닐센 아치교 초기장력이 지진응답에 미치는 영향

오순택,최광훈 서울産業大學校 2005 논문집 Vol.54 No.2

본 논문에서는 닐센아치교의 초기장력의 오차가 동적해석에 미치는 영향을 검토하기 위하여 초기장력을 의도적으로 목표장력에 대하여 -20% ~ +20%의 오차를 주어 여러 대상 인자 중 고유주기와 지진응답에 초점을 맞춰 해석을 수행하였다. 검토 결과 초기장력의 오차량에 대한 고유주기 및 지진응답 오차량은 전반적으로 선형성을 나타냄을 알 수 있었다. 이러한 초기장력의 오차가 ±20%가 발생하더라도 고유주기 산정에는 1% 미만의 오차를 유발하였으며, 지진응답의 경우는 고유주기에 비해 더욱 낮은 민감도를 나타냈다. 따라서 고유주기와 지진응답은 장력의 변화에 지배되지 않는 것으로 판단된다. 그러므로 초기장력의 오차가 발생하더라도 고유주기와 지진응답에 큰 영향을 미치지 않기 때문에 내진 설계 시 초기장력의 오차를 고려한 내진설계는 필요하지 않을 것으로 사료된다. The main purpose of this research is to analyze the effects of initial tension on dynamic characteristics for a Nielsen arch type bridge. Initial tension is intentionally introduced into the structure in the range of 80% to 120% of the target tension, which is used to analyze the natural periods and seismic responses of the structure. As a result, the errors of natural periods and seismic responses, which were caused by the errors of initial tension, are generally shown to be linear. The errors in initial tension of a Nielsen arch bridge induce less than 1% error for natural periods. On the other hand, seismic responses are less sensitive than natural periods. Thus, it is concluded that natural periods and seismic response are not dependent of the variation of initial tension. Therefore, it is not necessary to consider the errors of initial tension for the seismic design of Nielsen arch bridges.

현수보도교 윈드케이블의 초기장력을 고려한 초기평형해석에 대한 연구

안성배 ( Ahn Sung-bae ),박민식 ( Park Min-sik ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1

현수식 교량의 해석을 위해 가장 먼저 자중을 고려한 초기평형해석을 하게 된다. 현수보도교의 경우 초기평형해석에 있어 복잡한 비선형해석 보다는 메인 케이블과 행어의 교차하는 절점에서 힘의 평형을 이용한 방법을 주로 사용하여 초기형상을 위한 부재의 장력을 결정하고 있다. 현수보도교의 경우 현수도로교에 비해 구조물 자중 및 재하하중이 적으며 풍하중에 의한 사용성 및 변위가 상대적으로 매우 크다. 이를 제어하기 위하여 풍하중에 저항하는 윈드케이블을 추가로 고려하고 있으나, 윈드케이블을 포함한 초기평형해석에 있어 메인케이블과 같이 자중에 의한 케이블 힘의 평형 방식을 그대로 적용하여 초기평형을 해석할 경우, 구조계 전체의 자중을 저항하기 위하여 초기형상이 결정된 메인케이블은 자중이 적용될 경우 산정된 장력으로 초기형상이 유지되는 반면, 풍하중에 저항하기 위하여 초기형상이 결정된 윈드케이블은 케이블 자체의 자중만 고려되어 초기형상을 유지만할 정도 작은 장력만 산정되어, 풍하중이 작용할 경우 초기형상이 유지되지 못하는 실정이다.

현수보도교 윈드케이블의 초기장력을 고려한 초기평형해석에 대한 연구

안성배 ( Ahn Sung-bae ),박민식 ( Park Min-sik ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1

