교량 제진 장치에 관한 연구(Ⅰ): 케이블 제진용 댐퍼에 관한 연구(중간) : (Study on Devices for Suppressing Vibration of Bridges)

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The damper for vibration mitigation of stay cable is developed in this study. Developed damper is such a lead-shear type and it is installed at the inside of cable system not seen at the outside. Developed damper has advantages of maintenance free, high durability and gives much additional damping to stay cable. Each mathematical model of lead shear damper and cable-damper system is established. By those mathematical models, the effect of damper to stay cable is studied in the focus to the additional damping to stay cable and the ability for suppression of stay cable vibration. The cable is assumed to have parabolic profile and the damper is modeled by displacement dependent Kelvin model which has variable damping properties according to the damper displacement. The original elastoplastic hysteresis loop of damper is approximated by Bilinear model and, after that, viscoelastic hysteresis loop which has same area as Bilinear model is used to model the original elastoplatic hysteresis loop. The performance evaluation method for the damper is suggested. The performance of damper is evaluated and verified by comparing the measured with one damping ratio of cable-damper system designed. In the process of calculating the damping ratio from measured data, the effect of cable sag is considered. Proposed method is verified by applying to cable of Seo Hae bridge. The stiffness of damper affects the damping ability of such device. It deteriorates the additional damping value provided by damper. At the extreme, the stiffness of damper fixes the damper attached point and causes the extreme bending stress to the strands of cable. Thus it is necessary to minimize the stiffness of damper in the process of designing and manufacturing the damper without any degradation of damping property.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 사장교 케이블의 진동 감소를 위한 댐퍼를 개발한다. 댐퍼는 내구성, 진동 감소 능력 그리고 유지 관리 용이성이 뛰어나고 내장형으로 설치할 수 있는 납전단메커니즘의 형식이다. 이를 위해 납전단 댐퍼 및 케이블-댐퍼 시스템의 수학적 모델을 설정하여 댐퍼에 의해 케이블에 부가되는 감쇠비와 케이블의 진동 감소의 정도에 대해 연구하였다. 케이블은 포물선으로 가정하였고 댐퍼는 댐퍼의 변위에 따라 재료성질이 달라지는 것을 고려한 변위의존형 켈빈 모델을 사용하였다. 납전단 댐퍼의 탄소성 이력 곡선은 Bilinear 이력 곡선으로 근사되며 Bilinear 이력 곡선과 같은 면적의 점탄성 이력 곡선으로 납전단 댐퍼의 이력 곡선이 최종 모델링된다. 진동 감소 목적으로 설치되는 댐퍼의 성능을 평가하기 위한 방법을 제시하였다. 성능 평가 방법은 케이블-댐퍼 시스템의 동적 실험에서 시스템의 모달 감쇠비를 구하여 설계 감쇠비와 비교하는 방법이다. 특히 기존의 방법과는 달리 동적 실험에 의해 모달 감쇠비를 구할 때 케이블의 새그 효과를 고려하였다. 제시된 댐퍼의 성능 평가 방법을 서해대교 케이블에 적용하여 평가 방법의 타당성을 알아보았다. 케이블-댐퍼 시스템의 모델에 대한 파라미터 연구 결과 댐퍼의·강성은 댐퍼의 감쇠 능력을 저하시키고 강성이 과다한 경우 댐퍼가 설치되는 지점에 과다한 휨응력을 유발할 수 있음을 알았다. 따라서 댐퍼의 설계나 제작시에 감쇠능력의 변화 및 변위 제어 능력의 저하없이 강성이 최소가 되도록 하여야 한다.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 표목차
• 그림목차
• 사진목차
• 요약문
• ABSTRACT
• 제1장 서론
• 1.1 연구 배경
• 1.2 연구 목표 및 내용
• 제2장 진동제어장치
• 2.1 도입배경
• 2.2 진동 제어의 역사
• 2.3 진동제어의 기본원리
• 2.4 진동제어장치의 분류
• 2.5 수동제어장치 (passive control)
• 2.6 능동제어 장치 (Active Control)
• 2.7 혼합 및 반능동제어장치
• 참고문헌
• 제3장 케이블의 제진 대책
• 3.1 케이블 진동
• 3.2 케이블 제진 대책
• 참고문헌
• 제4장 납전단 댐퍼를 이용한 케이블의 진동감소
• 4.1 소개
• 4.2 진동 감소 장치의 모델링
• 4.3 케이블-댐퍼 시스템
• 4.4 부가 감쇠비의 변화
• 4.5 해석 결과
• 참고문헌
• 제5장 케이블 진동 감소 장치의 성능 평가방법
• 5.1 서론
• 5.2 상시진동 계측 데이터 분석 방법
• 5.3 케이블-댐퍼 시스템 장력 및 감쇠비 산정식
• 5.4 적용예
• 참고문헌
• 제6장 결론 및 향후 연구 내용
• 6.1 결론
• 6.2 향후 연구 내용