Analytical Study for Ultimate Behavior of Steel Cable-stayed Bridges under Construction Stage

시공중 강사장교의 극한거동에 대한 해석적 연구

  • 이주탁 (에스코알티에스) ;
  • 김승준 (고려대학교 초고층초장대기술연구소) ;
  • 김종민 (고려대학교 공학기술연구소) ;
  • 최준호 (고려대학교 건축사회환경공학과) ;
  • 강영종 (고려대학교 건축사회환경공학과)
  • Received : 2011.02.21
  • Accepted : 2011.12.01
  • Published : 2011.12.27

Abstract

This paper presents an investigation on the ultimate behavior of steel cable-stayed bridges in the construction stage, considering various geometric nonlinearities and material nonlinearities. To numerically determine the state of cable-stayed bridges in the construction stage, initial shape analysis and construction stage analysis via backward process analysis were done sequentially. Then nonlinear analysis of the state under the construction load condition, considering the weight of the derrick crane and the key segment of the girder loaded onto the tip of the center span, was performed to investigate the ultimate behavior of the structure. The effects of the girder-mast stiffness ratio, the cable-arrangement types, and the area of the stay cables on the ultimate behavior were also extensively investigated. Moreover, the results of the ultimate analysis, considering both geometric nonlinearities and material nonlinearities, were compared with the results of the geometric nonlinear analysis, for a more meaningful investigation of the ultimate behavior of steel cable-stayed bridges in the construction stage.

본 연구는 데릭크레인과 인양중인 새그먼트 자중에 의한 외력이 작용하는 시공중인 폐합 직전 사장교의 기하비선형성 및 재료비선형성을 고려한 비선형 해석을 통해 극한 거동을 규명하였다. 시공중 사장교의 상태를 수치적으로 구현하기 위해 초기형상 해석과 역방향 시공단계 해석을 순차적으로 진행하였고, 이후에는 데릭크레인 및 인양중인 새그먼트 자중을 중앙경간 최 측단에 재하 하여 폐합 전 강사장교의 주요한 거동을 모사하였다. 또한 주요 매개변수에 따른 극한거동 및 극한하중계수의 변화를 정량적으로 분석하기 위한 방법으로 주탑-거더간 강성비와 케이블 면적을 변화하면서 거동을 관찰하였고, 기하비선형성과 재료비선형성 모두를 고려한 극한해석 결과를 기하비선형성만을 고려한 기하비선형 해석과 비교하여 보다 구체적이고 정량적인 극한거동에 대해 분석하였다.

Acknowledgement

Supported by : 국토해양부

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