• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 추계 학술발표회논문집
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• pp.360-367
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• 2003

This paper presents passive vibration control method to suppress train-induced vibration on a long-span steel arch bridge. According to the train load frequency analysis, undesirable resonance of a bridge will occur when the impact frequency of the train axles are close to the modal frequencies of the bridge. Because the first mode shape of the long-span steel arch bridge may take anti-symmetric shape along the bridge direction, however, the optimal control configuration for resonance suppression should be considered carefully In this study, bridge-vehicle element is used to estimate the bridge-train interaction precisely. From the numerical simulation of a loom steel arch bridge under TGV-K train loading, dynamic magnification influences are evaluated according to vehicle moving speed and efficient control system with passive dampers are presented in order to diminish the vertical displacement and vertical acceleration.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제31권6호
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• pp.737-749
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• 2009

The problem of estimating the dynamic response of a distributed parameter system excited by a moving vehicle with random initial velocity and random vehicle body mass is investigated. By adopting the Galerkin's method and modal analysis, a set of approximate governing equations of motion possessing time-dependent uncertain coefficients and forcing function is obtained, and then the dynamic response of the coupled system can be calculated in deterministic sense. The statistical characteristics of the responses of the system are computed by using improved perturbation approach with respect to mean value. This method is simple and useful to gather the stochastic structural response due to the vehicle-passenger-bridge interaction. Furthermore, some of the statistical numerical results calculated from the perturbation technique are checked by Monte Carlo simulation.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.29-37
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• 2015

본 연구에서는 BWIM(Bridge Weigh-in-Motion) 시스템을 기반으로 주행차량의 총중량 및 축중량 추정을 수행하였다. BWIM 시스템의 개발을 위해 차량 주행시험은 필수적이지만 그 비용과 시간이 많이 소요되고, 다양한 차량 주행 조건의 적용이 어렵다. 따라서 차량 주행시험의 비용 및 시간적 문제점을 보완하고, 주행 조건에 따른 다양한 교량응답의 확보할 수 있는 수치 시뮬레이션이 현장실험과 병행되어야한다. 본 연구에서는 교량의 동적특성을 반영하는 수치 시뮬레이션을 수행하여 교량의 응답을 획득하고, 통행 차량의 중량을 산출하는 BWIM 시스템에 적용하여 총중량 및 축중량 추정을 수행하고 정밀해석모델기반 과적단속기술에 대하여 제안하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.17-25
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• 2010

본 연구는 U-채널 세그멘탈 콘크리트 교량의 차량 충돌 안전성에 대한 연구를 수행하였다. U-채널 세그멘탈 콘크리트 교량은 추가 고정하중을 감소시키고, 측보가 방호벽 역할을 동시에 수행하는 교량이라는 장점을 가지고 있다. 그러나 측보의 파괴는 전체 교량의 붕괴로 이어질 수 있는 위험 요소를 가지고 있다. 따라서, U-채널 세그멘탈 콘크리트 교량 측보의 차량 충돌에 따른 거동분석 및 특성파악이 필요하다고 판단된다. 본 논문에서는 AASHTO LRFD 설계기준 (2007)의 정적 및 동적 차량 충돌해석 기준을 적용하여 U-채널 세그멘탈 콘크리트 교량의 충돌해석을 수행하였다. 정적차량충돌해석의 경우에는 AASHTO LRFD 설계기준 (2007)에서 제시하고 있는 등가정적하중 재하하여 해석을 수행하고, 동적차량충돌의 경우에는 AASHTO LRFD 설계기준 (2007)의 방호벽 충돌실험기준에 근거한 실제 차량을 모델링하여 충돌해석을 통한 안전성 검토를 수행하였다. 검토결과, AASHTO LRFD 설계기준 (2007)을 만족하는 정적 및 동적 충돌하중에 대해 U-채널 교량시스템은 안전성을 확보하고 있는 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4D호
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• pp.523-533
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• 2009

본 연구는 주행하는 자기부상열차와 교량간의 동적상호작용 특성을 파악하는 것이다. 이를 위해서 차량에 의한 교량의 정적처짐을 레일조도에 포함시켜 가진형태로 고려되는 2자유도 자기부상열차의 운동방정식과 동적상호작용에 의한 교량의 동적처짐을 레일조도와 함께 고려된 열차의 운동방정식을 각각 유도하였다. 이때 EMS위치에서의 부상공극 및 연직방향의 상태로부터 전상태를 추정하는 LQG기법을 고려하였다. 수치해석결과 레일조도가 없는 경우에는 자기부상열차의 주행성에 차량-교량간의 동적상호작용효과가 현저하게 커지지만, 레일조도가 고려될 경우에는 교량의 정적처짐을 가진으로 고려한 경우와 동적상호작용을 고려한 해석결과의 차이가 크지 않다는 것을 관찰할 수 있었다. 결론적으로 교량의 충격계수와 자기부상열차의 주행성능을 정확히 파악하기 위해서는 레일조도를 포함하는 교량-차량간의 동적상호작용해석이 필요한 것으로 판단된다.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제2권3호
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• pp.263-276
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• 2009

