Mobile QR Code QR CODE : Journal of the Korean Society of Civil Engineers

  1. ์ „๋ถ๋Œ€ํ•™๊ต KOCED ๋Œ€ํ˜•ํ’๋™์‹คํ—˜์„ผํ„ฐ ์ฑ…์ž„์—ฐ๊ตฌ์› (Chonbuk National University)
  2. ์ „๋ถ๋Œ€ํ•™๊ต ํ† ๋ชฉ๊ณตํ•™๊ณผ ๋ฐ•์‚ฌํ›„๊ณผ์ • (Chonbuk National University)
  3. ์ „๋ถ๋Œ€ํ•™๊ต ํ† ๋ชฉ๊ณตํ•™๊ณผ ๊ต์ˆ˜ (Chonbuk National University)


๋ณด๋„๊ต, ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ,, ํ’๋™์‹คํ—˜, ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ…
Pedestrian bridge, Aerodynamic stability, Wind tunnel test, Open grating

  • 1. ์„œ ๋ก 

  • 2. ๋ณด๋„๊ต์˜ ํŠน์„ฑ ๋ถ„์„

  •   2.1 ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ตฌ์กฐ์  ํŠน์„ฑ

  •   2.2 ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜

  •   2.3 ๋ณด๋„๊ต์˜ ํ•œ๊ณ„ ํ’์†

  •   2.4 ๋ณด๋„๊ต์˜ ๋‚ดํ’ ํŠน์„ฑ

  • 3. ๋ณด๋„๊ต ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ ํ™•๋ณด

  •   3.1 ์—ฐ๊ตฌ ๋Œ€์ƒ ๊ต๋Ÿ‰

  •   3.2 ๋ชจ๋‹ฌ ํŠน์„ฑ

  •   3.3 ๊ณตํƒ„์„ฑ ํ•ด์„์„ ํ†ตํ•œ ๊ณ ์œ ์น˜ ๊ฒ€ํ† 

  •   3.4 ํ’๋™์‹คํ—˜์„ ํ†ตํ•œ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ ํ™•๋ณด

  •   3.5 ์‹คํ—˜ ๊ฒฐ๊ณผ

  • 4. ๊ฒฐ ๋ก 

1. ์„œ ๋ก 

์ตœ๊ทผ ๋“ค์–ด ๊ตญ๋‚ด์™ธ์—์„œ ๋‹ค์–‘ํ•œ ํ˜•์‹์˜ ๋ณด๋„๊ต๊ฐ€ ๊ณ„ํš๋˜๊ณ  ๊ฑด์„ค๋˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ์ „๊ตญ์˜ ์‚ฐ๊ณผ ๊ฐ•, ์„ฌ ๋“ฑ์— ์„ค์น˜๋œ โ€˜์ถœ๋ ๋‹ค๋ฆฌโ€™๊ฐ€ ๊ด€๊ด‘ ํ•ซํ”Œ๋ ˆ์ด์Šค๋กœ ๋ถ€์ƒํ•˜๋ฉด์„œ ์ง€์—ญ์˜ ๋žœ๋“œ๋งˆํฌ ๋ฐ ๊ด€๊ด‘์‚ฐ์—…์˜ ์ผํ™˜์œผ๋กœ ์ง€์ž์ฒด๋“ค์ด ๊ฒฝ์Ÿํ•˜๋“ฏ์ด ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„์˜ ์œ ์—ฐํ•œ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ€์ง€๋Š” ๋ณด๋„๊ต๋ฅผ ๋‹ค์ˆ˜ ๊ฑด์„คํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ๋˜ํ•œ ์ตœ๊ณ  ๋ฐ ์ตœ์žฅ์ด๋ผ๋Š” ํƒ€์ดํ‹€์„ ํš๋“ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด์„œ ๋ณด๋‹ค ๊ธด ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์„ ๊ฐ€์ง€๋Š” ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ฑด์„ค์ด ๊ณ„ํš๋˜์–ด ์žˆ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์ด๋Ÿฌํ•œ ์ถœ๋ ๋‹ค๋ฆฌ์˜ ๊ฒฝ์šฐ ๋„๋กœ๋ฒ•์˜ ์ ์šฉ์„ ๋ฐ›์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค๋Š” ์ด์œ ๋กœ โ€˜์‹œ์„ค๋ฌผ ์•ˆ์ „ ๋ฐ ์œ ์ง€๊ด€๋ฆฌ์— ๊ด€ํ•œ ํŠน๋ณ„๋ฒ•โ€™๊ณผ โ€˜์žฌ๋‚œ ๋ฐ ์•ˆ์ „๊ด€๋ฆฌ ๊ธฐ๋ณธ๋ฒ•โ€™ ๊ด€๋ฆฌ ๋Œ€์ƒ์—์„œ๋„ ์ œ์™ธ๋˜์–ด ์žˆ๋‹ค. ๋ณด๋„๊ต์— ๋Œ€ํ•œ ์šฉ์–ด ์ž์ฒด๋„ โ€œํ”๋“ค๋‹ค๋ฆฌโ€, โ€œ์ถœ๋ ๋‹ค๋ฆฌโ€, โ€œ๋ฌด์ฃผํƒ‘ ํ˜„์ˆ˜๊ตโ€, โ€œ๋ณด๋„ ํ˜„์ˆ˜๊ต(์‚ฌ์žฅ๊ต)โ€, โ€œ์ŠคํŠธ๋ ˆ์Šค ๋ฆฌ๋ณธ๊ตโ€ ๋“ฑ ๋‹ค์–‘ํ•˜๊ฒŒ ํ˜ผ์žฌ๋˜์–ด ์‚ฌ์šฉ๋˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค.

