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현수교 짧은 행어로프의 장력추정시 지점부 회전강성의 영향
이정휘(Jungwhee Lee),노상곤(Sang-Kon Ro),이영대(Young-Dai Lee),강병찬(Byung-Chan Kang) 한국소음진동공학회 2013 한국소음진동공학회 논문집 Vol.23 No.10
Tension force of hanger ropes has been recognized and utilized as an important parameter for health monitoring of suspension bridges. Conventional vibration method based on string theory has been utilized to estimate tension forces of relatively long hanger ropes without any problem, however it is convinced that the vibration method is not applicable for shorter hanger ropes in which the influence of flexural stiffness is not ignorable. Therefore, as an alternative of vibration method, a number of feasibility studies of system identification(SI) technique considering flexural stiffness of the hanger ropes are recently performed. In this study, the influence of support condition of the finite element model utilized for the SI method is investigated with numerical examples. The numerical examples are prepared with the specification of the Kwang-Ahn bridge hanger ropes, and it is revealed that the estimation result of the tension force can be varied from -21.6 % to +35.3 % of the exact value according to the consideration of the support condition of FE model. Therefore, it is concluded that the rotational stiffness of the support spring should be included to the list of the identification parameters of the FE model to improve the result of tension estimation.
정철헌,이정휘,정래영,유태용,Chung, Chul-Hun,Lee, Jungwhee,Jung, Raeyoung,Yu, Tae-Yong 한국전산구조공학회 2016 한국전산구조공학회논문집 Vol.29 No.2
In this study, the effect of wall curvature and post-tension force on impact resistance is evaluated by numerical analysis method. A total of twelve cases with two parameters such as wall shape of flat and curved, and consideration of post-tensioning force were included in this study. A 3D detailed finite element model of commercial passenger plane engine is utilized as projectile. The depths of penetration and central displacement calculated from the numerical simulations were compared and analysed. As the results of the numerical simulations of this study, penetration depth was reduced approximately 60~80% due to the application of post-tension force, but the decrease of maximum central displacement was not remarkable. Also, the effect of curvature was relatively insignificant. 이 논문에서는 벽체의 형상(평면벽체, 곡면벽체) 및 벽체에 도입된 긴장력이 충돌저항성능에 미치는 영향을 수치해석적 기법을 사용하여 평가하고자 하였다. 벽체의 곡률 및 긴장력 도입률을 변수로 총 12 케이스의 충돌해석을 수행하였으며, 충돌체로는 상용 민항기엔진의 3차원 상세모델을 사용하였다. 충돌저항성능을 평가하기 위해 관입깊이와 벽체 중앙부 후면의 최대 변위를 비교하였다. 긴장력의 도입에 의해 관입깊이는 약 60~80% 수준으로 감소하는 것으로 나타났으나, 후면 변위는 큰 차이가 나타나지 않았으며, 벽체 형상에 따른 차이는 상대적으로 크지 않은 것으로 나타났다.
항공기 충돌에 대한 사장교의 구조거동 평가: 수치해석적 접근
최근기,이정휘,정철헌,안동우,윤재용,Choi, Keunki,Lee, Jungwhee,Chung, Chul-Hun,An, Dongwoo,Yoon, Jaeyong 한국전산구조공학회 2021 한국전산구조공학회논문집 Vol.34 No.3
장교는 공공성이 매우 높은 사회기반시설물로 운용 중 안전성 확보가 필수적이며, 붕괴 또는 파손 시 신속한 대처가 필요하다. 사장교의 붕괴 또는 파손을 야기시킬 수 있는 원인은 크게 자연재난과 사회재난으로 분류할 수 있다. 이 중 사회재난에 속하는 충돌사고는 차량이 교량 하부구조인 교각에 충돌하는 사고, 항공기의 결함으로 인한 추락사고 등이 있을 것이며, 해상교량의 경우 주탑 하단에서의 선박 충돌사고가 있을 것이다. 본 연구에서는 수치해석적 접근법을 기반으로 항공기 충돌에 대한 사장교의 구조거동을 평가하는 절차를 제안하고, 충돌해석을 수행하여 절차의 타당성을 보였다. 제안된 절차에는 1) 적절한 항공기 충돌 시나리오 설정, 2) 사장교의 복잡한 거동 메커니즘을 고려한 구조 모델링, 3) 충돌해석을 통한 구조거동 평가가 포함된다. 해석 결과, 본 연구에서 설정한 시나리오는 대상 교량에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났지만, 향후 다양한 시나리오를 통한 충돌해석을 수행한다면 교량에 심각한 손상을 일으키는 하중 위치 및 임계 하중 수준을 결정할 수 있을 것으로 판단한다. 