최근 시공 계획 중에 있는 3주탑 현수교는 주케이블이 교량 전구간에 한 번에 거치되어야 하므로 시공이 까다롭지만 시공에 사용되는 케이블 및 앵커리지 블록의 물량을 줄일 수 있는 이점이 있어 새로운 교량형식으로 그 가능성을 인정받고 있다. 3주탑 현수교는 경량구조인 케이블 부재를 이용하는 장대교량으로서 매우 유연하고 기하학적 비선형 거동을 나타내는 구조물이므로 해석 및 설계 시 풍하중과 같은 동적하중에 대한 응답을 분석해야 한다. 그러나 3주탑 현수교의 내풍해석과 동적 ...
최근 시공 계획 중에 있는 3주탑 현수교는 주케이블이 교량 전구간에 한 번에 거치되어야 하므로 시공이 까다롭지만 시공에 사용되는 케이블 및 앵커리지 블록의 물량을 줄일 수 있는 이점이 있어 새로운 교량형식으로 그 가능성을 인정받고 있다. 3주탑 현수교는 경량구조인 케이블 부재를 이용하는 장대교량으로서 매우 유연하고 기하학적 비선형 거동을 나타내는 구조물이므로 해석 및 설계 시 풍하중과 같은 동적하중에 대한 응답을 분석해야 한다. 그러나 3주탑 현수교의 내풍해석과 동적 응답특성을 파악하기 위해 진행되고 있는 연구는 미흡한 실정이다. 시공단계 중인 현수교는 완성계에 비해 충분한 강성이 발휘되지 않기 때문에 바람과 같은 동적하중에 매우 취약하다.
본 연구는 3주탑 현수교의 완성계뿐만 아니라 시공단계에서 시간영역에서 버페팅해석을 수행하였으며 해석결과를 토대로 시공 및 완성단계에서의 구조물의 풍하중에 대한 응답특성을 분석하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 먼저, 초기평형상태해석을 통하여 케이블 새그 및 종단선형을 만족하는 주케이블과 행어의 초기기준길이를 산정하였으며 시공단계에서 자유진동을 해석을 수행하여 고유진동수를 산출하였다. 시간영역해석에서 요구되는 변동풍속의 시간이력은 시뮬레이션 기법을 통하여 생성하였으며 크로스 코릴레이션을 이용하여 떨어진 두 지점의 공간상관관계를 고려하였다. 생성된 변동풍속의 시간이력은 요소의 절점에 시간이력 동적하중으로 작용한다. 마지막으로 실무적용을 위해 설계시 사용되는 거스트계수를 각 시공단계마다 산출하였다.
풍하중에 대한 3주탑 현수교의 정적 및 동적해석을 수행하여 응답특성을 비교한 결과 정적거동과 동적거동 결과 간 차이가 있음을 알 수 있었다. 정적 풍하중에 의한 응답은 동적 풍하중에 의한 응답에 비해 크게 발생하였다. 시공단계 및 완성계의 정적 풍하중에 의한 응답은 주케이블 및 거더의 중앙점에서 최대로 발생하였지만 변동풍속에 의한 동적응답은 주케이블의 1/4지점과 거더의 자유단에서 최대로 발생하는 모습을 보였다. 시공단계 중 보강거더의 횡방향 응답이 연직방향 응답에 비해 크게 나타나 전체 구조물 거동에 지배적으로 영향을 주지만 완성계의 보강거더는 횡방향 거동과 연직방향 거동의 차이가 크게 나타나지 않았다. 거더가설이 진행됨에 따라 연직방향 변위는 점점 증가하다 보강거더 폐합 전 시공단계를 정점으로 감소하는 경향을 보였다. 정적해석과 동적해석을 토대로 산출한 거스트계수는 시공단계와 거더 위치에 따라 다르게 나타나 설계시 이를 반영한 풍해석이 이루어져야 할 것으로 판단된다.
본 연구는 3주탑 현수교의 거동특성을 수치해석적 방법을 이용해 분석하였다. 3주탑 현수교의 거동특성을 더욱 명확히 하기 위해서는 현재 시공계획 중인 교량이 완공된 후 현장상황을 반영한 계측 결과와 수치해석적 방법에 의한 결과를 비교 분석할 수 있는 연구가 요구된다.