์ผ€์ด๋ธ” ๊ต๋Ÿ‰์˜ ๊ฐ•์„ฑ(ํ˜น์€ ์œ ์—ฐ์„ฑ)์„ ํ‘œํ˜„ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•œ ์ง€ํ‘œ๋กœ ๋ณ€์žฅ๋น„(์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ/๊ตํญ)๋ฅผ ์ž์ฃผ ์‚ฌ์šฉํ•œ๋‹ค(Kwon, 2010). ํ˜„์žฌ ๊ตญ๋‚ด์—์„œ ๊ฑด์„ค๋œ ์ฃผ์š” ์ถœ๋ ๋‹ค๋ฆฌ๋ฅผ ๋ณด๋ฉด(Table 1), ๋ณ€์žฅ๋น„๊ฐ€ ์ตœ๋Œ€ 159์— ์ด๋ฅธ๋‹ค. ์ด๋Š” ์ด์ˆœ์‹ ๋Œ€๊ต์˜ ๋ณ€์žฅ๋น„ 53๋ณด๋‹ค ์›”๋“ฑํžˆ ๋†’๊ณ , ํ˜„์žฌ ๊ณ„ํš์ค‘์ธ ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ 3,300 m์ธ ์ดํƒˆ๋ฆฌ์•„ ๋ฉ”์‹œ๋‚˜๊ต์˜ ๋ณ€์žฅ๋น„ 64๋ณด๋‹ค 2.5๋ฐฐ ํฌ๋‹ค. ์ด๋ฅผ ๋ณผ ๋•Œ ์ผ€์ด๋ธ” ๋ณด๋„๊ต๋Š” ์œ ์‚ฌํ•œ ๋„๋กœ๊ต๋ณด๋‹ค ํ›จ์”ฌ ์œ ์—ฐํ•œ ๊ตฌ์กฐ์ž„์„ ์•Œ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค.

Table 1. Domestic Major Cable Suspended Pedestrian Bridges

Bridge name Complete year Main span (L) Deck width (W) Aspect ratio (L/W)
Gaudo Bridge 2011 70 m 2.6 m 27
Yeondai-Manjido Bridge 2015 98 m 2.0 m 49
Duga Bridge 2012 125 m 3.0 m 42
Seommok-gwaneumdo Bridge 2011 140 m 3.0 m 47
Tapjeong lake Bridge 2018 143 m 2.2 m 65
Yeonhwado-udo Bridge 2018 170 m 2.0 m 85
Gamak mountain Bridge 2016 150 m 1.5 m 100
Yedang reservoir Bridge 2018 201 m 2.0 m 101
Sogeum mountain Bridge 2018 200 m 1.5 m 133
Cheonjang lake Bridge 2017 207 m 1.5 m 138
Majang lake Bridge 2017 220 m 1.5 m 147
Seomjin river Bridge 2019 270 m 1.7 m 159

์ผ๋ฐ˜ ๋„๋กœ๊ต์™€๋Š” ๋‹ฌ๋ฆฌ ์ผ€์ด๋ธ” ๋ณด๋„๊ต๋Š” ์ƒ๋‹นํžˆ ์ถœ๋ ๊ฑฐ๋ ค์„œ ๋ณดํ–‰์ž๋กœ ํ•˜์—ฌ๊ธˆ ์–ด๋Š ์ •๋„ ์Šค๋ฆด์„ ์ฆ๊ธฐ๋„๋ก ์„ค๊ณ„ํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„ ์ถœ๋ ๋‹ค๋ฆฌ์˜ ๊ฒฝ์šฐ์— ๊ด€๊ด‘๊ฐ์— ์˜ํ•œ ๋ณด๋„ํ•˜์ค‘๊ณผ ๋ฐ”๋žŒ์— ์˜ํ•œ ํ’ํ•˜์ค‘์ด ์ง€๋ฐฐ์ ์ธ ํ•˜์ค‘์ด ๋œ๋‹ค(Jeong, 2017; Lee, 2018). ํ•˜์ง€๋งŒ ์„ค๊ณ„์‹œ์— ๋„๋กœ๋ฒ•์˜ ์ ์šฉ์„ ๋ฐ›์ง€ ์•Š๊ณ , ์„ค๊ณ„ ๋ฐ ์„ค์น˜์— ๊ด€ํ•œ ๊ทœ์ •์ด ์ „๋ฌดํ•˜๋‹ค๋ณด๋‹ˆ ์ด๋Ÿฌํ•œ ์ฃผ์š” ํ•˜์ค‘์— ๋Œ€ํ•œ ์ตœ์†Œํ•œ์˜ ๊ฒ€ํ† ๋„ ์ด๋ฃจ์–ด์ง€์ง€ ์•Š๊ณ  ์„ค๊ณ„๋˜๋Š” ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ๋นˆ๋ฒˆํ•˜๊ฒŒ ๋ฐœ์ƒํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค.