본 연구에서 수행한 충돌해석 절차를 바탕으로 사장교에서 발생하는 항공기 충돌에 대한 간접적인 평가가 가능할 것으로 기대된다. Cable-stayed bridges are infrastructure facilities of a highly public nature; therefore, it is essential to ensure operational safety and prompt response in the event of a collapse or damage caused by natural and social disasters. Among social disasters, impact accidents can occur in bridges when a vehicle collides with a pier or when crashes occur due to aircraft defects. In the case of offshore bridges, ship collisions will occur at the bottom of the pylon. In this research, a procedure to evaluate the structural behavior of a cable-stayed bridge for aircraft impact is suggested based on a numerical analysis approach, and the feasibility of the procedure is demonstrated by performing an example assessment. The suggested procedure includes 1) setting up suitable aircraft impact hazard scenarios, 2) structural modeling considering the complex behavior mechanisms of cable-stayed bridges, and 3) structural behavior evaluation of cable-stayed bridges using numerical impact simulation. It was observed that the scenario set in this study did not significantly affect the target bridge. However, if impact analysis is performed through various scenarios in the future, the load position and critical load level to cause serious damage to the bridge could be identified. The scenario-based assessment process employed in this study is expected to facilitate the evaluation of bridge structures under aircraft impact in both existing bridges and future designs.
장경간 철도 교량에 적용된 슬라이딩 궤도와 레일신축이음장치의 궤도-교량 상호작용 비교
이경찬,장승엽,이정휘,최현성,Lee, Kyoung Chan,Jang, Seung Yup,Lee, Jungwhee,Choi, Hyun Sung 한국전산구조공학회 2016 한국전산구조공학회논문집 Vol.29 No.2
슬라이딩 궤도는 콘크리트 궤도와 교량 바닥판 사이에 저마찰 슬라이드층을 두어 레일신축이음장치와 같은 특수 장치를 적용하지 않고도 궤도-교량 상호작용 효과를 효과적으로 저감시킬 수 있는 새로운 궤도 시스템으로 개발되고 있다. 이 논문에서는 장경간 교량에 슬라이딩 궤도와 레일신축이음장치를 각각 적용한 경우에 대하여 궤도-교량 상호작용해석을 수행하고 그 결과를 비교 검토하였다. 대상교량은 상호작용 효과를 극대화하기 위하여 9경간 연속 PSC교와 2경간 연속 강합성교를 포함하며, 총 연장 1,205m, 최대 고정지점간 거리 825m인 장경간 교량을 선정하였다. 해석결과 슬라이딩 궤도는 레일신축이음장치를 적용한 경우보다 레일 부가 축력이 더 작은 것은 물론, 지점부에 재하되는 수평 반력 또한 작게 나타나 궤도-교량 상호작용 저감 효과가 뛰어난 것으로 확인되었다. 반면 슬라이딩 궤도는 온도하중에 의해 높은 슬래브 축력이 발생되므로, 궤도 설계 시 슬래브 축력에 대한 단면 설계에 주의를 기울일 필요가 있다. Sliding slab track system, which consists of low friction sliding layer between track slab and bridge deck, is recently devised to reduce track-bridge interaction effect of continuously welded rail(CWR) without applying special devices such as rail expansion joint(REJ). In this study, a series of track-bridge interaction analyses of a long-span bridge with sliding slab track and REJ are performed respectively and the results are compared. The bridge model includes PSC box girder bridge with 9 continuous spans, and steel-concrete composite girder bridge with 2 continuous spans. The total length of the bridge model is 1,205m, and the maximum spacing between the two fixed supports is 825m. Analyses results showed that the sliding slab track system is highly effective on interaction reduction since lower rail additional axial stress is resulted than REJ application. Additionally, horizontal reaction forces in fixed supports were also reduced compared to the results of REJ application. However, higher slab axial forces were developed in the sliding slab track due to the temperature load. Therefore, track slab section of the sliding slab track system should be carefully designed against slab axial forces.