed bridge which have central suspension system and uniform girder depth named Keong-An grand bridge on the Sungnam-Janghowon Express highway. In this paper, major process of design and construction features of Keong-An bridge is presented.

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현수교 행어케이블의 장력 추정을 위한 직접탐색법 기반의 역해석 기법의 적용 (Application of Back Analysis Technique Based on Direct Search Method to Estimate Tension of Suspension Bridge Hanger Cable )

  • 김진수;박재봉;박광림;박동욱;김성완
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.120-129
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    • 2023
  • 행어케이블의 장력은 현수교의 건전성과 안전성을 확인할 수 있는 주요 응답 중 하나이다. 일반적으로 공용 중인 현수교에서 행어케이블의 장력을 추정하기 위해 진동법이 주로 사용되고 있다. 진동법은 행어케이블에서 고유진동수들을 측정하고 행어케이블의 형상 조건을 이용하여 간접적으로 장력을 추정하는 방법이다. 이 연구에서는 영상계측시스템을 이용하여 팔영대교의 행어케이블에 대하여 장력을 추정하였다. 영상계측시스템은 측정의 편의성과 경제성을 고려하여 디지털 캠코더와 삼각대를 사용하였다. 영상계측시스템을 이용하여 측정된 행어케이블의 응답은 변위 기반이므로 진동법을 적용하기 위한 고차모드의 고유진동수는 측정하기 어려울 수 있다. 이 연구에서는 저차모드의 고유 진동수를 이용하여 장력을 추정할 수 있는 역해석 기법을 적용하였다. 역해석 기법은 현장에서 측정된 행어케이블의 고유진동수들과 유한요소해석을 이용하여 산정된 고유진동수들의 오차를 목적함수로 정의하여 최적화를 수행하였다. 최적화 방법은 목적함수의 편미분이 필요 없는 직접탐색법을 적용하였다. 역해석 기법을 이용하여 산정된 장력과 진동법을 이용하여 추정된 장력을 비교 분석하여 역해석 기법에 대한 신뢰도와 정확도를 확인하였다. 그 결과 역해석 기법을 적용하면 저차모드의 고유진동수를 이용하여도 신뢰성 있는 장력의 추정이 가능하였다.

사장교의 케이블 진동저감을 위한 수동 제어시스템 (Passive Control System for Mitigation of Cable Vibration in Cable-Stayed Bridges)

  • 황인호;이종세
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권5A호
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    • pp.881-885
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    • 2006
  • 사장교 케이블은 구조적으로 휨강성과 감쇠력이 작아 풍우에 의해 쉽게 유해진동이 발생한다. 이러한 풍우진동을 저감시키기 위한 효과적인 방법으로 부가댐퍼를 장착하여 케이블의 감쇠력을 증가시키는 제어시스템이 널리 사용되어왔다. 그러나 사장교의 장대화로 인해 구조적으로나 미적으로 충분한 감쇠력을 제공할 수 있는 위치에 부가댐퍼를 장착하기 어렵게 되었다. 그러므로 본 논문은 사장교의 미관을 해치지 않으면서 기존의 제어시스템보다 효과적으로 케이블의 진동을 저감시킬 수 있는 새로운 개념의 제어시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 케이블 앵커리지에 적층고무베어링과 같은 유동이 가능한 장치와 내부댐퍼로 구성되었으며, 제어성능평가를 위해 해석모델을 개발하였다. 제안된 시스템의 제어성능 분석을 위해 수치해석을 수행하였으며 기존의 부가 댐퍼시스템과 진동 저감효과를 비교하였다. 제안된 제어시스템은 기존의 부가댐퍼 시스템 보다 효과적으로 진동을 저감시킬 수 있었으며 사장교 케이블의 풍우진동 저감을 위해 효과적인 시스템으로 사료된다.

FBG 센서를 이용한 사장교 초기재령 특성 모니터링 연구 (Monitoring of Early-age Behavior of concrete cable-stayed girder bridge by FBG sensors)

  • 장일영;박승민;김성겸;양재열;박준영
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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    • pp.105-106
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    • 2010
  • 본 연구에서는 대구 사장교 건설현장에 FBG 온도센서와 변형률 센서를 설치하여 콘크리트 타설 초기의 온도와 변형률을 모니터링을 실시하였으며, 이 연구에서 사용된 모니터링 기법은 매우 유용한 방법으로 실용화 될 수 있을 것으로 기대된다.

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지진하중을 받는 교량시스템에서의 Restrainer 보강효과분석 (Effects of Restrainer upon Bridge Motions under Seismic Excitations)

  • 김상효;원정훈;마호성
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제5권2호
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    • pp.13-22
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    • 2001
  • 지진하중을 받는 다경간 단순형교의 낙교방지대책으로 적용되는 cable restrainer를 적절하게 설계하기 위해서는 restrainer의 보강효과에 대한 분석이 우선적으로 이루어져야한다. 본 연구에서는 단순지지 다경간 교량시스템을 중심으로 restrainer로 보강된 교량의 보강효과와 다양한 교량의 영향 요소를 고려할 수 있는 단순화된 해석모형을 개발하였으며, 이를 바탕으로 대상교량의 인접 진동계간의 상대거리, 충돌력, 하부교각으로 전달되는 전단역과 휨모멘트의 변화 등의 동적거동특성을 조사하여 restrainer의 보강효과를 분석하였다. 또한, restrainer의 여유길이 변화, 강성변화, 그리고 restrainer 길이변화에 따른 응답특성을 분석하였다.

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케이블과 현수교 다리에서 일어나는 진폭이 큰 진동에 대한 연구 (Large Amplitude Oscillations in a Hanging Cable and Suspension Bridge: Some New Connections with Nonlinear Analysis)

  • 오혜영
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.33-38
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    • 2006
  • 케이블 뿐 아니라 현수교의 운동은 비선형 미분방정식에 지배된다. 미분방정식은 비선형성 때문에 진폭이 큰 해가 존재한다. 유한차분법을 이용하여 비선형 방정식의 주기근을 구한다. 일노드의 힘과 힘의 약간 변형된 형태를 이용하여 방정식의 해를 구한다.

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케이블 지지교량의 내진해석 (Seismic Analysis of Cable-Supported Bridges)

  • 서영국;정운용;조준상
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.233-240
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    • 1999
  • A general procedure is presented here to develope seismic design and analysis method for cable-supported bridges like suspension bridges subjected to ground motion. For representing a numerical model of suspension bridges. a new approach which satisfy design conditions for the initial equilibrium state of suspension bridges. without any nonlinear iterations. is proposed. The dynamic behavior of that model is verified by free vibration analysis. This study uses the response spectrum analysis to determine the Peak response of a suspension bridge to earthquake-induced ground motion. The SRSS(Square Root of Sum of Square). modal combination rule, is adopted for each direction, longitudinal and transverse. To illustrate the potential applicability for the seismic design of suspension bridges, a numerical example is presented in which the dynamic response of the Nam-hae suspension bridge subjected to earthquake

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