현수식 교량의 해석을 위해 가장 먼저 자중을 고려한 초기평형해석을 하게 된다. 현수보도교의 경우 초기평형해석에 있어 복잡한 비선형해석 보다는 메인 케이블과 행어의 교차하는 절점에서 힘의 평형을 이용한 방법을 주로 사용하여 초기형상을 위한 부재의 장력을 결정하고 있다. 현수보도교의 경우 현수도로교에 비해 구조물 자중 및 재하하중이 적으며 풍하중에 의한 사용성 및 변위가 상대적으로 매우 크다. 이를 제어하기 위하여 풍하중에 저항하는 윈드케이블을 추가로 고려하고 있으나, 윈드케이블을 포함한 초기평형해석에 있어 메인케이블과 같이 자중에 의한 케이블 힘의 평형 방식을 그대로 적용하여 초기평형을 해석할 경우, 구조계 전체의 자중을 저항하기 위하여 초기형상이 결정된 메인케이블은 자중이 적용될 경우 산정된 장력으로 초기형상이 유지되는 반면, 풍하중에 저항하기 위하여 초기형상이 결정된 윈드케이블은 케이블 자체의 자중만 고려되어 초기형상을 유지만할 정도 작은 장력만 산정되어, 풍하중이 작용할 경우 초기형상이 유지되지 못하는 실정이다.

현수보도교 윈드케이블의 초기장력을 고려한 초기평형해석에 대한 연구

안성배 ( Ahn Sung-bae ),박민식 ( Park Min-sik ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1

현수식 교량의 해석을 위해 가장 먼저 자중을 고려한 초기평형해석을 하게 된다. 현수보도교의 경우 초기평형해석에 있어 복잡한 비선형해석 보다는 메인 케이블과 행어의 교차하는 절점에서 힘의 평형을 이용한 방법을 주로 사용하여 초기형상을 위한 부재의 장력을 결정하고 있다. 현수보도교의 경우 현수도로교에 비해 구조물 자중 및 재하하중이 적으며 풍하중에 의한 사용성 및 변위가 상대적으로 매우 크다. 이를 제어하기 위하여 풍하중에 저항하는 윈드케이블을 추가로 고려하고 있으나, 윈드케이블을 포함한 초기평형해석에 있어 메인케이블과 같이 자중에 의한 케이블 힘의 평형 방식을 그대로 적용하여 초기평형을 해석할 경우, 구조계 전체의 자중을 저항하기 위하여 초기형상이 결정된 메인케이블은 자중이 적용될 경우 산정된 장력으로 초기형상이 유지되는 반면, 풍하중에 저항하기 위하여 초기형상이 결정된 윈드케이블은 케이블 자체의 자중만 고려되어 초기형상을 유지만할 정도 작은 장력만 산정되어, 풍하중이 작용할 경우 초기형상이 유지되지 못하는 실정이다.

현수보도교 윈드케이블의 초기장력을 고려한 초기평형해석에 대한 연구

안성배 ( Ahn Sung-bae ),박민식 ( Park Min-sik ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1

현수식 교량의 해석을 위해 가장 먼저 자중을 고려한 초기평형해석을 하게 된다. 현수보도교의 경우 초기평형해석에 있어 복잡한 비선형해석 보다는 메인 케이블과 행어의 교차하는 절점에서 힘의 평형을 이용한 방법을 주로 사용하여 초기형상을 위한 부재의 장력을 결정하고 있다. 현수보도교의 경우 현수도로교에 비해 구조물 자중 및 재하하중이 적으며 풍하중에 의한 사용성 및 변위가 상대적으로 매우 크다. 이를 제어하기 위하여 풍하중에 저항하는 윈드케이블을 추가로 고려하고 있으나, 윈드케이블을 포함한 초기평형해석에 있어 메인케이블과 같이 자중에 의한 케이블 힘의 평형 방식을 그대로 적용하여 초기평형을 해석할 경우, 구조계 전체의 자중을 저항하기 위하여 초기형상이 결정된 메인케이블은 자중이 적용될 경우 산정된 장력으로 초기형상이 유지되는 반면, 풍하중에 저항하기 위하여 초기형상이 결정된 윈드케이블은 케이블 자체의 자중만 고려되어 초기형상을 유지만할 정도 작은 장력만 산정되어, 풍하중이 작용할 경우 초기형상이 유지되지 못하는 실정이다.

