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Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2013;13(4):83-90.
Published online August 31, 2013.
다양한 곡률을 갖는 터널에서의 연속주행 차량에 따른 풍하중으로 인한 강재터널라이닝의 동적거동분석
마호성, 조광일
Dynamic Behaviors of a Curved Steel Tunnel Lining with Various Curvatures under Wind Loads due to Consecutive Passing Vehicles
Ho-Seong Mha, Kwang Il Cho
Abstract
Dynamic behaviors of the steel lining of curved tunnels with various curvatures are throughly examined to see the effect of wind loads due to consecutively passing vehicles. The wind pressure upon the lining is simplified into the pressure and suction while the vehicles are passing the specific positions.
Results
from cases of sole driving and consecutive driving conditions for both curved and straight tunnels are compared. It is found that the maximum displacements occur at middle location of the tunnel, and that the responses from consecutive passing vehicles increase compared to those from the single vehicle conditions for all tunnels. It is also found that the responses increase at the higher speed of passing vehicles while the responses decrease as the curvatures increase. In the case when the consecutive vehicles go at the high speeds, the increments of the responses become hardly noticeable compared to those from single passing vehicle conditions since the safety distance are getting long enough to eliminate the effect of wind load from the following vehicles.
Key Words: Dynamic Behaviors; Curved Tunnel; Curvature; Tunnel Lining; Wind loads; Consecutive Driving
요지
본 논문에서는 연속주행으로 인한 풍하중에 대하여 곡률이 다른 곡선터널에서의 강재터널라이닝의 동적거동에 대하여 분석하였다. 차량의 주행으로 인한 풍하중은 하중작용지점에서의 차량의 통과위치에 따라서 압축 및 팽창력으로 표현되는 시간함수를 이용하여 단순화시켜 모형화하였다. 곡선터널에서의 곡률의 변화에 따른 영향은 단독 및 연속주행시의 직선터널과의 해석결과를 비교하여 분석하였다. 결과로부터 고려한 모든 터널에서의 변위는 터널의 중앙 부분에서 가장 큰 값을 보이며 연속주행 시에 더 큰 값을 나타냈다. 응답변위는 곡률이 커질수록 적어지는 반면 속도의 증가에 따라서는 증가함을 알 수 있었다. 고속주행시에는 차량 간의 안전거리 증가로 인하여 따라오는 차량에 의해 터널에 미치는 영향이 줄어, 연속주행으로 인한 변위 증가는 단독주행의 경우와 차이가 거의 없는 것으로 나타났다.
핵심용어: 동적거동; 곡선터널; 곡률; 터널라이닝; 풍하중; 연속주행
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