교량 진동 특성

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교량 진동 특성

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• 차량 등에 의한 활하중, 풍하중 및 지진하중으로 진동
• 진동으로 피로하중 유발
• 하중의 진동수와 구조물 고유진동수가 유사하여 공진할 경우, 피해 발생 가능

 

차량하중에 의한 진동

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• 도로교의 노면조도, 교량진입부의 미끄럼방지 포장과 신축이음부 단차 등 차량 통과시 동적효과 발생
• 동적효과로 인해 정적차량 하중에 의한 응력보다 더 큰 응력 발생
• 교량의 내하력과 피로저항능력이 감소 및 교량상판의 피로파손의 원인
• 부재두께, 감쇠비, 교량의 질량을 고려할 때, 콘크리트교 보다 강교가 진동피해에 취약

 

풍하중에 의한 진동

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• 장경간의 교량에서 풍하중의 영향이 큼
• 와류진동 및 버펫팅 효과에 따른 강제 진동
• 갤로핑 및 플러터 등의 자발진동(진폭이 늘어나거나 줄어들지 아니하고 지속되는 진동)
• 단면 형상 등의 영향으로 케이블에 발생하는 풍우진동
• 구조적 대책 : 부재 저항력 증가, 질량 추가 / 감쇠 증가 (댐퍼 추가) / 강성 증가 (진동수 조정)
• 공기역학적 대책 : 단면 조정 (공기력 계수), 페어링 / 스포일러 등 기류 교란 부재 설치

 

지진하중에 의한 진동

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• 질량이 무거운 콘크리트교가 지진에 취약
• 부재가 저항하는 내진 설계 
• 고무 스프링 (HDRB / LRB 등)과 댐퍼, 베어링 등을 설치하여 지진력이 교량에 전해지는 것을 막는 면진 설계
• 지진력에 대응하는 반대 방향 힘을 작용시켜 지진력 흡수하는 제진 설계 : 동조질량감쇠기(TMD) / 동조액체감쇠기(TLD)