현수보도교 윈드케이블의 초기장력을 고려한 초기평형해석에 대한 연구

안성배 ( Ahn Sung-bae ),박민식 ( Park Min-sik ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1

현수식 교량의 해석을 위해 가장 먼저 자중을 고려한 초기평형해석을 하게 된다. 현수보도교의 경우 초기평형해석에 있어 복잡한 비선형해석 보다는 메인 케이블과 행어의 교차하는 절점에서 힘의 평형을 이용한 방법을 주로 사용하여 초기형상을 위한 부재의 장력을 결정하고 있다. 현수보도교의 경우 현수도로교에 비해 구조물 자중 및 재하하중이 적으며 풍하중에 의한 사용성 및 변위가 상대적으로 매우 크다. 이를 제어하기 위하여 풍하중에 저항하는 윈드케이블을 추가로 고려하고 있으나, 윈드케이블을 포함한 초기평형해석에 있어 메인케이블과 같이 자중에 의한 케이블 힘의 평형 방식을 그대로 적용하여 초기평형을 해석할 경우, 구조계 전체의 자중을 저항하기 위하여 초기형상이 결정된 메인케이블은 자중이 적용될 경우 산정된 장력으로 초기형상이 유지되는 반면, 풍하중에 저항하기 위하여 초기형상이 결정된 윈드케이블은 케이블 자체의 자중만 고려되어 초기형상을 유지만할 정도 작은 장력만 산정되어, 풍하중이 작용할 경우 초기형상이 유지되지 못하는 실정이다.

현수보도교 윈드케이블의 초기장력을 고려한 초기평형해석에 대한 연구

안성배 ( Ahn Sung-bae ),박민식 ( Park Min-sik ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1

현수식 교량의 해석을 위해 가장 먼저 자중을 고려한 초기평형해석을 하게 된다. 현수보도교의 경우 초기평형해석에 있어 복잡한 비선형해석 보다는 메인 케이블과 행어의 교차하는 절점에서 힘의 평형을 이용한 방법을 주로 사용하여 초기형상을 위한 부재의 장력을 결정하고 있다. 현수보도교의 경우 현수도로교에 비해 구조물 자중 및 재하하중이 적으며 풍하중에 의한 사용성 및 변위가 상대적으로 매우 크다. 이를 제어하기 위하여 풍하중에 저항하는 윈드케이블을 추가로 고려하고 있으나, 윈드케이블을 포함한 초기평형해석에 있어 메인케이블과 같이 자중에 의한 케이블 힘의 평형 방식을 그대로 적용하여 초기평형을 해석할 경우, 구조계 전체의 자중을 저항하기 위하여 초기형상이 결정된 메인케이블은 자중이 적용될 경우 산정된 장력으로 초기형상이 유지되는 반면, 풍하중에 저항하기 위하여 초기형상이 결정된 윈드케이블은 케이블 자체의 자중만 고려되어 초기형상을 유지만할 정도 작은 장력만 산정되어, 풍하중이 작용할 경우 초기형상이 유지되지 못하는 실정이다.

사장교 케이블과 연결된 보강거더의 정착위치 결정

김영구,임성순 한국복합신소재구조학회 2018 복합신소재구조학회논문집 Vol.9 No.3

콘크리트사장교는 높은 자중에 비해 낮은 강성도를 가지더라도 저 형고의 단면으로 설계한다. 콘크리트사장교 케이블은 보강거더에 정착되는 케이블위치의 작은 변화에도 큰 장력변화를 나타낸다. 본 연구는 케이블 장력변화가 최소화할 수 있는 정착위치 결정이 목적이다. 이를 위하여 4개소의 보강거더 정착위치, 8개의 케이블 초기장력 및 90개의 시공단계에 대하여 구조거동을 분석하였다. 4개소의 케이블 정착위치를 분석한 결과, 정착위치가 도심하단으로 내려갈수록 케이블의 시공장력이 구조안정성을 좌우한다. 반대로 도심위에 정착장치를 설치할수록 케이블의 완성장력이 지배적이다. 결론적으로 정착위치가 보강거더 상단에 위치할수록 시공과 완성 케이블 장력편차가 다른 정착위치보다 가장 작게 발생하였다. When the engineer design a cable-stayed bridge with concrete girder, he used to apply the slender girder in spite of lower stiffness against heavy weight. All the cable tensions of concrete cable-stayed bridge can be changed significantly along even small variation in the cable anchor location on the stiffened concrete girder. This study aims the optimum cable anchor location to minimize cable tension through the case study. In the case study, there are four cases of anchor location and eight cases of initial cable tensions to analyze the structural behaviors in 90 construction steps. As a result of analysis of four cases of anchor location, it was confirmed that as the cable anchor was located lower than the centroid of girder, the cable tension of construction stage determined the structural stability. On the contrary, as the cable anchor is located upper than the centroid of girder, the cable tension of completed stage determined the structural stability. In conclusion, as the cable anchor was located at the more upper part of girder section, the cable tension deviation between construction stage and completed stage was smaller than other location cases.

