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진동기반의 SI 기법을 이용한 현수교 행어의 장력 추정 : Ⅰ. 이론
박대효(Park Taehyo),문석용(Moon Seokyong),주환중(Joo Hwan Joong),김병화(Kim Byeong Hwa) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 A Vol.27 No.2A
현수교 행어는 케이블의 일부가 클램프로 구속된 형태를 지니고 있어 단일 케이블을 모델로 한 기존의 고유진동수 기반의 장력 추정 방법들로는 정확한 장력 추정이 힘들다. 이러한 기존의 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 고유진동수 정보만을 이용한 시스템 인식 기법이 시용되었다. 단일 케이블과는 다른 행어의 거동을 인식하기 위하여 3차원 유한요소모델이 구성되었으며 인식 대상으로 케이블 장력을 포함한 강성치들이 포함되었다. 제안된 방법의 검증을 위하여 다양한 경우에 대한 수치 검증이 이뤄졌으며 그 결과는 기존의 방법에 의한 결과와 비교, 검토되었다. Hanger cables in suspension bridges have a particular form - two parallel hanger cables are tied by a horizontal clamp. Hence, it is difficult to estimate the accurate tension of a hanger using the existing frequency-based method based on the simple mathematical model of a single cable. To resolve this problem, in this paper, a frequency-based system identification thechnique is adopted. The complex behavior of the hanger cables has been identified by the aid of a three dimensional finite element analysis. In conjunction with the system identification algorithm and the finite element analysis, tension and other flexural rigidities of the hanger cable has been identified by a proposed approach. To verify the proposed technique, a set of various numerical verifications have been conducted. Finally, the results from the proposed approach have been compared with those from the exising technique.
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진동기반의 SI 기법을 이용한 현수교 행어의 장력 추정 : Ⅱ. 현장적용
김병화(Kim Byeong Hwa),문석용(Moon Seokyong),배인환(Bae In Hwan),박대효(Park Taehyo) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 A Vol.27 No.2A
본 논문은 시스템 인식 기법을 이용한 현수교 행어의 장력 추정 방법에 대한 현장 적용 사례를 소개한다. 이를 위하여 영종대교의 행어에 대한 고유진동수 및 고유형상의 계측이 수행되었다. 계측된 데이터를 통하여 클램프의 구속에 의한 행어의 동적 특성이 확인되었고 제안된 장력 추정 방법에서 모델의 적합성 및 시스템 인식의 정확성이 검증되었다. 최종적인 장력 추정 결과는 기존에 보고된 결과와 비교검토되었다. 긴 행어에 대해서는 기존의 보고된 장력값과 비슷하였으나 짧은 행어에 대해서는 큰 차이를 보였다. This paper introduces a field application of a newly proposed tension estimation method for a double hanger cable system in suspension bridges. As described in the accompanying paper, the method is based on the frequency-based system identification technique in conjunction with a finite element analysis. A set of field modal testing has been completed to measure a set of the natural frequencies and the mode shapes of hanger cables in the Yong-Jong Grand Suspension Bridge. From the measured data, the interesting dynamic characteristics of double hanger cable system due to a clamp have been revealed. Next, the feasibility and applicability of the proposed method are examined for the field data. The results are compared with those of the previous study. The estimated tension of the proposed approach is similar to that of the existing method if the length of hanger cable is relatively long. However, a significant difference has been found in the case of relatively short hanger cable system.
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