곡선 사장교의 풍하중을 고려한 횡방향 거동 해석 = Analysis of Transverse Behavior of the Curved Cable-Stayed Bridge under Wind Load

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A study for the transverse behavior of the curved steel cable-stayed bridge and PSC cable-stayed bridge under the static wind load as well as dead load and cable forces is presented. To account for the nonlinear behaviors of the curved cable-stayed bridge, material and geometric nonlinearity and time-dependent properties of materials are considered. A cable-stayed bridge is modeled as an assemblage of frame elements consisting of concrete and steel fibers, prestressing tendon segments and three-dimensional curved cable elements. In order to investigate the effectiveness of auxiliary cables on the transverse behavior of the curved cable-stayed bridge, nonlinear analyses on the curved steel and PSC cable-stayed bridge erected with or without the auxiliary cables are carried out. In addition, nonlinear analyses on the transverse behavior of the bridge for the static wind load are carried out at each erection step of the bridge. The numerical results show that the transverse deflections and bending moments of the bridge deck during construction stages can be greater than those of the bridge after completion. Moreover, the auxiliary cables are found to be effective to reduce the transverse deflections and moments of the bridge deck whether the wind load is considered or not.

국문 초록 (Abstract)

이 논문에서는 3차원 케이블 지지 프레임의 비선형 해석 프로그램을 이용하여 곡선 강사장교와 곡선 PSC 사장교를 대상으로 시공의 진행에 따른 사하중과 케이블 긴장력에 의한 횡방향 거동은 물론 시공 중의 각 단계에서 발생할 수 있는 풍하중에 의한 상판의 횡방향 거동과 임시 보조 케이블이 풍하중 거동에 미치는 영향을 검토하였다. 곡선 사장교의 비선형 거동을 정확히 예측하기 위하여 각 시공단계마다 재료의 비선형성과 기학적 비선형성은 물론 재료의 시간의존적 특성의 영향을 모두 고려한 비선형 해석을 하였다. 정적풍하중이 작용하는 곡선 사장교의 시공단계를 고려한 비선형 해석을 수행한 결과, 두 가지 형태의 사장교에서 시공 중에 풍하중에 의한 횡방향 거동이 시공이 완료된 후보다 불리한 경우가 있음을 확인하였으며 보조 케이블이 곡선 사장교의 횡방향 거동에 미치는 영향이 작지 않음을 알 수 있었다. 또한 풍하중을 고려할 경우에 과다한 횡방향 거동을 제어하기 위해서는 추가적인 보조 케이블의 설치가 필요할 수 있음을 확인하였다.

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