실 통행열차에 의한 강박스거더 교량의 동적응답에 대한 확률론적 분석

황의승,김도영,여인호,Hwang, Eui Seung,Kim, Do Young,Yeo, Inho 한국강구조학회 2016 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.28 No.3

철도교량의 경우 구조적인 안정성과 함께 주행 안전성과 승차감이 중요한 설계 고려 인자이다. 이 논문에서는 실제 통행열차에 의한 강박스거더 교량의 동적 응답이 계측되었고 확률적인 방법에 의해 분석되었다. 실험교량에 대해 측 경간 중앙에서의 처짐과 연직가속도가 약 한 달 동안 여러 가지 여객열차 및 화물열차에 대하여 수집되었다. 축중과 열차종류에 따른 영향이 분석되었으며 검벨확률지에 의한 100년, 200년 최대값이 예측되고 설계기준값과 비교되었다. 일부 가속도값을 제외하고 대부분의 결과는 설계기준값을 만족시켰으며 초과확률도 매우 낮았다. 철도교량의 사용성에 대한 종합적인 분석을 위하여 더 장기적인 계측과 다른 형식의 교량에 대한 분석이 필요하다. For railway bridges, serviceabilities such as passenger comfort and train riding safety are important design requirements as well as the structural safety of the bridge. In this paper, dynamic responses of a steel box girder bridge by actual passing trains were measured and analyzed by probabilistic method. Deflections and accelerations data at center of side span were collected for about a month by various types of actual passenger and freight trains. Effects by axle weights, types of trains were analyzed. 100 and 200 years maximum values were estimated by Gumbel probability paper and compared with corresponding requirements in the current design code. Except for some cases of accelerations, estimated values were well below the criteria and exceedance probabilities were very low. More data for longer term and other types of bridges are needed to perform comprehensive analysis on the serviceability of railway bridges.

BWIM시스템을 이용한 중차량의 통행특성 분석

황의승,배두병,정경섭,조재병,Hwang, Eui Seung,Bae, Doo Byong,Jung, Kyoung Sup,Jo, Jae Byung 한국강구조학회 1999 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.11 No.2

도로상의 교량이나 기타구조물의 설계 및 유지관리를 위해서 도로상을 주행하는 중차량의 통행자료가 필요하다. 현재 국내에서 주로 이용되는 정적인 측정은 많은 시간과 인원이 필요하고 차종분포나 차간거리등은 수집할 수 없다. 특히 위치가 노출되어 신뢰성있는 자료을 얻지 못하는 단점이 있다. BWIM시스템은 교량을 이용하여 차량을 정지시키지않고 중량을 계측하는 시스템으로 정확하고 광범위한 자료를 얻을 수 있는 장치이다. 본 연구에서는 국내에서는 처음으로 BWIM시스템을 교량에 설치하여 그 적용성을 검증하고 시스템으로부터 얻어지는 여러 가지 자료를 분석하였다. 또한 과적검문소자료, Toll Gate자료 등 다른 방법에 의한 수집자료와 비교분석하여 일일교통량, 중량분포, 대표차량, 과적차량현황 등 여러가지 중차량의 통행특성들을 구하였다. For the design and maintenance of highways and road structures, the statistical data are needed for the vehicle, especially heavy truck crossing. So far, static weighing has been used but it needs fixed station, crews, and it takes a lot of time. Also truck mix and headway distances cannot be obtained. Bridge Weigh-In-Motion system uses the bridge as a weighing scale and collects the axle weights, axle distances. vehicle types and etc. without stopping or slowing down the vehicle. In this study, for the first time in the country, BWIM system is applied on steel I-girder bridge and its applicability is examined. Also data collected in this system is analyzed to get truck traffic characteristics including average daily truck traffic, weight distribution, typical truck configuration and overweight truck status. The results are compared with other data from weighing station and highway toll gates.

