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장경간 보도교의 내풍안정성에 관한 연구
A Study on the Aerodynamic Stability of Long Span Pedestrian Bridges 원문보기

대한토목학회논문집 = Journal of the Korean Society of Civil Engineers, v.39 no.2, 2019년, pp.287 - 296  

이승호 (전북대학교 KOCED 대형풍동실험센터) ,  정회갑 (전북대학교 토목공학과) ,  권순덕 (전북대학교 토목공학과)

초록
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최근 지자체들이 경쟁하듯이 건설하고 있는 장경간 케이블 보도교(일명 출렁다리)는 공원 시설로 인식되어 제대로 된 검토와 설계 없이 진행되는 경우가 있다. 케이블 보도교는 기존 도로 현수교보다 훨씬 유연한 특성으로 인하여 내풍안정성 확보는 반드시 필요하며, 오히려 더 기존의 도로교보다 다양한 관점에서 상세하게 검토되어야 한다. 이에 본 연구에서는 케이블 보도교의 내풍 특성을 파악하고, 고유진동수를 추정할 수 있는 추정식을 제시하였다. 또한 경간장에 따른 플러터 풍속 추정에 대한 추세선을 제시하여 평판 거더 보도교의 내풍안정성 확보의 어려움과 그 한계를 제시하였다. 그리고 풍동실험을 통해 바닥 데크 그레이팅 적용 비율 변화를 통해 내풍안정성을 만족하는 단면을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 방법은 향후 세장 케이블 보도교 계획시 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In recent years, a number of long span cable-stayed pedestrian bridges have been constructed to the advantages of relatively low cost construction and the many tourists visiting. However, most of the pedestrian bridges are located in parks or sightseeing areas, so they are conducted without proper r...

주제어

#보도교   #내풍안정성   #풍동실험   #그레이팅  

표/그림 (19)

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구는 장경간 보도교의 내풍안정성 확보를 위한 방법과 그 필요성을 제시하는데 목적을 두고 있다. 이를 위하여 기존 보도교의 제원을 수집하여 그 특성을 분석하고 변장비가 내풍안정성에 미치는 상대적인 영향을 평가하였다.
  • 보도교는 도로교와 유사한 수준의 박스 거더 형식부터 높은 산악지에 주로 설치하는 단순 목재 데크와 케이블을 조합한 출렁다리까지 다양하게 존재한다. 본 연구에서는 보도교의 특성을 파악하여 현재국내 장경간 보도교에 주로 사용되는 목재 데크 채용시 설계의 한계를 도출하는데 도움을 주고자 한다. 이를 위하여 국내 건설된 주경간장 50 m 이상의 보도교의 제원을 수집하였다(Table 1).
  • 아울러 출렁다리만의 내풍 특성을 충분히 고려하여 일반적인 보도교보다 오히려 더 상세하고 다양한 관점에서 검토되어야 한다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 케이블 보도교의 전반적인 구조 특성을 파악하고, 내풍안정성을 형상시키기 위한 방법을 연구하였으며 그 결과를 소개하고자 한다.
  • 이에 본 연구에서는 평판 거더 장경간 보도교의 내풍안정성의 한계를 간접적으로 추정하기 위하여 유선형 단면의 경우 잘 맞다고 알려져 있는 Selberg의 근사식을 적용(Strommen, 2005)하여 장경 간 보도교의 플러터 발생 풍속을 추정하여 보았다. Selberg 근사식에 고려한 고유진동수는 앞에서 제시한 추세선을 이용하여 경간장에 따른 수직과 비틈 고유진동수이다.
  • 플러터 풍속에 미치는 모드의 영향을 평가하기 위해 본 연구에서는 해석에 사용된 모드수에 따라 발생하는 플러터 풍속의 변화를 살펴보았다. 해석 결과는 Fig.

가설 설정

  • 이에 풍동실험에 적용할 목표 진동수 결정을 위해서 공탄성 해석을 풍동실험 전에 먼저 수행하였다. 내풍 안정성이 가장 취약하다고 판단되는 바닥판이 100 % 막혀있는 기본 단면을 대상으로 하기 때문에 평판이라고 가정하고 평판의 플러터계수를 사용하였다. 본 연구에서 사용한 평판의 플러터계수는 Fig.
  • 최근 들어 국내외에서 다양한 형식의 보도교가 계획되고 건설되고 있다. 전국의 산과 강, 섬 등에 설치된 ‘출렁다리’가 관광 핫플레이스로 부상하면서 지역의 랜드마크 및 관광산업의 일환으로 지자체들이 경쟁하듯이 장경간의 유연한 구조를 가지는 보도교를 다수 건설하고 있다. 또한 최고 및 최장이라는 타이틀을 획득하기 위해서 보다 긴 경간장을 가지는 보도교의 건설이 계획되어 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
보도교의 다른 이름은 무엇인가? 하지만 이러한 출렁다리의 경우 도로법의 적용을 받지 않는다는 이유로 ‘시설물안전 및 유지관리에 관한 특별법’과 ‘재난 및 안전관리 기본법’관리 대상에서도 제외되어 있다. 보도교에 대한 용어 자체도 “흔들다리”, “출렁다리”, “무주탑 현수교”, “보도 현수교(사장교)”, “스트레스 리본교” 등 다양하게 혼재되어 사용되고 있다.
공원 시설로 인식된 장경간 케이블 보도교(일명 출렁다리)에 건설시 요구되는 것은? 최근 지자체들이 경쟁하듯이 건설하고 있는 장경간 케이블 보도교(일명 출렁다리)는 공원 시설로 인식되어 제대로 된 검토와 설계 없이 진행되는 경우가 있다. 케이블 보도교는 기존 도로 현수교보다 훨씬 유연한 특성으로 인하여 내풍안정성 확보는 반드시 필요하며, 오히려 더 기존의 도로교보다 다양한 관점에서 상세하게 검토되어야 한다. 이에 본 연구에서는 케이블 보도교의 내풍 특성을 파악하고, 고유진동수를 추정할 수 있는 추정식을 제시하였다.
내풍안정성 검토가 수행되지 못하는 주된 이유는 무엇인가? 일부 보도교의 경우에 발주처와 설계자의 이해 부족 및 예산상의문제로 인하여 엄밀한 내풍안정성 검토가 수행되지 않은 경우가 있다. 도로교의 경우 다양한 공기역학적 제진 방법을 통해 내풍안정성을 확보하고 있다(Gimsing,2009; Simiu and Miyata,2006).
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