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사장교 케이블 진동저감을 위한 능동 제어시스템

Title
사장교 케이블 진동저감을 위한 능동 제어시스템
Other Titles
Active Control System for Mitigation of Cable Vibration in Cable-Stayed Bridges
Author
정철오
Alternative Author(s)
Jeong, Cheol-Oh
Advisor(s)
이종세
Issue Date
2007-02
Publisher
한양대학교
Degree
Master
Abstract
케이블은 장대교량과 같은 대형구조물을 건설하는데 효과적으로 사용되고 있으나 외부하중에 의한 진동에 민감하다. 이러한 케이블의 진동을 저감하기 위해 부가 댐퍼를 장착하여 케이블의 감쇠력을 증가시키는 방법이 가장 효과적으로 사용되어왔다. 또한 수동 댐퍼를 이용한 많은 연구가 수행되어 왔으나 댐퍼를 케이블의 정착부 부근에 설치할 수밖에 없는 구조적 한계로 인하여 충분한 감쇠력을 발휘하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 수동제어의 단점을 보완하여 외부하중에 대하여 효과적인 제어가 가능한 케이블의 진동제어를 위한 능동제어시스템을 제안하였다. 제안된 능동제어시스템은 케이블의 정착단에 베어링 장치를 장착하여 케이블 단부에서 횡방향 변위를 가능하게 하고 앵커리지 내부에 장착된 능동댐퍼를 이용하여 진동을 제어하는 능동제어시스템을 모델링하고 제어성능을 평가하였다. 능동제어를 위하여 최적제어이론 중의 하나인 Clipped-Optimal Control 알고리즘을 사용하여 LQG 조정기를 설계하였다. 수치해석은 실제 교량인 서해대교의 최장 케이블을 대상으로 하여 기존의 댐퍼 시스템과 수동, 능동 댐퍼 부착에 따른 케이블의 진동제어성능을 비교 및 분석하였다. 연구결과 제안된 능동제어시스템은 효과적으로 사장교 케이블의 진동을 저감시킬 수 있는 시스템임을 입증하였으며, 기존의 부가댐퍼 시스템 보다 효과적으로 진동을 저감시킬 수 있을것으로 사료된다.
External dampers attached to the cables have become widely accepted as an effective means for stay-cable vibration suppression, For very long stay-cables, however, such damper systems are rendered ineffective, as the dampers need be attaced near the end of cables for aesthetic reasons. A recent study by the authors proposed that a new active control system is replaced direct fixed support of the cable with a support systems can provide significantly superior supplemental damping for a cable modeled as a taut string. This paper extends the previous work by adding mass of anchorhead to the cable model and proposed active control system is applied to cables in a real cable-stayed bridge. The response of a cable with the proposed active control system is obtained and then compared to those of the cable with and without an external passive damper. A case study for the three kinds of cables of the the real bridges has been conducted to illustrate the feasibility of the proposed system.
URI
https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/149520http://hanyang.dcollection.net/common/orgView/200000406053
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