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pp.91-97
출렁다리의 설계 초기에 주요 제원을 결정하기 위하여 진동 특성을 신속하게 파악하는 것이 필요하다. 출렁다리는 케이블 특 성상 비선형성 구조해석이 필요하기에 아주 정확하지 않더라도 간단한 해석 방법이 있으면 설계자에게 도움이 된다. 이에 본 연구에 서는 현수교 해석 이론을 출렁다리에 적용하여 수직 및 비틈 고유 진동수를 예측할 수 있는 해석해를 제시한다. 제시된 해석해는 해밀 턴 원리(Hamilton’s principle) 및 리츠법(Ritz method)을 기반으로 유도하였으며, 대칭 및 비대칭 모드의 고유진동수를 주요 구조 제원 만으로 계산할 수 있다. 제안된 해석해의 타당성을 검증하기 위하여 경간장이 100 m부터 309 m인 4가지 출렁다리의 유한요소해석과 비교하였다. 본 연구의 산정식으로 계산한 고유진동수와 교량 설계서의 유한요소해석 결과는 수직 모드는 잘 일치하나 비틈 모드는 일 부 차이가 있었다. 본 연구에서 제안한 산정식은 복잡한 구조해석을 수행하지 않고도 효율적으로 간단하게 출렁다리의 고유진동수를 산정하여 기본설계에서 활용할 수 있는 실용적인 방법임을 확인하였다.
In the early design stage of a rope bridge, it is essential to efficiently identify its fundamental dynamic characteristics in order to determine key design parameters. A simplified approach with reasonable accuracy can be highly beneficial for designers due to nonlinearity of cable system. This study presents the closed-form solution for computing the vertical and torsional natural frequencies of a rope bridge by applying classical suspension bridge theory. The solution is derived using Hamilton’s principle and the Ritz method, and enables simple calculation of symmetric and anti-symmetric mode frequencies without rigorous numerical analysis. To validate the proposed solution, results of present solution have been compared with those of finite element analyses for four rope bridges with span lengths ranging from 100 m to 309 m. The natural frequencies obtained from the proposed equations relatively are relatively well agreed with those from finite element analysis. The proposed closed-form solution provides a practical approach for estimating the natural frequencies of rope bridges simply and efficiently without rigorous structural analyses.
요 약
I. 서 론
II. 이론적 배경
III. 간소화된 엄밀해
IV. 해석 예제
4.1 문경 주흘산 출렁다리
4.2 마장호수 출렁다리
4.3 제천 옥순봉 출령다리
4.4 진천 초평호 출렁다리
V. 결 론
참고문헌
부록: 제천 옥순봉 출렁다리의 계산 예
