• Smart Structures and Systems
• /
• 제24권5호
• /
• pp.617-630
• /
• 2019

Currently most of the vision-based structural identification research focus either on structural input (vehicle location) estimation or on structural output (structural displacement and strain responses) estimation. The structural condition assessment at global level just with the vision-based structural output cannot give a normalized response irrespective of the type and/or load configurations of the vehicles. Combining the vision-based structural input and the structural output from non-contact sensors overcomes the disadvantage given above, while reducing cost, time, labor force including cable wiring work. In conventional traffic monitoring, sometimes traffic closure is essential for bridge structures, which may cause other severe problems such as traffic jams and accidents. In this study, a completely non-contact structural identification system is proposed, and the system mainly targets the identification of bridge unit influence line (UIL) under operational traffic. Both the structural input (vehicle location information) and output (displacement responses) are obtained by only using cameras and computer vision techniques. Multiple cameras are synchronized by audio signal pattern recognition. The proposed system is verified with a laboratory experiment on a scaled bridge model under a small moving truck load and a field application on a footbridge on campus under a moving golf cart load. The UILs are successfully identified in both bridge cases. The pedestrian loads are also estimated with the extracted UIL and the predicted weights of pedestrians are observed to be in acceptable ranges.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권5호
• /
• pp.2081-2091
• /
• 2013

최근, 엔지니어링의 실무에서 토목 시설물의 설계 및 유지관리 단계를 위한 효과적인 생애주기비용(Life Cycle Cost; LCC) 산정 방법의 실무적인 적용에 대한 요구가 높아지고 있다. 이와 같이, 21세기에 들어 엔지니어링의 최적 의사결정의 실무적 문제에 가치공학과 더불어 생애주기비용 분석은 새로운 패러다임으로 주목받고 있지만 이러한 연구 개발의 괄목할만한 진보에도 불구하고, 대부분의 설계단계 생애주기비용 분석은 확정적, 확률적 분석기법에 그치고 있고 적용 가능한 구조물도 일반 교량에 국한되어 있다. 따라서 본 논문은 설계단계 생애주기비용 분석에 대한 실용적이고 합리적인 신뢰성해석 기반 성능저하 모델을 고려하여 기존의 분석방법을 업데이트하는 분석 방법론을 개발하고 이를 특수교인 사장교에 적용하는데 목적이 있다. 이에 현재가치의 합으로 표현되는 직/간접 유지관리비용을 기존 방법과는 다르게 기대 성능저하모델에 바탕을 둔 최적 유지관리 시나리오를 통한 생애주기비용 분석 기법으로 제시하였다. 마지막으로 본 논문에서 제안한 업데이트된 생애주기비용 분석의 방법론을 실제 고속도로 사장교 건설 프로젝트의 설계단계 의사결정 문제에 적용하여 합리적이고 체계적인 분석 방법 및 최적의사결정과정을 제시하였다.

• Wind and Structures
• /
• 제22권2호
• /
• pp.211-234
• /
• 2016

Super long-span bridges provide people with great convenience, but they also bring traffic safety problems caused by strong wind owing to their high decks. In this paper, the large eddy simulation together with dynamic mesh technology in computational fluid dynamics (CFD) is used to explore the mechanism of a moving vehicle's transient aerodynamic force in crosswind, the regularity and mechanism of the vehicle's aerodynamic forces when it passes through a bridge tower's wake zone in crosswind. By comparing the calculated results and those from wind tunnel tests, the reliability of the methods used in the paper is verified on a moving vehicle's aerodynamic forces in a bridge tower's wake region. A vehicle's aerodynamic force coefficient decreases sharply when it enters into the wake region, and reaches its minimum on the leeward of the bridge tower where exists a backflow region. When a vehicle moves on the outermost lane on the windward direction and just passes through the backflow region, it will suffer from negative lateral aerodynamic force and yaw moment in the bridge tower's wake zone. And the vehicle's passing ruins the original vortex structure there, resulting in that the lateral wind on the right side of the bridge tower does not change its direction but directly impact on the vehicle's windward. So when the vehicle leaves from the backflow region, it will suffer stronger aerodynamic than that borne by the vehicle when it just enters into the region. Other cases of vehicle moving on different lane and different directions were also discussed thoroughly. The results show that the vehicle's pneumatic safety performance is evidently better than that of a vehicle on the outermost lane on the windward.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제16권3호통권70호
• /
• pp.355-363
• /
• 2004

선행연구에서 개발된 개선된 초기형상해석법을 이용하여 케이블지지교량의 초기장력과 보강거더, 주탑의 축방향 압축력을 구하였으며, 이를 이용하여, 케이블 지지교량의 전체 시스템에 대한 좌굴해석을 할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 케이블은 트러스요소, 주탑과 보강거더는 보-기둥요소로 모델링하고 대응하는 탄성 및 기하강성행렬을 제시하였다. 초기평형해석을 통하여 얻은 부재력을 이용하여 좌굴파라미터값을 결정하고 이에 대응하는 각 주요부재의 좌굴하중을 산정하고 유효좌굴길이를 구한다. 사장교 및 자정식 현수교에 대하여 결과를 제시하였으며, 결론적으로 이렇게 구한 유효좌굴길이는 축방향력 및 휨모멘트를 동시에 받는 케이블 지지교량의 부재의 안정성 검토에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제18권6호
• /
• pp.1369-1389
• /
• 2015