초기길이 수정법(ULMM)을 이용한 케이블 장력 결정에 관한 연구

공민식,안찬혁,임성순 한국구조물진단유지관리공학회 2008 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.12 No.2

본 연구는 케이블의 초기길이를 조절하여 케이블 배치가 끝난 후 발생한 장력과 목표장력을 서로 일치시킬 수 있는 초기길이 수정법을 제시하였다. 케이블 지지교량에 대해 정확한 초기길이를 결정하기 위하여 본 연구는 탄성현수선 케이블 요소를 사용하였다. 검증 예제를 해석한 결과 목표장력에 따라 이를 만족하는 초기길이를 결정할 수 있었고 케이블 교량에 대해서도 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 초기길이를 수정하는 본 연구의 방법을 이용하면 목표장력을 도입할 수 있을 것으로 판단된다. This study presents the ULMM(unstrained-length-modification method) to determine the cable tension consistent with target tension after arrangement of cable-members by controlling the unstrained length of cables. This method used to be shown to determine the exact unstrained length for cable-supported bridge with elastic catenary cable. The some verification examples show to determine the unstrained length that satisfies the target tension and to obtain the satisfactory result for cable-supported bridge. Accordingly this modification method of the unstrained length in this study is used to introduce the satisfactory target tension.

축방향 변형을 고려한 사장교의 초기평형상태 해석

김제춘,장승필,Kim, Je Choon,Chang, Sung Pil 한국강구조학회 2002 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.10 No.4

사장교의 정확한 초기형상을 결정하기 위한 초기평형상태 해석법으로 케이블 장력에 큰 영향을 미치는 축방향 변형을 고려한 반복해석 알고리즘을 제시하였다. 해석의 정확성과 수렴성을 향상시키기 위해 매개변수 해석을 통해 케이블 장력의 초기값을 간단하게 결정할 수 있는 방법을 제안하였으며, 3차원 뼈대요속와 탄성현수선요소를 적용한 해석 프로그램을개발하여 사장교의 기하비선형 거동을 고려하였다. 실교량 모델을 포함한 해석 예제를 통하여 본 연구에서 제시한 해석 알고리즘의 정확성과 적용성을 검증하였다. 제안된 해석 알고리즘은 부재 제작시 측방향 변형을 제작 캠버량으로 반영하지 않는 경우나 시공중 발생하는 시공오차나 제작오차의 영향을 제거하기 위해 최종장력을 보정하는 경우에 유용하게 적용될 수 있다. The study proposed the initial equilibrium state analysis method that considers axial deformation, in order to accurately determine the initial shape of a cable-stayed bridge. Sepecifically, the proposed method adopted the successive iteration method. In order to evaluate appropriate initial cable force introduced in the initial equilibrium state analysis, parametric studies were performed and a useful linear analysis method proposed. The geometrically nonlinear static behaviors of cable-stayed bridges were considered, using three-dimensional frame element and elastic catenary cable element. The usefulness and applicability of the analytic method proposed in this study were demonstrated using numerical examples, including a real cable-stayed bridge. The algorithm, is applicable in cases wherein axial deformation is not adopted in the fabrication camber, or final cable force is adjusted to eliminate construction and fabrication errors occurring during construction.