Fig. 1์—์„œ ๋ณด๋“ฏ์ด ์ตœ๊ทผ ํƒœํ’ ์ฝฉ๋ ˆ์ด ๋‚ด์Šต์‹œ ์ง„๋™์ด ๋ฐœ์ƒํ•œ ํ†ต์˜ ์—ฐ๋Œ€-๋งŒ์ง€๋„ ๋ณด๋„๊ต์˜ ๋™์˜์ƒ(youtube, 2018)์„ ๋ณด๋ฉด, ๋ฏธ๊ตญ ํƒ€์ฝ”๋งˆ ๋‚ด๋กœ์šฐ๊ต์˜ ๋ถ•๊ดด๋ฅผ ์œ ๋ฐœํ•œ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ์™€ ๋™์ผํ•œ ํ˜„์ƒ์œผ๋กœ ํŒ๋‹จ๋œ๋‹ค. ๋‹น์‹œ ํ†ต์˜ ๊ธฐ์ƒ๋Œ€์˜ ํ’์† ์ž๋ฃŒ๋ฅผ ๋ถ„์„ํ•œ ๊ฒฐ๊ณผ, ์•ฝ 20 m/s ์ •๋„์˜ ๋‚ฎ์€ ํ’์† ์กฐ๊ฑด์—์„œ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ๊ฐ€ ๋ฐœ์ƒํ•˜์˜€๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ํ•˜๋‹จ๋ถ€์— ์„ค์น˜๋œ ๋‚ดํ’ ์ผ€์ด๋ธ”์ด ์žฅ๋ ฅ์ด ์—†๋Š” ๊ฒƒ์ฒ˜๋Ÿผ ์ž์œ ๋กญ๊ฒŒ ํ”๋“ค๋ฆฌ๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ณด๋ฉด ์†Œ๊ธฐ์˜ ์—ญํ• ์„ ์ˆ˜ํ–‰ํ•˜์ง€ ๋ชปํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ์ด๋Ÿฌํ•œ ์ ์„ ๊ณ ๋ คํ•˜๋ฉด ์ƒ๊ธฐ ๋ณด๋„๊ต๋Š” ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ๋ถˆ์•ˆ์ • ํ˜„์ƒ์„ ๋ฐฉ์ง€ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•œ ๋‚ดํ’์„ค๊ณ„๊ฐ€ ์ด๋ฃจ์–ด์ง€์ง€ ์•Š์€ ๊ฒƒ์œผ๋กœ ํŒ๋‹จ๋œ๋‹ค.

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Fig. 1.

Flutter in Bridges

์ผ๋ถ€ ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ฒฝ์šฐ์— ๋ฐœ์ฃผ์ฒ˜์™€ ์„ค๊ณ„์ž์˜ ์ดํ•ด ๋ถ€์กฑ ๋ฐ ์˜ˆ์‚ฐ์ƒ์˜ ๋ฌธ์ œ๋กœ ์ธํ•˜์—ฌ ์—„๋ฐ€ํ•œ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ ๊ฒ€ํ† ๊ฐ€ ์ˆ˜ํ–‰๋˜์ง€ ์•Š์€ ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค. ๋„๋กœ๊ต์˜ ๊ฒฝ์šฐ ๋‹ค์–‘ํ•œ ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ์ œ์ง„ ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ํ†ตํ•ด ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ์„ ํ™•๋ณดํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค(Gimsing,2009; Simiu and Miyata,2006). ํ•˜์ง€๋งŒ ํ˜„์žฌ ๊ฑด์„ค๋˜๊ณ  ์žˆ๋Š” ๋Œ€๋ถ€๋ถ„์˜ ์ถœ๋ ๋‹ค๋ฆฌ ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ฒฝ์šฐ์— ๊ธฐ์กด์˜ ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ์ ์šฉํ•  ์ˆ˜ ์—†๋Š” ์ œํ•œ๋œ ๋‹จ๋ฉด ํ˜•์‹์„ ๊ฐ€์ง€๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ์ด๋กœ ์ธํ•˜์—ฌ ํ•˜๋ถ€ ๋ฐ”๋‹ฅํŒ ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ… ์ด์™ธ์—๋Š” ๊ณ ๋ คํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ์ œ์ง„ ๋ฐฉ๋ฒ•๋„ ์ œํ•œ์ ์ด๋‹ค. ์ด๋Ÿฌํ•œ ๋ฐ”๋žŒ์— ์˜ํ•œ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ ํ™•๋ณด๋Š” ๋ณด๋„๊ต๋ฅผ ์ข๊ณ  ๊ธธ๊ฒŒ ๊ฑด์„คํ•˜๊ณ ์ž ํ•˜๋Š” ๊ฒฝ์šฐ์— ๋ฐ˜๋“œ์‹œ ํ™•๋ณด๋˜์–ด์•ผ ํ•˜๋Š” ํ•„์ˆ˜์ ์ธ ์š”์†Œ์ด๋‹ค.