중차량중량분포를 이용한 차량하중모형 개발(II) - 연행차량 효과 분석 및 모형 개발

황의승,Hwang, Eui-Seung 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 A Vol.29 No.3A

In this paper, new vehicular load model is developed for reliability-based bridge design code. Rational load model and statistical properties of loads are important for developing reliability-based design code. In the previous paper, truck weight data collected at eight locations using WIM or BWIM system are analyzed to calculate the maximum truck weights for specified bridge lifetime. Probability distributions of upper 20% total truck weight are assumed as Extreme Type I (Gumbel Distribution) and 100 years maximum weights are estimated by linear regression. In this study, effects of multiple presence of trucks are analyzed. Probability of multiple presence of trucks are estimated and corresponding multiple truck weights are calculated using the same probability distribution function as in the previous paper. New vehicular live load model are proposed for span length from 10 m to 200 m. New model is compared with current Korean model and various load models of other countries. 본 논문에서는 신뢰도기반 도로교설계기준을 위한 새로운 활하중모형을 개발하였다. 합리적 하중모형과 함께 하중의 통계적 특성의 구축은 신뢰도기반 설계기준의 개발에 매우 중요하다. 이전 논문에서는 WIM 또는 BWIM시스템을 이용하여 수집된 국내 8개 지역의 자료를 분석하여 교량수명기간동안의 예상최대중량을 구하였다. 차종별 총중량의 확률분포는 상위 20%의 자료를 이용하여 극한분포(Gumbel분포)로 가정되었으며 이 확률분포를 사용하여 교량수명기간동안의 최대중량을 예측하였다. 이 논문에서는 교량상에 두 대 이상의 차량이 동시에 재하되는 경우를 분석하였다. 여러 자료를 이용하여 동시재하의 확률을 구하였으며 이에 따른 동시재하차량의 총중량을 이전 논문과 같은 확률분포를 이용하여 구하였다. 10-200 m까지의 지간별로 예측된 하중효과를 모사할 수 있는 공칭하중모형이 제안되었다. 제안된 하중모형은 기존의 하중모형 뿐만 아니라 국외의 여러 기준들과 비교분석되었다.

중차량중량분포를 이용한 차량하중모형 개발(I) - 자료수집 및 단일차량 최대중량 예측

황의승,Hwang, Eui-Seung 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 A Vol.29 No.3A

In this study, truck weight data and load effects of single truck on bridges are analyzed for development of new vehicular load model of the reliability-based bridge design code. Rational load model and statistical properties of loads are important for developing reliability-based design code. In this study, truck weight data collected at four locations are used as well as data from four locations in other studies. Truck weight data are collected from WIM or BWIM system, which are known to give reliable data. Typical truck types, dimensions and axle weight distribution are determined. Probability distributions of upper 20% total truck weight are assumed as Extreme Type I and 100 years maximum truck weights are estimated by linear regression on the probability paper. The load effects of trucks having estimated maximum weights are analyzed for span length from 10 m to 200 m. 본 연구에서는 신뢰도기반 도로교설계기준을 위한 새로운 활하중모형을 개발하기 위하여 수집된 자료를 분석하고 단일차량의 하중효과를 구하였다. 신뢰도기반의 설계기준을 위해서는 합리적 하중모형과 함께 하중의 통계적 특성의 구축이 중요하다. 활하중의 통계적 특성의 구축을 위하여 본 연구에서 수집한 4개 지역의 자료와 타연구에서 수집된 4개지역의 자료를 이용하였다. 차량의 자료는 WIM 또는 BWIM시스템을 이용하여 신뢰할 수 있는 자료를 수집하였다. 수집된 자료로부터 대표적인 차량의 종류를 구분하였으며 각 차종별 대표적인 크기 및 중량분포를 구하였다. 각 차종별 총중량의 확률분포는 상위 20%의 자료를 극한분포(Gumbel분포)로 가정하고 확률지상에서의 선형추세선을 이용하여 100년 최대중량을 예측하였다. 예측된 차량중량에 따른 하중효과를 10-200 m까지의 지간별로 분석하였다.

