부유식 주탑을 갖는 케이블지지교량 긴장재의 극심한 파랑에 대한 단기적 피로 손상

Abstract

Due to the environmental characteristics, floating cable supported bridges are continuously subjected to the various dynamic forces induced by wind, wave, and current whose direction, amplitude, and period continuously change. Those dynamic forces directly induce the dynamic structural responses of the floating bridges. Among the structural responses, dynamic stresses which occur at the sections of the main structural members accumulate the fatigue damages, so the fatigue performance of the tendons which support the floating towers should be reviewed in the structural design stages. In this study, the characteristics of the accumulated short-term fatigue damage induced by the harsh irregular waves are investigated performing the global performance analysis based on the theory of hydrodynamics. Also, the effects of the types and draft of floaters and initial inclination of the tendons on the short-term fatigue damage of the tendons are investigated.

부유식 케이블지지교량은 환경적 특성에 따라 바람, 파도, 류 등과 같이 시간에 따라 크기 및 작용방향 그리고 주기가 지속적으로 변화하는 동적 하중을 받게 되고, 이러한 동적 하중은 주요 구조부재에 동적 반응을 야기한다. 특히 동적 응력의 경우 구조 부재에 피로를 누적시키기 때문에 부유식 주탑을 지지하는 긴장재의 피로성능은 구조물의 설계단계에서 필수적으로 확인되어야 한다. 본 연구에서는 극심한 파랑 하중에 의해 부유식 주탑을 지지하는 긴장재 단면에 발생하는 피로손상을 유체구조동역학 기반의 전체계 해석을 기반으로 분석하였다. 특히 부유식 주탑을 지지하는 부유체의 형식과 흘수 그리고 긴장재의 초기 수평 기울기가 긴장재에 발생하는 단기 피로 손상도에 미치는 영향을 분석하였다.