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문제 정의
- 그러므로 본 논문에서는 사장교의 미관을 해치지 않으면서 기존 제어시스템보다 효과적으로 케이블의 진동을 저감시킬 수 있는 새로운 개념의 사장교 케이블 진동제어시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 케이블 정착부에 적층고무베어링과 같은 유동이 가능한 장치와 내부댐퍼로 구성되어 있으며, 제어성능평가를 위해 해석모델을 개발하였다.
- 본 논문에서는 사장교 케이블의 진동 저감을 위해 새로운 개념의 진동제어 시스템을 제안하였으며, 케이블 단부에 적층고무베어링과 내부댐퍼로 구성된 시스템의 제어성능 평가를 위해 해석모델을 개발하였다. 최적의 감쇠계수를 적용하여 제안된 시스템의 제어성능을 비감쇠 시스템과 기존의 수동댐퍼 시스템과 비교하여 평가하였다.
가설 설정
- 일반적으로 비바람에 의한 케이블의 진동은 저차모드에서 발생하는 것으로 알려져 있다(Main & Jones 1999). 그러므로 본 연구에서는 다음과 같이 풍하중에 의해 발생되는 분포하중 을 다음과 같이 1차 모드로 가정하였다.
- 그림 7로 부터 구한 최적의 감쇠계수를 적용하여 제안된 시스템의 제어성능을 비감쇠 시스템 및 최적의 부가댐퍼시스템 그리고 비감쇠 시스템과 비교하였다. 그림 8에서와 같이 제안된 시스템은 시스템 변수(#)가 각각 0.01, 0.05, 0.1, 0.2일 경우이고, 기존의 부가댐퍼시스템은 부가댐퍼의 위치(xd)가 각각 0.01, 0.02로 가정하였다. 제어성능 평가를 위해 케이블 전구간에서의 RMS 변위를 그래프로 나타내었다.
- 여기서 W(t)는 E[W(t)W(t+τ)]=δ(τ)인 Zero-mean Gaussian White Noise로 가정하였다.
- 제안된 사장교 케이블 진동제어시스템의 제어성능을 평가하기 위해 케이블의 감쇠율과 RMS 변위를 기존의 부가댐퍼 시스템(그림 4)과 비교, 분석하였다(Pacheco 등 1993, Krenk 2000). 여기서 기존 부가댐퍼시스템의 댐퍼 부착 위치(xd)를 각각 0.01과 0.02로 가정하였으며, 제안된 시스템의 경우 시스템변수 # 를 각각 0.01, 0.05, 0.1, 0.2로 변화시키면서 수치해석을 수행하였다.
- 제안된 사장교 케이블 진동제어시스템의 동적해석을 위해 상태공간방정식(State-Space Equation)을 유도하였으며, 외력인 풍하중을 가정하였다. 또한 제어성능 평가를 위한 RMS(Root Mean Square) 방법을 적용하였다.
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