์ผ๋ฐ˜์ ์œผ๋กœ ๊ต๋Ÿ‰์˜ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ์€ ๋ณ€์žฅ๋น„์— ๋ฐ˜๋น„๋ก€ํ•œ๋‹ค๊ณ  ์•Œ๋ ค์ ธ ์žˆ์œผ๋ฉฐ, ์ตœ์†Œํ•œ ์ด๋Ÿฌํ•œ ๊ด€์ ์—์„œ ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„ ์ถœ๋ ๋‹ค๋ฆฌ์˜ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ ํ‰๊ฐ€๋Š” ์„ค๊ณ„์‹œ์— ๋ฐ˜๋“œ์‹œ ์ˆ˜ํ–‰๋˜์–ด์•ผ ํ•œ๋‹ค. ์•„์šธ๋Ÿฌ ์ถœ๋ ๋‹ค๋ฆฌ๋งŒ์˜ ๋‚ดํ’ ํŠน์„ฑ์„ ์ถฉ๋ถ„ํžˆ ๊ณ ๋ คํ•˜์—ฌ ์ผ๋ฐ˜์ ์ธ ๋ณด๋„๊ต๋ณด๋‹ค ์˜คํžˆ๋ ค ๋” ์ƒ์„ธํ•˜๊ณ  ๋‹ค์–‘ํ•œ ๊ด€์ ์—์„œ ๊ฒ€ํ† ๋˜์–ด์•ผ ํ•œ๋‹ค. ์ด๋Ÿฌํ•œ ๊ด€์ ์—์„œ ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ๋Š” ์ผ€์ด๋ธ” ๋ณด๋„๊ต์˜ ์ „๋ฐ˜์ ์ธ ๊ตฌ์กฐ ํŠน์„ฑ์„ ํŒŒ์•…ํ•˜๊ณ , ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ์„ ํ˜•์ƒ์‹œํ‚ค๊ธฐ ์œ„ํ•œ ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ์—ฐ๊ตฌํ•˜์˜€์œผ๋ฉฐ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์†Œ๊ฐœํ•˜๊ณ ์ž ํ•œ๋‹ค.

2. ๋ณด๋„๊ต์˜ ํŠน์„ฑ ๋ถ„์„

2.1 ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ตฌ์กฐ์  ํŠน์„ฑ

๊ธฐ๋ณธ ๊ณ„ํš์‹œ ๋ณด๋„๊ต์˜ ํŠน์„ฑ์„ ํŒŒ์•…ํ•ด์•ผ ํ•ฉ๋ฆฌ์ ์œผ๋กœ ์ œ์›์„ ์„ค๊ณ„ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ๋ณด๋„๊ต๋Š” ๊ตฌ์กฐ์  ๋ฐ ๊ธฐ๋Šฅ์  ์ œ์•ฝ์ด ์ž‘์•„์„œ ์„ค๊ณ„์ž์˜ ์˜๋„์— ๋”ฐ๋ผ ๋„๋กœ๊ต์— ๋น„ํ•˜์—ฌ ๋‹ค์–‘ํ•œ ํ˜•์‹๊ณผ ๋””์ž์ธ์„ ๊ฐ€์งˆ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ๋ณด๋„๊ต๋Š” ๋„๋กœ๊ต์™€ ์œ ์‚ฌํ•œ ์ˆ˜์ค€์˜ ๋ฐ•์Šค ๊ฑฐ๋” ํ˜•์‹๋ถ€ํ„ฐ ๋†’์€ ์‚ฐ์•…์ง€์— ์ฃผ๋กœ ์„ค์น˜ํ•˜๋Š” ๋‹จ์ˆœ ๋ชฉ์žฌ ๋ฐํฌ์™€ ์ผ€์ด๋ธ”์„ ์กฐํ•ฉํ•œ ์ถœ๋ ๋‹ค๋ฆฌ๊นŒ์ง€ ๋‹ค์–‘ํ•˜๊ฒŒ ์กด์žฌํ•œ๋‹ค. ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ๋Š” ๋ณด๋„๊ต์˜ ํŠน์„ฑ์„ ํŒŒ์•…ํ•˜์—ฌ ํ˜„์žฌ ๊ตญ๋‚ด ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„ ๋ณด๋„๊ต์— ์ฃผ๋กœ ์‚ฌ์šฉ๋˜๋Š” ๋ชฉ์žฌ ๋ฐํฌ ์ฑ„์šฉ์‹œ ์„ค๊ณ„์˜ ํ•œ๊ณ„๋ฅผ ๋„์ถœํ•˜๋Š”๋ฐ ๋„์›€์„ ์ฃผ๊ณ ์ž ํ•œ๋‹ค. ์ด๋ฅผ ์œ„ํ•˜์—ฌ ๊ตญ๋‚ด ๊ฑด์„ค๋œ ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ 50 m ์ด์ƒ์˜ ๋ณด๋„๊ต์˜ ์ œ์›์„ ์ˆ˜์ง‘ํ•˜์˜€๋‹ค(Table 1).

