엑스트라도즈교 케이블 장력 평가방법 개선 연구

Abstract

케이블 장력을 정확히 평가하는 것은 케이블 교량의 건설과 유지관리에 매우 중요 작업이다. 케이블 장력은 케이블을 처음 설치할 때부터 교량을 완공할 때까지 계속해서 변화되며, 공용중에는 차량하중의 변동에 따라 지속적으로 변화된다. 최근 다수의 엑스트라도즈 교량이 건설되고 있으며 이들 교량 케이블은 두껍고 무겁다는 특징을 가지고 있다. 기존 장력추정 공식들은 자중에 의해 유발되는 장력을 고려하지 않기 때문에 엑스트라도즈교 케이블에 대해 기존 공식들을 적용할 경우 장력 추정값의 신뢰성이 떨어진다. 본 연구에서는 엑스트라도즈교 케이블에서 케이블 자중이 장력에 미치는 영향을 분석하였으며, 자중효과를 반영할 수 있는 새로운 장력 평가 방법이 제안되었다. 그리고, 케이블 자중, 고유주파수, 세장비의 상관관계에 대해서도 명확히 설명되었다. 현장실험 결과 새로운 방법은 기존 방법들과 비교하여 엑스트라도즈교 케이블 장력평가에 있어 보다 높은 신뢰성을 제공하는 것이 확인되었다. Estimating the exact tension force of cables is very important to the construction and maintenance of the cable bridges. The cable tension changes continually from the first installation to the final construction stage. Moreover, in service status, this changes continuously as the vehicle loads change. Recently, many extradosed bridges are constructed and these bridges have the heavy and thick cables. But the existing formulas do not give the reliable estimations for these bridges because these formulas do not consider the tension force induced by self-weight (gravity effect). In this study, the gravity effect on the extradosed bridge cables is investigated and an improved estimation method considering the gravity effect is proposed. The relationship among the gravity effect, the natural frequency and the slenderness ratio is also clearly explained. The field test results show that the new method has the acceptable reliability compared with the existing methods for the extradosed bridge cables.