LRB 기초분리장치의 교량 내진효과

황의승,Hwang, Eui Seung 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.5

본 논문의 목적은 LRB 기초분리장치가 설치된 교량의 내진효과를 해석하는 것이다. 기초분리방법은 지진력이 구조물에 전달되기 전에 그 영향을 최소화시키는 방법으로 현재 건물, 발전소, 교량 등의 구조물에 실용화되고 있다. 본 연구에서는 대표적인 기초분리장치인 Lead Rubber Bearing이 설치된 교량의 단순화된 모델을 개발하고 여러 크기의 LRB에 대하여 지진의 영향을 해석하였다. 단순화된 교량모델의 운동방정식을 Newmark ${\beta}$ 방법에 의해 시간이력해석을 수행하였다. 기초분리장치의 모델로는 이중선형성을 갖는 스프링을, 교각모델로는 비선형성 및 강성저하를 고려한 Q-HYST모델을 사용하였다. 해석예로 미국 네바다주에 소재한 Rose Creek 교량에 대한 남북방향 El Centro지진(1940)의 영향을 해석하였다. 상부구조 횡방향처짐, 교각연성 및 교각 밑면 전단력을 구하였다. The purpose of this study is to analyze the seismic effects of Lead Rubber Bearing base isolators on bridges. Base isolation is the tool to minimize the effect of earthquake before the seismic force is transfered to the structure. Currently, many structures including the buildings, power plants, and bridges, were built and planned with base isolation method. The simple model is developed for bridges with Lead Rubber Bearings. Equations of motion are solved by Newmark ${\beta}$ method. Springs representing the base isolators are assumed as bilinear springs and piers are modeled as nonlinear springs implementing Q-HYST model. Analysis is performed for the selected bridge. El Centro (N-S) earthquake(1940) is used. Deck displacement, pier ductility and pier shear force are calculated for the various Lead Rubber Bearings.

콘크리트 주탑의 온도분포 계측 및 설계규정 제안

황의승,심재수,김도영,Hwang, Eui-Seung,Shim, Jae-Soo,Kim, Do-Young 대한토목학회 2014 대한토목학회논문집 Vol.34 No.1

이 논문에서는 장경간 케이블 교량의 콘크리트 주탑에 대한 온도 측정과 분석을 다루고 있다. 부산거제연결도로의 거가대교의 시공 중에 주탑의 여러 단면에 온도센서가 설치되었으며 주탑 4면의 두께방향의 온도와 주탑 주위의 대기온도가 계측되었다. 1년간의 계측자료를 바탕으로 주탑 단면내의 온도분포가 분석되었으며 이 분석결과를 국내외의 온도분포에 대한 설계기준과 비교하였다. 그 결과 주탑 단면의 평균온도와 단면 내 온도분포는 콘크리트 거더의 평균온도와 수직온도분포의 기준을 적용할 수 있음을 확인하였다. 이러한 온도특성에 대한 주탑의 거동을 3차원 유한요소 모델링을 사용하여 해석하였으며 거가대교 주탑의 경우 온도에 의한 주탑 상부 최대변위는 동서, 남북 방향으로 각각 0.056m, 0.121m 인 것으로 나타났다. This paper deals with monitoring and analysis of temperature measurement data in concrete pylon of long span cable bridges. During the construction of Geoga Bridge in Busan-Geoje Fixed Link Project, temperature sensors were installed in several sections of hollow box type concrete pylon and temperatures along the depth of the four sides of the section have been recorded along with ambient temperature. Effects of temperature distribution on the pylon are analysed using actual measured data and results are compared with the design guideline. It was found that the temperature load model for concrete girder can be applied to box type concrete pylon. Structural analysis of the pylon due to variation of temperature distribution during the construction is performed using 3D modelling and FE program and the maximum displacements of east-west and north-south side were calculated as 0.056m and 0.121m, respectively.

IABSE 고속철도구조물 학술대회 참가기

황의승(Hwang Ui Seung) 한국강구조학회 2003 韓國鋼構造學會誌 Vol.15 No.3

상시교통상태의 차량주행에 따른 PSC거더 교량의 처짐 및 진동 계측

황의승(Hwang, Eui Seung),양해준(Yang, Hae Jun),전종우(Jeon, Jong Woo) 한국콘크리트학회 2012 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.2012 No.5

콘크리트 케이블 교량의 온도하중

황의승(Hwang, Eui Seung),김도영(Kim, Do Young),목진용(Mok, Jin Yong) 대한토목학회 2013 대한토목학회 학술대회 Vol.2013 No.10

박스형 콘크리트 주탑의 온도분포 측정

황의승(Hwang, Eui-Seung),김도영(Kim, Do-Young),목진용(Mok, Jin-Yong) 한국콘크리트학회 2012 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.2012 No.5