Fig. 2์—์„œ๋Š” Table 1์˜ ๋ณด๋„๊ต์— ๋Œ€ํ•œ ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ๊ณผ ๊ตํญ์˜ ๊ด€๊ณ„๋ฅผ ๋‚˜ํƒ€๋‚ด์—ˆ๋‹ค. ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ 150 m ์ดํ•˜์—์„œ๋Š” ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์ด ์ฆ๊ฐ€ํ•จ์— ๋”ฐ๋ผ ๊ตํญ์ด ์•ฝ๊ฐ„์”ฉ ์ค„์–ด๋“œ๋Š” ๊ฒฝํ–ฅ์„ ๋ณด์ด๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ 150 m ์ด์ƒ์—์„œ๋Š” ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ๊ณผ ๊ตํญ์˜ ์ƒ๊ด€์„ฑ์€ ์—†๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฌ๋‹ค. ์งง์€ ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์˜ ๋ณด๋„๊ต๋Š” ์ผ๋ฐ˜์ ์œผ๋กœ ๋„๋กœ๊ต์™€ ์œ ์‚ฌํ•œ ๊ฐ•๋ฐ•์Šค ๋“ฑ์„ ๊ฑฐ๋”๋กœ ์ฑ„์šฉํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค, ํ•˜์ง€๋งŒ ๊ธด ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์˜ ๋ณด๋„๊ต๋Š” ํŽธํŽธํ•œ ๋ฐํฌ์™€ ์ผ€์ด๋ธ”๋กœ ๊ตฌ์„ฑ๋œ ๋‹จ์ˆœํ•œ ๊ตฌ์กฐ๊ณ„๋ฅผ ์ฑ„์šฉํ•˜๊ณ  ์žˆ์œผ๋ฏ€๋กœ ๊ฑฐ๋”์˜ ๊ฐ•์„ฑ ๊ธฐ์—ฌ๋Š” ๊ฑฐ์˜ ์—†๊ณ  ์ผ€์ด๋ธ”์ด ์ฃผ๊ตฌ์กฐ์žฌ๊ฐ€ ๋œ๋‹ค. ๋”ฐ๋ผ์„œ ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์ด ๊ธธ์–ด์ง€๋ฉด ์ตœ์†Œํ•œ์˜ ํ†ตํ–‰ ์กฐ๊ฑด๋งŒ์„ ๋ถ€์—ฌํ•˜์—ฌ ์ตœ์†Œ ํญ์ธ 1.5 m ์ •๋„๋กœ ๋ณด๋„๊ต๋ฅผ ์„ค๊ณ„ํ•˜๋Š” ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ๋งŽ๊ธฐ์— ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ๊ณผ ๊ตํญ์˜ ์ƒ๊ด€์„ฑ์ด ์—†๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ํŒ๋‹จ๋œ๋‹ค.

Figure_KSCE_39_02_06_F2.jpg
Fig. 2.

Main Span Length Versus Deck Width

Fig. 3์—์„œ๋Š” ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ๊ณผ ๋ณ€์žฅ๋น„์˜ ๊ด€๊ณ„๋ฅผ ๋‚˜ํƒ€๋‚ด์—ˆ๋‹ค. ๋„๋กœ๊ต์—์„œ๋„ ์ฐจ์„  ์ˆ˜์— ๋”ฐ๋ผ ๊ตํญ์ด ๊ฒฐ์ •๋˜๋Š” ์ผ๋ฐ˜์ ์ธ ์ค‘๋‹จ๊ฒฝ๊ฐ„ ๊ต๋Ÿ‰๊ณผ ๋‹ฌ๋ฆฌ ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„ ํ˜„์ˆ˜๊ต์—์„œ๋Š” ๊ตํญ์„ ๋Š˜๋ ค์„œ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ์„ ํ–ฅ์ƒ์‹œํ‚จ๋‹ค. ๋Œ€ํ‘œ์ ์ธ ์˜ˆ๊ฐ€ Canakkale๊ต์™€ Messina๊ต๋กœ์„œ ๊ตํญ์ด ๊ฐ๊ฐ 43 m์™€ 51 m์— ์ด๋ฅธ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„ ๋ณด๋„๊ต์—์„œ๋Š” ๋ฐํฌ์˜ ๊ฐ•์„ฑ ๊ธฐ์—ฌ๊ฐ€ ๊ฑฐ์˜ ์—†์œผ๋ฏ€๋กœ ๋ฐํฌํญ ์ฆ๊ฐ€์— ๋”ฐ๋ฅธ ๊ตฌ์กฐ์  ์ด์ ์€ ๋ณ„๋กœ ์—†์–ด์„œ ๋ฐํฌํญ์ด ๊ฑฐ์˜ ์ผ์ •ํ•˜๋‹ค. ๋”ฐ๋ผ์„œ Fig. 3์—์„œ ๋ณด๋“ฏ์ด ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„ ๋ณด๋„๊ต๋Š” ๋ฐํฌ ํญ์ด ๊ฑฐ์˜ ์ผ์ •ํ•˜๋ฏ€๋กœ ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„๊ณผ ๋ณ€์žฅ๋น„๊ฐ€ ์„ ํ˜•์ ์œผ๋กœ ๋น„๋ก€ํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฌ๋‹ค.

