WPC 교량에 대한 보행자 중심의 진동 사용성 평가 연구
Vibration serviceability evaluation of the pedestrians on Wide-flange prestressed concrete girder bridges
- 주제(키워드) 진동사용성 , 진동가속도 , 고유진동수
- 발행기관 동신대학교 대학원
- 지도교수 강성후
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 대학원 토목공학과
- 세부전공 구조공학 전공
- 원문페이지 75
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/dsu/000000555484
- 본문언어 한국어
- 저작권 동신대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
1960년대부터 시작된 산업화와 공업화에 따른 기간 산업의 발전은 국가의 경제력을 향상시키며 경제 활동을 위한 각종 도로, 교량, 항만, 철도 등의 시설물들의 신설 및 확충이 이루어지도록 하였다. 그리고 최근 경제발전과 생활수준의 향상으로 인하여 도로상의 차량통행이 늘어나고 더불어 차량의 중량화, 고속화가 진행되고 있으며, 최근 건설되는 교량은 기술발전에 힘입어 장대화, 경량화 되어 가고 있는 추세이다. 이에 따라 공용중인 교량에서 나타나는 과도한 진동이 문제가 되어 교량의 사용성을 저하시키고 교량 위를 보행하는 사람들의 쾌감을 감퇴시키는 사례가 빈번히 발생하고 있다. 특히 물체가 가지고 있는 고유진동수(Natural frequency)와 이 물체에 가해진 하중의 가진진동수(Froced frequency) 가 유사하거나 같을 경우 발생하는 공진현상은 교량의 사용성과 쾌적성을 모두 감쇠시킨다. 본 연구는 PSC 교량 중 공용중인 WPC 교량의 차량하중으로 인한 인체의 진동 사용성을 평가하였다. 진동 사용성 평가는 차량주행실험을 실시하여 얻어진 동적응답 자료분석을 통하여 보행자의 진동 사용성을 평가하였다. 대상 구조물의 연장은 90m인 3경간 연속교로서 차량하중이 교량을 주행할 때 발생되는 진동가속도 응답을 기준으로 인체의 진동수용에 따른 쾌적성 및 감성의 감퇴정도를 평가하고자 한다. WPC 교량에서 발생되는 진동가속도 응답을 토대로 Meister 평가기준에서 살펴본 결과 보행자가 교량을 지나갈 때 느끼는 진동은 “Level B, Disturbing"과 강하게 진동을 느끼는 수준인 ”Level C, Strongly perceptible" 수준으로 나타났으며 보행자가 불쾌감을 느끼는 수준의 진동이 발생한다는 것을 확인할 수 있었다. ISO 평가기준 가운데 가장 엄격한 쾌감감퇴경계를 적용하여 살펴본 결과 보행자가 25분정도 진동에 노출되어 있을 때 쾌감감퇴가 발생하였다. 그러나 보행자의 속도를 2km/h로 가정할 때 25분 동안 진동에 노출되기 위해서는 교량의 길이가 833m라는 것을 의미하므로 ISO 기준에서 제시하는 쾌감감퇴는 WPC 교량에서는 발생하지 않음을 알 수 있다.
more초록/요약
Development of infrastructure industry amid increasingly growing industrialization since 1960s has resulted in improvement of national economy, which further led to construction or expansion of highway, bridge, harbor and railroad to promote the economic activities. And in line with economic development and improved living standard, traffic on road has been on the rise, coupled with increasing number of heavier and faster vehicles, and the bridges recently built tends to be longer and lighter thanks to sophisticated technology today. Then excessive vibration occurred on bridge has caused the bridges to be deteriorated and the comfortability of the pedestrian walking on the bride has accordingly reduced. Particularly, resonance occurred when natural frequency and forced frequency are similar or correspond with each other causes to reduce both the serviceability and comfortability. This study was intended to evaluate the vibration serviceability to the body which was caused by traffic load on WPC bridge, among PSC bridges. Vibration serviceability to the pedestrian was evaluated through the analysis of dynamic response data obtained from the car0running test. The test was aimed at evaluating the reduction of comfortability and riding quality by vibration to the human body based on vibration acceleration response occurred by vehicle load during running the 90m-long, 3-span bridge. As a result of reviewing from Meister evaluation criteria based on vibration acceleration response occurred on WPC bridge, the vibration which the pedestrian walking on the bridge feels was ‘Level B-Disturbing” and Level C, Strongly perceptible”, indicating the vibration level that would possibly caused the pedestrian to feel unpleasant. In the wake of applying the pleasant feeling decline boundary which is the most stringent requirements among ISO standards, a pleasant feeling decline started occurring when the pedestrian was exposed to the vibration for 25 minutes. On assumption of pedestrian’s foot pace 2km/hr, the bridge length should be 833 m to allow the pedestrian to be exposed to the vibration for 25 minutes, which means a pleasant decline suggested by ISO standard would possibly be not happened on WPC bridge.
more목차
1장 서론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구방법 2
1.3 연구동향 3
2장 이론적 고찰 5
2.1 진동의 수용과 인체의 응답 5
2.1.1 진동의 전달 방향 5
2.1.2 진동의 수용과 인체의 응답 6
2.1.3 진동에 의한 피해 10
2.2 인체진동의 분류 및 진동전달률 15
2.3 인체 진동영향평가 기준 18
2.3.1 RMS값 18
2.3.2 Meister의 진동감각특성 20
2.3.3 국제표준화기구(ISO)의 평가법 21
2.4 WPC 교량의 특성 25
3장 진동 사용성 평가 실험 27
3.1 실험 개요 27
3.2 차량 주행 실험 27
3.2.1 대상교량 27
3.2.2 실험기기 및 측정장비 29
3.2.3 실험차량 31
3.2.4 실험방법 32
3.3 실험결과 34
4장 진동사용성 결과 분석 및 고찰 36
4.1 진동가속도 36
4.2 고유진동수 39
4.3 진동사용성 평가 42
4.3.1 Meister 평가기준 42
4.3.2 ISO 평가기준 44
4.4 타 교량과의 비교 46
4.4.1 Meister 평가기준 46
4.4.2 ISO 평가기준 47
5장 결론 49