In order to investigate the behaviour of lying multi-stud connectors in cable-pylon anchorage zone, twenty-four push-out tests are carried out with different stud numbers and diameters. The effect of concrete block width and tensile force on shear strength is investigated using the developed and verified finite element model. The results show that the shear strength of the lying multi-stud connectors is reduced in comparison with the lying single-stud connector. The reduction increases with the increasing of the number of studs in the vertical direction. The influence of the stud number on the strength reduction of the lying multi-stud connectors is decreased under combined shear and tension loads compared with under pure shear. Yet, due to multi-stud effect, they still can't be ignored. The concrete block width has a non-negligible effect on the shear strength of the lying multi-stud connectors and therefore should be chosen properly when designing push-out specimens. No obvious difference is observed between the strength reductions of the studs with 22 mm and 25 mm diameters. The shear strengths obtained from the tests are compared with those predicted by AASHTO LRFD and Eurocode 4. Eurocode 4 generally gives conservative predictions of the shear strength, while AASHTO LRFD overestimates the shear strength. In addition, the lying multi-stud connectors with the diameters of 22 m and 25 mm both exhibit adequate ductility according to Eurocode 4. An expression of load-slip curve is proposed for the lying multi-stud connectors and shows good agreement with the test results.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제9권6호
• /
• pp.75-90
• /
• 2005

사장교의 효과적 지진응답제어를 위하여 MR 감쇠기를 이용한 준능동 퍼지 제어기법을 제시하였다. 제시하는 방법은 MR 감쇠기의 응답정보만을 이용한 퍼지추론 과정을 통하여 준능동 제어를 수행하는 방법으로서, 능동제어이론에 기반한 기존 준능동 제어기법과 달리, 별도의 능동제어기를 설계할 필요가 없는 간단한 구조로서 구성될 수 있다. 제시한 제어기법의 제어성능을 평가하기 위해 사장교 벤치마크 문제에 적용하였으며 기존 준능동 제어기법들과의 성능비교를 통하여 그 효율성을 평가하였다. 제어성능을 비교한 결과, 제시하는 준능동 퍼지 제어기법은 주탑의 전단력 및 휨모멘트, 데크의 수평변위, 그리고 케이블 장력 등의 상충하는 지진응답들을 동시에 효과적으로 제어함으로써 지진응답제어에 매우 효율적인 제어전략이 될 수 있음을 보였다.

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

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제24권2호
• /
• pp.177-184
• /
• 2011

본 논문에서는 PSC 사장교의 시간 의존적 효과가 시공단계 및 극한 거동에 미치는 영향을 파악하기 위하여 재료 비선형, 시공단계별 시간 의존적 해석 및 변화하는 구조시스템에서의 기하 비선형해석 등을 포함한 비선형해석 방법을 제시하였다. 이를 위해 Spacone(1998)이 제안한 유연도법에 근거한 파이버 보-기둥요소를 사용하였으며, 건설기술연구원에서 새롭게 개발한 범용 유한요소해석 프로그램 HFC에 사용자 정의된 요소를 추가하여 사용하였다. 검증대상 교량에 대한 시간 의존적 효과를 고려하여 해석한 결과 시공단계에서의 처짐은 시간 의존적 효과를 고려하지 않은 경우보다 매우 크게 나타났으며, 극한거동에서는 시간 의존적 효과를 고려한 경우 더 작은 처짐에서 교량이 파괴되는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제11권1호
• /
• pp.141-152
• /
• 2007

극한하중을 견딜 수 있도록 설계된 구조물이라도 내재된 확률변수의 불확실성 때문에 구조물의 응답특성을 평가하는데 있어서 기존의 결정론적 방법에 비해 확률유한요소법을 이용하는 것이 보다 합리적일 것이다. 따라서 본 연구에서는 실제 시공된 사장교를 대상으로 확률변수가 교량의 안전성에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위해 민감도 분석을 수행하였다. 초기형상해석을 수행한 후, 확률유한요소해석 및 민감도 분석과정의 효율성을 위해 섭동법을 이용하여 해석프로그램을 개발하였다. 개발된 해석프로그램의 정확성은 몬테카르로 시뮬레이션 방법에 의한 해석프로그램을 개발하여 검증하였다. 각각의 확률변수의 변동계수에 따른 대상 사장교의 응답에 대한 민감도 분석을 수행한 결과, 외부하중에 의한 영향이 지배적인 것을 확인할 수 있었다. 부재강성 및 케이블의 긴장력 등도 부재에 따라 큰 영향을 나타내므로, 구조물 설계 시 개발된 프로그램이 안전성 확보에 기여할 것으로 판단된다.

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