Figure_KSCE_39_02_06_F3.jpg
Fig. 3.

Main Span Length Versus Aspect Ratio

2.2 ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜

์ผ๋ฐ˜์ ์œผ๋กœ ๊ต๋Ÿ‰์˜ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ๋ฐœ์ƒ ํ’์†์€ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜(ํŠนํžˆ ๋น„ํ‹ˆ๋ชจ๋“œ)์™€ ๊ฑฐ์˜ ์„ ํ˜•์ ์ธ ๋น„๋ก€ ๊ด€๊ณ„์ด๋ฏ€๋กœ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜๋ฅผ ์ •ํ™•ํžˆ ํŒŒ์•…ํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์ด ์ค‘์š”ํ•˜๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ๋น„์„ ํ˜• ๊ฑฐ๋™์„ ํ•˜๋Š” ์ผ€์ด๋ธ”์ด ์ฃผ๋ถ€์žฌ์ธ ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜๋ฅผ ์‚ฐ์ •ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด์„œ๋Š” ์—„๋ฐ€ํ•œ ๊ตฌ์กฐํ•ด์„์ด ํ•„์š”ํ•˜๋‹ค. ๋”ฐ๋ผ์„œ ๊ธฐํ•˜ํ•™์  ์ •๋ณด๋งŒ ๊ฒฐ์ •ํ•œ ๊ธฐ๋ณธ๊ณ„ํš ๋‹จ๊ณ„์—์„œ ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„ ๋ณด๋„๊ต์˜ ํƒ€๋‹น์„ฑ์„ ๊ฒ€ํ† ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•˜์—ฌ ๋Œ€๋žต์ ์œผ๋กœ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜๋ฅผ ์ถ”์ •ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์ด ์žˆ์œผ๋ฉด ์œ ์šฉํ•  ๊ฒƒ์œผ๋กœ ํŒ๋‹จ๋œ๋‹ค.

Fig. 4์—์„œ๋Š” ๋ณด๋„๊ต์˜ ๋ณ€์žฅ๋น„์™€ ์ตœ์ €์ฐจ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜์˜ ๊ด€๊ณ„๋ฅผ ๋‚˜ํƒ€๋‚ด์—ˆ๋‹ค. ์—ฌ๊ธฐ์„œ ๋ณ€์žฅ๋น„๊ฐ€ ์ฆ๊ฐ€ํ•˜์—ฌ๋„ ์ˆ˜์ง ์ง„๋™์ˆ˜์˜ ๋ณ€ํ™”๋Š” ํฌ์ง€ ์•Š์€ ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฌ๋‹ค. ์ด๋Š” ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์ด ์ฆ๊ฐ€ํ•จ์— ๋”ฐ๋ผ ์žฅ๋ ฅ๋„ ์–ด๋Š ์ •๋„ ๋น„๋ก€ํ•˜์—ฌ ๋Š˜์–ด๋‚˜๋Š” ๊ด€๊ณ„๋กœ, ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ๊ณผ ์žฅ๋ ฅ์˜ ํ•จ์ˆ˜์ธ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜์˜ ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ํฌ์ง€ ์•Š์€ ๊ฒƒ์œผ๋กœ ํŒ๋‹จ๋œ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์ด ๋Š˜์–ด๋‚จ์— ๋”ฐ๋ผ ๋น„ํ‹ˆ ์ตœ์ €์ฐจ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜๋Š” ๊ธ‰๊ฒฉํžˆ ์ค„์–ด๋“ค์—ˆ๋‹ค. ์ˆ˜์ง‘๋œ ๊ตญ๋‚ด ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„ ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ฒฝ์šฐ์— ๊ฑฐ๋”๊ฐ€ ๋‹จ์ˆœํ•œ ํ‰ํŒ์œผ๋กœ ๋˜์–ด ์žˆ์–ด์„œ ๋น„ํ‹ˆ ๊ฐ•์„ฑ์— ๊ฑฐ์˜ ๊ธฐ์—ฌํ•˜์ง€ ๋ชปํ•œ๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์ผ€์ด๋ธ”์˜ ํญ์ด ๊ณ ์ •๋œ ์ƒํƒœ์—์„œ๋Š” ์ผ€์ด๋ธ”์˜ ๋น„ํ‹ˆ ๊ฐ•์„ฑ์ด ๋ณ€ํ•˜์ง€ ์•Š์œผ๋ฏ€๋กœ ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์ด ๋Š˜์–ด๋‚จ์— ๋”ฐ๋ผ ๋น„ํ‹ˆ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜๋Š” ๊ธ‰๊ฒฉํžˆ ๊ฐ์†Œํ•œ๋‹ค.

