현장 난류특성을 고려한 해상 사장교의 내풍안정성 분석

• 영문명: Wind Stability Analysis of an Over-Sea Cable Stayed Bridge Considering In-site Turbulence Properties
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 신현섭 김병철 임성순 이영호 송재준 황윤국 Shin, Hyun Seop Kim, Byeong Cheol Yhim, Sung Soon Lee, Young Ho Song, Jae Joon Hwang, Yoon Koog
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』13권5호, 75~82쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2013.10.31

국문 초록

해상교량은 공용기간동안 높은 풍속을 포함한 가혹한 환경을 견뎌 내야 하므로 과대 진동의 발생은 교량의 안정성뿐만 아니라 안전까지 위협할 수 있다. 교량의 안정성과 관련된 대표적인 내풍진동 현상인 버페팅은 교량에 불어오는 바람의 난류특성을 규명하지 않고는 정확한 응답을 예측하기 어렵다. 본 연구는 현장 특성을 반영하여 사장교의 버페팅해석 신뢰도를 높이기 위한 방법을 고찰하였다. 바람 및 구조물의 특성을 정확하게 파악하기 위해 서남해안의 사장교 1개소에서 통합유지관리 계측시스템에 의해 2년 동안 수집된 100 Hz의 풍속 및 가속도 데이터를 이용하였다. 해석대상 사장교의 계측기반 유한요소모델을 작성하고, 현장의 난류특성을 고려한 버페팅 해석을 수행하였다. 산정된 결과는 교량의 실제 변위응답과 유사성을 나타내므로 현장계측에 기반한 사용성 한계풍속 산정방법은 신뢰도를 갖는 것으로 판단된다. 향후, 지속적인 계측과 모니터링을 통하여 많은 데이터가 축적되는 경우 풍특성을 고려한 교량 마다의 안정성 기준 마련에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

영문 초록

The safety as well as serviceability of over-sea bridges can be threatened by excessive vibration, because the bridge should endure harsh condition such as high-speed wind during the expected life time. The buffeting, which is typical wind induced vibration, is hard to be estimated without verifying the exact wind properties. This study investigates a method for improving an accuracy of the buffeting analysis of a cable stayed bridge by considering in-site turbulence property. The two-year, 100 Hz, wind and acceleration data measured by integrated measurement system is used to analyze the properties of the wind and the structure more accurately. The buffeting analysis considering an effect of in-site wind turbulence is performed by using measurement-based model. The method calculating limit speed of serviceability is considered to be reliable, because the result from the analysis has enough similarity with the measured one. It is expected that the serviceability evaluation criteria of each bridge can be more reasonably determined considering wind properties, if enough data is stored on the system.

키워드

내풍안정성 버페팅 사장교 난류특성 Wind stability Buffeting Cable stayed bridge Turbulence property