KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
권호 표지

Analyses of Initial Equilibrium States of Cable-stayed Bridges by Optimization

최적화 기법을 이용한 사장교의 초기평형상태 해석

Kim, Chang-Hyun;Lee, Hae-Sung
김창현;이해성

  • Published : 2005.11.30

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Abstract

This paper presents a new approach to determine the initial equilibrium states of cable-stayed bridges through optimization with respect to cable tensions. The proposed method is capable of considering the geometric shape as well as the bending moment of a cable-stayed bridge in the initial equilibrium state analysis. Since the proposed method is based on optimization, constraints on cable tensions are easily imposed. The equilibrium equation and the first-order necessary condition of the optimization problem are solved separately for displacement and cable tensions, respectively, to simplify analysis procedures. An iterative scheme is employed to find the solution that satisfies both equations. Cable members are modeled by the elastic catenary cable elements, and a frame structure is discretized using usual 3-dimensional frame elements. The proposed method is applied to the second Jindo Grand Bridge to demonstrate its validity and effectiveness.

이 논문에서는 케이블 장력에 대한 최적화 문제로 정의되는 사장교의 새로운 초기평형상태 해석법을 제안한다. 제안된 방법에서는 사장교의 기하학적 형상과 뼈대구조물에서 발생하는 휨 모멘트를 동시에 고려할 수 있으며, 각 사장 케이블의 장력제한조건도 최적화 과정에서 쉽게 적용할 수 있다. 사장교의 평형조건식과 최적화를 위한 1차 필요조건을 각각 변위와 케이블 장력에 대하여 독립적으로 풀고, 반복계산에 의하여 두 방정식을 동시에 만족시키는 해를 구한다. 케이블 부재는 탄성현수선 요소로 모델링하며, 뼈대구조물은 일반적인 3차원 뼈대요소를 사용하여 이산화 한다. 제안된 방법을 제 2 진도대교의 초기평형상태 해석에 적용하여 그 타당성과 효율성을 검증하였다.

Keywords

References

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