Figure_KSCE_39_02_06_F4.jpg
Fig. 4.

Aspect Ratio Versus Natural Frequency

Fig. 5์—์„œ๋Š” ๋ณด๋„๊ต์˜ ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ๊ณผ ์ตœ์ €์ฐจ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜์˜ ๊ด€๊ณ„๋ฅผ ๋‚˜ํƒ€๋‚ด์—ˆ๋‹ค. ๊ทธ๋ฆผ์˜ ์ถ”์„ธ์„ ์€ ์ˆ˜์ง‘๋œ ๋ณด๋„๊ต์˜ ์„ค๊ณ„์น˜๋ฅผ ๋ฐ”ํƒ•์œผ๋กœ ๊ทผ์‚ฌ์ ์œผ๋กœ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜๋ฅผ ์ถ”์ •ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋„๋ก ์ œ์‹œํ•˜์˜€๋‹ค. ๊ทธ๋ฆผ์—์„œ๋Š” ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„๊ณผ ์ตœ์ €์ฐจ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜๊ณผ ์ƒ๊ด€๊ด€๊ณ„๋ฅผ ๋น„๊ต์  ๋ช…ํ™•ํ•˜๊ฒŒ ํ™•์ธํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์— ๋”ฐ๋ฅธ ์ˆ˜์ง ์ง„๋™์ˆ˜์˜ ๋ณ€ํ™”๋Š” ํฌ์ง€ ์•Š์œผ๋‚˜ ๋น„ํ‹ˆ ์ง„๋™์ˆ˜๊ฐ€ ํฌ๊ฒŒ ์ค„์–ด๋“œ๋Š” ์ด์œ ๋Š” ๊ตํญ์ด ์ œํ•œ๋œ ๊ด€๊ณ„๋กœ ์ผ€์ด๋ธ”์ด ๋น„ํ‹ˆ ๊ฐ•์„ฑ์— ๊ธฐ์—ฌํ•˜๋Š” ์ •๋„๊ฐ€ ์ผ์ •ํ•˜๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์ด๋‹ค. ๊ธฐ์กด ์„ค๊ณ„์น˜๋ฅผ ๋ฐ”ํƒ•์œผ๋กœ ์ง€์ˆ˜ํ•จ์ˆ˜๋ฅผ ์‚ฌ์šฉํ•˜์—ฌ ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ๊ณผ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜์˜ ๊ด€๊ณ„์— ๋Œ€ํ•œ ์ถ”์„ธ์„ ์„ ๊ตฌํ•˜๋ฉด Eq. (1)๊ณผ ๊ฐ™๋‹ค. ์ด ๋•Œ ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ 170 m์— ํ•ด๋‹นํ•˜๋Š” ์œ ๋‚œํžˆ ๋†’์€ ๋น„ํ‹ˆ ์ง„๋™์ˆ˜๋Š” ํ•ด์„์ƒ์˜ ์˜ค๋ฅ˜์ผ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์ด ์žˆ์–ด์„œ ์ถ”์„ธ์„ ์„ ๊ตฌํ•  ๋•Œ ์ œ์™ธํ•˜์˜€๋‹ค.

Figure_KSCE_39_02_06_F5.jpg
Fig. 5.

Main Span Length Versus Natural Frequency

$$f_v=0.87\times e^{-0.0029\times L}$$ (1a)
$$f_t=3.13\times e^{-0.0061\times L}$$ (1b)

์—ฌ๊ธฐ์„œ, fv์™€ ft๋Š” ๊ฐ๊ฐ ์ˆ˜์ง ๋ฐ ๋น„ํ‹ˆ ์ตœ์ €์ฐจ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜(Hz)์ด๊ณ , L์€ ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์˜ ๊ธธ์ด(m)์ด๋‹ค. ํ–ฅํ›„ ๊ธฐ๋ณธ ๊ณ„ํš์‹œ ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„ ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜๋ฅผ ์ถ”์ •ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด์„œ Eq. (1)์„ ์ฐธ๊ณ ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์„ ๊ฒƒ์œผ๋กœ ํŒ๋‹จ๋œ๋‹ค.