This paper is intended to investigate interaction response of a train running over a suspension bridge undergoing support settlements. The suspension bridge is modeled as a single-span suspended beam with hinged ends and the train as successive moving oscillators with identical properties. To conduct this dynamic problem with non-homogeneous boundary conditions, this study first divides the total response of the suspended beam into two parts: the static and dynamic responses. Then, the coupled equations of motion for the suspended beam carrying multiple moving oscillators are transformed into a set of nonlinearly coupled generalized equations by Galerkin's method, and solved using the Newmark method with an incremental-iterative procedure including the three phases: predictor, corrector, and equilibrium-checking. Numerical investigations demonstrate that the present iterative technique is available in dealing with the dynamic interaction problem of vehicle/bridge coupling system and that the differential movements of bridge supports will significantly affect the dynamic response of the running vehicles but insignificant influence on the bridge response.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2006년도 추계학술대회 특별세미나 특별세션
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• pp.239-252
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• 2006

The existing track structure for urban Maglev system is designed for the Maglev vehicles of HSST in Japan and UTM in Korea. The tracks hvaing cross beams for supporting rails are located on bridge girders and have several draw backs. Linimo in Nagoya, Japan, the first commercial urban Maglev line, has separated tracks from a bridge to overcome the previous track structure. However, the Linimo just put the existing track on bridge deck. This study suggests a improved track structure for urban Maglev system and compares the behavior of the new and existing track through static structural analyses. In the improved track, the power collector of a Maglew vehicle is installed parallel to the bridge deck surface, and, thus, the bottom width of the track structure is not limited by the vehicle's width. Therefore, the live load is distributed more effectively by the wide bottom of the track. Also, steel plates instead of steel cross beams are used to support rails, and, thus, the rail's deflection is improved.

• Smart Structures and Systems
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• 제13권5호
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• pp.849-868
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• 2014

An indirect approach is explored for structural health bridge monitoring allowing for wide, yet cost-effective, bridge stock coverage. The detection capability of the approach is tested in a laboratory setting for three different reversible proxy types of damage scenarios: changes in the support conditions (rotational restraint), additional damping, and an added mass at the midspan. A set of frequency features is used in conjunction with a support vector machine classifier on data measured from a passing vehicle at the wheel and suspension levels, and directly from the bridge structure for comparison. For each type of damage, four levels of severity were explored. The results show that for each damage type, the classification accuracy based on data measured from the passing vehicle is, on average, as good as or better than the classification accuracy based on data measured from the bridge. Classification accuracy showed a steady trend for low (1-1.75 m/s) and high vehicle speeds (2-2.75 m/s), with a decrease of about 7% for the latter. These results show promise towards a highly mobile structural health bridge monitoring system for wide and cost-effective bridge stock coverage.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.711-720
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• 2002

본 연구에서는 곡선교에서 주행차량에 의한 동적 응답을 보다 정밀하게 구현할 수 있는 3차원 해석 모형을 개발하였다. 원심력에 의한 차량의 롤링운동에 따른 차량의 쏠림현상을 구현하여 곡선교의 대표적인 응답특성인 편경사와 곡률반경에 따른 동적응답과 받침의 변화에 따른 동적 응답 특성을 규명하였으며, 2가지 지점조건에 대하여 주행차량에 의한 곡선교의 동적 특성을 비교 분석하였다. 또한 이와 함께 곡선교에서 어떤 파라미터가 하중 분배에 가장 효율적인가를 비교 분석하였다. 동적해석결과 받침이 외측에 배치된 경우가 중앙에 배치된 경우보다 더 유리하게 분석되었으며, 여러 가지 조건에 따라 하중분배 특성이 다르게 나타남을 알 수 있었다.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제4권4호
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• pp.273-289
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• 2011

The vibration response of the bridges under the moving vehicular load is of importance for engineers to estimate the serviceability of existing bridges and to design new bridges. This paper deals with the three dimensional vibration analysis of prestressed concrete bridges under moving vehicles. The prestressed bridges are modeled by four-node isoparametric flat shell elements with the transverse shearing deformation taken into account. The usual five degrees-of-freedom (DOFs) per node of the element are appended with a drilling DOF to accommodate the transformation of the local stiffness and mass matrices to the global coordinates. The vehicle is modeled as a single or two-DOF system. A single-span prestressed Tee beam and two-span prestressed box-girder bridge are studied as the two numerical examples. The effects of prestress forces on the natural frequencies and dynamic responses of the bridges are investigated.