최근 시공 계획 중에 있는 3주탑 현수교는 주케이블이 교량 전구간에 한 번에 거치되어야 하므로 시공이 까다롭지만 시공에 사용되는 케이블 및 앵커리지 블록의 물량을 줄일 수 있는 이점이 있어 새로운 교량형식으로 그 가능성을 인정받고 있다. 3주탑 현수교는 경량구조인 케이블 부재를 이용하는 장대교량으로서 매우 유연하고 기하학적 비선형 거동을 나타내는 구조물이므로 해석 및 설계 시 풍하중과 같은 동적하중에 대한 응답을 분석해야 한다. 그러나 3주탑 현수교의 내풍해석과 동적 응답특성을 파악하기 위해 진행되고 있는 연구는 미흡한 실정이다. 시공단계 중인 현수교는 완성계에 비해 충분한 강성이 발휘되지 않기 때문에 바람과 같은 동적하중에 매우 취약하다.
본 연구는 3주탑 현수교의 완성계뿐만 아니라 시공단계에서 시간영역에서 버페팅해석을 수행하였으며 해석결과를 토대로 시공 및 완성단계에서의 구조물의 풍하중에 대한 응답특성을 분석하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 먼저, 초기평형상태해석을 통하여 케이블 새그 및 종단선형을 만족하는 주케이블과 행어의 초기기준길이를 산정하였으며 시공단계에서 자유진동을 해석을 수행하여 고유진동수를 산출하였다. 시간영역해석에서 요구되는 변동풍속의 시간이력은 시뮬레이션 기법을 통하여 생성하였으며 크로스 코릴레이션을 이용하여 떨어진 두 지점의 공간상관관계를 고려하였다. 생성된 변동풍속의 시간이력은 요소의 절점에 시간이력 동적하중으로 작용한다. 마지막으로 실무적용을 위해 설계시 사용되는 거스트계수를 각 시공단계마다 산출하였다.
풍하중에 대한 3주탑 현수교의 정적 및 동적해석을 수행하여 응답특성을 비교한 결과 정적거동과 동적거동 결과 간 차이가 있음을 알 수 있었다. 정적 풍하중에 의한 응답은 동적 풍하중에 의한 응답에 비해 크게 발생하였다. 시공단계 및 완성계의 정적 풍하중에 의한 응답은 주케이블 및 거더의 중앙점에서 최대로 발생하였지만 변동풍속에 의한 동적응답은 주케이블의 1/4지점과 거더의 자유단에서 최대로 발생하는 모습을 보였다. 시공단계 중 보강거더의 횡방향 응답이 연직방향 응답에 비해 크게 나타나 전체 구조물 거동에 지배적으로 영향을 주지만 완성계의 보강거더는 횡방향 거동과 연직방향 거동의 차이가 크게 나타나지 않았다. 거더가설이 진행됨에 따라 연직방향 변위는 점점 증가하다 보강거더 폐합 전 시공단계를 정점으로 감소하는 경향을 보였다. 정적해석과 동적해석을 토대로 산출한 거스트계수는 시공단계와 거더 위치에 따라 다르게 나타나 설계시 이를 반영한 풍해석이 이루어져야 할 것으로 판단된다.
본 연구는 3주탑 현수교의 거동특성을 수치해석적 방법을 이용해 분석하였다. 3주탑 현수교의 거동특성을 더욱 명확히 하기 위해서는 현재 시공계획 중인 교량이 완공된 후 현장상황을 반영한 계측 결과와 수치해석적 방법에 의한 결과를 비교 분석할 수 있는 연구가 요구된다.
While Three-Pylon suspension bridge being constructed recently decreases the quantity of the cable and anchorage blocks, it is reported to be very difficult to construct since main cable must be set up at one time over all the bridge system.. Because Three-Pylon suspension bridge has long span and i...
