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수평적 공간변이 지진에 대한 고속열차-궤도-교량 시스템의 확률 해석

Title
수평적 공간변이 지진에 대한 고속열차-궤도-교량 시스템의 확률 해석
Other Titles
Stochastic Analysis of the High-Speed Train-Track-Bridge System Under Horizontal Spatially Varying Earthquakes
Author
최동호
Keywords
고속열차; 철도 교량; 유사가진법(PEM); 지진; 동적 응답; 전파통과 효과; 비간섭 효과; High-speed train; Railway bridge; Pseudo-excitation method (PEM); Earthquake; Dynamics; Wave passage effect; Incoherence effect
Issue Date
2019-10
Publisher
한국강구조학회
Citation
한국강구조학회 논문집, v. 31, no. 5, Page. 369-380
Abstract
본 연구는 유사가진법(PEM)을 확장해서, 전파통과 효과나 비간섭 효과와 같은 지반 운동의 공간적 효과들이 조합되어 열차-궤도-교량 시스템(TTBS)의 지진응답에 미치는 영향을 조사한다. 열차는 현가장치들에 의해 연결된 강체들로, 궤도와 교량은 유한요소들로 모델을 구축한다. 차륜/궤도 강체 접촉을 고려하여, TTBS의 운동방정식을 유도한다. 간섭 모델에 기초하여 지반 가속도의 파워 스펙트럼(PSD) 행렬을 구성하고, 이 PSD 행렬을 분해하여 일련의 유사가진들을 구축한다. 이 유사가진들에 대한 TTBS의 유사응답PSD를 사용하여 표준편차들을 산출한다. 수치 예제에서, 고속열차가 주행하는 20경간 단순교의 지진응답을 열차와 교량의 측면 가속도를 통해 평가한다. 해석 결과들은 지진의 비간섭 효과가 TTBS의 지진응답에 매우 중대한 영향을 미침을 보여 준다. 또한, 지진파의겉보기 속도가 더 빠르고 최대 지진 가속도가 더 클수록 TTBS의 측면 가속도는 매우 증가한다. This study extended the pseudo-​excitation method (PEM) to investigate the combined influence of spatial effects, such as the wave passage and incoherence effects, of ground motion on the seismic response of a train-track-bridge system (TTBS). The train is modeled as rigid bodies connected by suspensions, and the track and bridge are modeled as finite elements. The rigid wheel/rail contact is considered, and the coupled equation-of-motion of the TTBS is derived. The power spectrum density (PSD) matrix of ground accelerations is established based on the coherency model, and the PSD matrix is then decomposed to construct a series of pseudo-excitations. The PSD of the pseudo-response of the TTBS under pseudo-excitations is used to calculate the standard deviation. In the numerical example, the seismic responses of a 20-span simply supported bridge under a high-speed train are evaluated by the lateral accelerations of the train and bridge. The results show that the incoherence effect is very important to the seismic responses of TTBS. Furthermore, an earthquake with a faster apparent wave speed and a larger peak acceleration can significantly increase the lateral accelerations of the TTBS.
URI
http://ksscjournal.or.kr/_common/do.php?a=full&bidx=1720&aidx=21303https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/154642
ISSN
1226-363X; 2287-4054
DOI
10.7781/kjoss.2019.31.5.369
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COLLEGE OF ENGINEERING[S](공과대학) > CIVIL AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING(건설환경공학과) > Articles
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