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.

온도의 영향에 대한 Weigh-In-Motion 시스템의 차량중량자료 보정기법

황의승,이상우 한국도로학회 2010 한국도로학회논문집 Vol.12 No.4

The purpose of this study is to develop the calibration method for temperature effects to improve the accuracy of the Weigh-In-Motion(WIM)system for collecting long-term truck weight data. WIM system was installed at a location where the truck traffic volume is high and weight data has been collected from January 2010. In this study, as a calibration measure, the first axle weight of Truck Type 10, the semi tractor-trailer is used based on the fact that the first axle weight is relatively constant, independent of the cargo weight. From this fact, calibration equations are developed from the relationship between the axle weight and the temperature(daily mean, maximum and minimum). Analysis on calibrated weight data shows adequacy of the proposed calibration method. Results of this study can be used to improve the accuracy of the WIM system and to carry out more rational design of pavement and bridge structures. 본 논문의 목적은 장기적인 차량중량자료의 획득을 위하여 설치된 Weigh-In-Motion(WIM)시스템의 정확도를 개선하기 위한 온도영향 보정기법을 개발하는 것이다. 이를 위해 국내 교통량통계연보에 근거하여 중차량교통량이 많은 지역 중 한 곳을 선정하고 WIM 시스템을 설치하여 2010년 1월부터 차량의 중량자료를 획득하였다. 본 연구에서는 획득한 자료 가운데 5월부터 8월까지의 WIM 자료에 대하여 온도에 따른 영향을 보정하기 위하여 화물적재량에 따른 영향을 가장 덜 받아 상대적으로 일정한 중량값을 나타내는 10종 차량(5축 세미트랙터트레일러)의 첫 번째 축의 중량자료를 이용하였다. 이로부터 일평균, 최대 및 최저기온에 따른 보정식을 개발하였다. 마지막으로 새로 얻어진 차량중량자료를 분석하여 보정방법의 적정함을 나타내었고 재현주기별 극한하중 예측을 통해 보정전,후의 자료값의 차이를 비교하였다. 이 연구의 결과는 WIM system으로 얻게 되는 장기적인 차량중량자료의 정확도를 향상시킴으로써 도로포장 설계 및 교량설계를 위한 설계차량활하중모형의 합리적인 선택에 기여할 것으로 판단된다.

고속축중계 자료를 이용한 차량하중 다차로재하계수 결정

황의승,응위엔 티 행 한국도로학회 2011 한국도로학회논문집 Vol.13 No.4

The purpose of this study is to calculate and propose rational multi-lane loading factors for bridge design considering the probability of simultaneous truck passing in adjacent lanes and real truck weights. The probability of simultaneous truck passing is calculated by analyzing video image taken at various locations in highways and national roads. Weigh-In-Motion system data at two locations are used, which is combined with the probability of multiple presence to calculate the multi-lane loading factors for typical 2 lane and 5 lane bridges. Statistical properties of multi-lane loading factors are also calculated assuming that locations for video images and WIM data represent the overall traffic condition in the country. Results are compared with various design codes in the world and they show that the values are between the current Korea Bridge Design Code and AASHTO LRFD specification or Eurocode and are similar to Canadian Code. 본 논문의 목적은 인접차로에서 동시에 주행하는 차량재하의 확률과 실제 차량의 중량을 고려하여 합리적인 다차로 재하계수를 제시하는 것이다. 차량동시재하의 확률은 국내 여러 곳에서 촬영한 비디오영상으로부터 분석되었으며 중차량의 중량은국내 두 곳에서 Weigh-In-Motion시스템으로부터 계측한 자료를 이용하였다. 이 두 자료를 대표적인 2차로교량과 5차로교량에 각각 적용하여 다차로재하계수를 계산하였다. 또한 본 논문에서 제시한 동시재하확률 및 WIM자료의 중량이 국내의 지역별특성을 대표하는 값으로 가정하여 다차로재하계수의 통계적인 특성을 산출하였다. 본 논문의 결과는 국내외의 교량 설계기준과 비교하였으며 그 결과 현행 국내의 도로교설계기준의 값보다는 작고, 유로코드 및 AASHTO LRFD기준보다는 큰 값을 나타냈으며 전체적으로 캐나다의 설계기준과 유사한 값을 보이는 것으로 나타났다.

토목분야 대입관련 현황 분석 및 대책

황의승 대한토목학회 2004 대한토목학회지 Vol.52 No.7

교량구조물의 내진 해석 및 설계

황의승 한국콘크리트학회 1993 콘크리트학회지 Vol.5 No.2

교량 하중 모형화

황의승,홍영균 한국전산구조공학회 1992 전산구조공학 Vol.5 No.1

이 글에서는 교량하중모델의 개발에 대하여 기술하였다. 사하중, 적재하중 및 충격하중에 대한 확률론적 모형이 제시되었다. 적재하중의 경우 트럭 Data Base를 기초로 하여 일차선 교량 또는 단경간(지간 약 40m까지)에서는 한대의 트럭이, 2차선 교량의 경우는 완전상관된 두대의 평행트럭에 의해 결정되어진다. 대부분의 경우 현재의 AASHTO의 보분배계수는 안전측이 된다.(특히 보간격이 긴 경우) 충격하중계수는 노면 요척 및 교량과 트럭의 동적특성을 고려한 모의해석을 통하여 구해지는데 두대의 차량을 고려한 경우가 한대의 트럭을 고려할 경우보다 더 낮은 것으로 나타났다.