While Three-Pylon suspension bridge being constructed recently decreases the quantity of the cable and anchorage blocks, it is reported to be very difficult to construct since main cable must be set up at one time over all the bridge system.. Because Three-Pylon suspension bridge has long span and is composed of light members like to cable, it shows special characteristics such as flexibility and geometric nonlinearity. Therefore, when Three-Pylon suspension bridge is designed, it is necessary to confirm whether dynamic response under wind load fulfills design or not. However, the study on the wind-resistant analysis and dynamic responses has left much to be desired. In addition, suspension bridge under construction of stiffened girder is highly susceptible to the wind actions, because it has less stiffness and stability than finished bridge.
The purpose of this study is to apply dynamic characteristics of Three-Pylon suspension brid`ge to practical design by buffeting wind-analysis in time domain. Analysis of suspension bridge which is under construction as well as analysis of finished bridge is executed. First of all, initial reference lengths of main cable and hangers are determined to satisfy the requirement of sag and longitudinal elevation by initial equilibrium state analysis. And then natural frequency and mode shape of bridge in each construction step are calculated by free vibration analysis. The turbulent wind velocity that is demanded for time domain analysis has been generated by applying simulation process considering the cross correlation of distance between two points. In addition, this study calculates and evaluates gust factor for application in practical wind resistance design.
Results of numerical analysis show that static responses by mean wind velocity are different from dynamic responses by turbulent wind velocity: magnitude of maximum response and point where maximum response comes out. Lateral responses shows to be of more governing effect of bridge in construction step with comparison with vertical components. On the other hand, vertical responses shows to be of more governing effect of bridge in complete construction with comparison with lateral components. As stiffened girders are constructed, responses of main cable and stiffened girder rise increasingly until stiffened girder is connected, and then responses of finished bridge have highly decreased. Therefore, it is necessary to take measures to wind resistance in construction step ahead of connected step.
This study contains numerical analysis of dynamic response of Three-Pylon suspension bridge acting on turbulent wind velocity; however, it is necessary to compare result of numerical analysis with measuring value at site in order to confirm clearly dynamic characteristics of Three-Pylon suspension bridge.
While Three-Pylon suspension bridge being constructed recently decreases the quantity of the cable and anchorage blocks, it is reported to be very difficult to construct since main cable must be set up at one time over all the bridge system.. Because Three-Pylon suspension bridge has long span and is composed of light members like to cable, it shows special characteristics such as flexibility and geometric nonlinearity. Therefore, when Three-Pylon suspension bridge is designed, it is necessary to confirm whether dynamic response under wind load fulfills design or not. However, the study on the wind-resistant analysis and dynamic responses has left much to be desired. In addition, suspension bridge under construction of stiffened girder is highly susceptible to the wind actions, because it has less stiffness and stability than finished bridge.
The purpose of this study is to apply dynamic characteristics of Three-Pylon suspension brid`ge to practical design by buffeting wind-analysis in time domain. Analysis of suspension bridge which is under construction as well as analysis of finished bridge is executed. First of all, initial reference lengths of main cable and hangers are determined to satisfy the requirement of sag and longitudinal elevation by initial equilibrium state analysis. And then natural frequency and mode shape of bridge in each construction step are calculated by free vibration analysis. The turbulent wind velocity that is demanded for time domain analysis has been generated by applying simulation process considering the cross correlation of distance between two points. In addition, this study calculates and evaluates gust factor for application in practical wind resistance design.
Results of numerical analysis show that static responses by mean wind velocity are different from dynamic responses by turbulent wind velocity: magnitude of maximum response and point where maximum response comes out. Lateral responses shows to be of more governing effect of bridge in construction step with comparison with vertical components. On the other hand, vertical responses shows to be of more governing effect of bridge in complete construction with comparison with lateral components. As stiffened girders are constructed, responses of main cable and stiffened girder rise increasingly until stiffened girder is connected, and then responses of finished bridge have highly decreased. Therefore, it is necessary to take measures to wind resistance in construction step ahead of connected step.
This study contains numerical analysis of dynamic response of Three-Pylon suspension bridge acting on turbulent wind velocity; however, it is necessary to compare result of numerical analysis with measuring value at site in order to confirm clearly dynamic characteristics of Three-Pylon suspension bridge.
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