강박스거더 철도교량의 동적거동 및 진동저감 방안 분석

황의승,김도영,장성호 한국강구조학회 2017 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.29 No.6

Recently rapid-transit railway systems have been constructed in many developing countries due to its advantages in congestions and environmental problems. Railway bridges show many different aspects compared to road bridges and passenger comfort and traffic safety are one of them. In particular, deflection and acceleration due to repeated vibration characteristics have a structural weakness that can cause undesirable response. Especially steel railway bridges have been known to have weaknesses due to its relatively light weights compared to concrete bridges. The purpose of this study is to analyze the dynamic response of steel box girder bridges due to passing trains then propose the appropriate method to mitigate the level of vibration in terms of accelerations. Three steel railway bridges are tested and the numerical model to analyze the dynamic response of the bridge by passing train are developed. For the verification of the model, the natural frequency extracted using the acceleration data measured in the bridge is compared with the natural frequency of the numerical model. To mitigate the acceleration level of the bridge, parametric studies are performed to find the effectiveness of the method. Based on the analysis, the appropriate method is proposed for decreasing the acceleration of the bridge for passenger comfort and traffic safety. 최근 교통정체와 환경적 문제로 인하여 많은 개발도상국에서 고속철도 시스템이 많이 건설되고 있다. 철도교는 도로교와 비교하여차이점이 많이 있으며 그중 주행안전성 및 승차감이 중요한 이슈 중의 하나이다. 반복되는 하중으로 인한 구조물의 처짐과 가속도는 열차주행시의 안전성과 사용자의 승차감에 큰 영향을 미친다. 특히 강철도교는 콘크리트교에 비하여 상대적으로 가벼운 중량으로 진동에 취약한특징이 있다. 이 논문의 목적은 주행 중인 열차에 의한 강박스거더 철도교의 동적 거동을 분석하고 진동을 저감할 수 있는 합리적인 방안을제안하는 것이다. 세 개의 강철도교에 대한 장기적 계측이 수행되었으며 주행중인 열차에 의한 교량의 동적거동을 해석할 수 있는 수치적인모델이 개발되었다. 모델의 검증을 위하여 교량의 고유진동수가 비교되었다. 구조물의 진동 저감을 위한 방안으로 세 가지 방법에 대한 매개변수 연구가 수행되었으며, 이 분석 결과를 바탕으로 합리적인 진동 저감 방안이 제안되었다.

기초분리방법을 이용한 교량 내진 설계

황의승 한국전산구조공학회 1991 전산구조공학 Vol.4 No.4

Base isolation is the alternative tool to protect structures against the earthquake. Basic ideas are the flexibflity to reduce the response of the structure, energy dissipation to reduce the excessive deflection by flexibility, and the rigidity under the service load. Base isolation is specially good for bridges because it can be installed easily and be used for both new construction and rehabilitation. This paper describes the basic ideas of base isolation, various base isolation devices and design guidelines by AASHTO. It also introduces the applications in United States and New Zealand.

기초분리방법을 이용한 교량 내진 설계

황의승 한국전산구조공학회 1991 한국전산구조공학회논문집 Vol.4 No.4

Base isolation is the alternative tool to protect structures against the earthquake. Basic ideas are the flexibflity to reduce the response of the structure, energy dissipation to reduce the excessive deflection by flexibility, and the rigidity under the service load. Base isolation is specially good for bridges because it can be installed easily and be used for both new construction and rehabilitation. This paper describes the basic ideas of base isolation, various base isolation devices and design guidelines by AASHTO. It also introduces the applications in United States and New Zealand.

Live Load Model for Long Span Steel Cable Bridges Considering Traffi c Congestion Scenarios

황의승,김도영 한국강구조학회 2019 International Journal of Steel Structures Vol.19 No.6

Current design live load model for bridges are mainly for short to medium span bridges. For these bridges, one very heavy truck or a few heavy trucks may give the maximum load eff ects. However, for long span bridges, due to long lengths of the eff ective infl uence line, diff erent scenarios should be considered for the bridge design. Long span bridges mainly have cable- supported structures and steel girder and deck. This paper deals with the development and application of the live load model for long span steel cable bridges considering traffi c congestion scenarios. New live load model was proposed based on long-term weigh-in-motion truck weight data and various traffi c congestion scenarios. Weigh-in-motion data have been collected at the location near industrial complex so that the suffi cient number of loaded trucks can be measured. For the accuracy of long-term data, temperature compensation had been applied by considering the front axle weights of trucks. Traffi c congestion scenarios utilizes the normal sequences of trucks arriving at the bridge with the minimum headway distances between trucks and other vehicles. One, two and four lanes scenarios are developed and used in this study. Proposed new live load model consists of four-axle truck with total weight of 510 kN and uniformly distributed load in which its magnitude is decreased as the length of the eff ective infl uence line increases. The load eff ects of the proposed model are compared with other well-known load model in the world for long span steel cable bridges with diff erent span lengths.