2.3 ๋ณด๋„๊ต์˜ ํ•œ๊ณ„ ํ’์†

๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ์€ ์ฃผํ˜•์˜ ๋น„ํ‹ˆ ๊ฐ•์„ฑ๊ณผ ์ƒ๋‹นํžˆ ๋ฐ€์ ‘ํ•œ ๊ด€๋ จ์ด ์žˆ๊ณ , ๋ฏผ๊ฐ๋„ ๊ณ„์ˆ˜ ๋ถ„์„ ๊ฒฐ๊ณผ ๋น„ํ‹ˆ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜์™€ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ํ’์†์€ ์„ ํ˜•์ ์ธ ๋น„๋ก€ ๊ด€๊ณ„๋ฅผ ๋ณด์ด๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฌ๋‹ค(Kwon, 2010). ๋”ฐ๋ผ์„œ ์ฃผํ˜•์˜ ๊ฐ•์„ฑ์„ ํ‚ค์šฐ๋ฉด ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ์— ์œ ๋ฆฌํ•˜์ง€๋งŒ ์ถœ๋ ๋‹ค๋ฆฌ์˜ ๊ฒฝ์šฐ ์ œํ•œ๋œ ํญ์˜ ํ‰ํŒ ๊ฑฐ๋”์˜ ์ฑ„ํƒ์œผ๋กœ ๊ธฐ์กด์˜ ๋„๋กœ๊ต์™€ ๊ฐ™์€ ๋ฐฉ๋ฒ•์œผ๋กœ ๊ตํญ ์ฆ๊ฐ€, ํ˜•๊ณ  ์ฆ๊ฐ€, ๊ฐ•๋ฐ•์Šค ๋‘๊ป˜ ์ฆ๊ฐ€ ๋“ฑ์„ ๊ณ ๋ คํ•˜๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์€ ๋งค์šฐ ์ œํ•œ์ ์ด๋‹ค. ๋˜ํ•œ ์ œํ•œ๋œ ๋‹จ๋ฉด์œผ๋กœ ์ธํ•˜์—ฌ ๊ธฐ์กด์˜ ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ๊ฐœ์„  ๋ฐฉ๋ฒ•์˜ ์ ์šฉ ๋˜ํ•œ ํšจ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด๊ธฐ ์–ด๋ ค์šด ์ƒํ™ฉ์ด๋‹ค. ์ด์— ์„œ๋ก ์—์„œ๋„ ์–ธ๊ธ‰ํ•œ ๋ฐ”์™€ ๊ฐ™์ด ๊ธฐ๋ณธ์ ์œผ๋กœ ํ‰ํŒ ๊ฑฐ๋”๋ฅผ ๊ฐ€์ง€๋Š” ๋ณด๋„๊ต์˜ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ์€ ์ทจ์•ฝํ•œ ์ƒํ™ฉ์ด๋ฉฐ, ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ ํ™•๋ณด์— ๋Œ€ํ•œ ํ•œ๊ณ„๊ฐ€ ๋ถ„๋ช…ํžˆ ์กด์žฌํ•œ๋‹ค.

์ด์— ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ๋Š” ํ‰ํŒ ๊ฑฐ๋” ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„ ๋ณด๋„๊ต์˜ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ์˜ ํ•œ๊ณ„๋ฅผ ๊ฐ„์ ‘์ ์œผ๋กœ ์ถ”์ •ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•˜์—ฌ ์œ ์„ ํ˜• ๋‹จ๋ฉด์˜ ๊ฒฝ์šฐ ์ž˜ ๋งž๋‹ค๊ณ  ์•Œ๋ ค์ ธ ์žˆ๋Š” Selberg์˜ ๊ทผ์‚ฌ์‹์„ ์ ์šฉ(Strommen, 2005)ํ•˜์—ฌ ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„ ๋ณด๋„๊ต์˜ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ๋ฐœ์ƒ ํ’์†์„ ์ถ”์ •ํ•˜์—ฌ ๋ณด์•˜๋‹ค. Selberg ๊ทผ์‚ฌ์‹์— ๊ณ ๋ คํ•œ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜๋Š” ์•ž์—์„œ ์ œ์‹œํ•œ ์ถ”์„ธ์„ ์„ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์— ๋”ฐ๋ฅธ ์ˆ˜์ง๊ณผ ๋น„ํ‹ˆ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜์ด๋‹ค. ๋‚˜๋จธ์ง€ ์ฃผ์š” ๋ณ€์ˆ˜๋Š” ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์ด 200 m๊ฐ€ ๋„˜๋Š” ์ฃผ์š” ๋ณด๋„๊ต์˜ ํ‰๊ท  ๋‹จ๋ฉด ํŠน์„ฑ ๊ฐ’์„ ๊ณ ๋ คํ•˜์—ฌ, ๋‹จ๋ฉดํญ์€ 2 m, ์งˆ๋Ÿ‰๊ณผ ์งˆ๋Ÿ‰๊ด€์„ฑ๋ชจ๋ฉ˜ํŠธ๋Š” ๊ฐ๊ฐ 0.3 t/m์™€ 0.3 t-m2/m๋กœ ๊ฐ€์ •ํ•˜์—ฌ ์˜ˆ์ƒ ํ•œ๊ณ„์น˜๋ฅผ ์ถ”์ •ํ•˜์˜€๋‹ค. ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์— ๋”ฐ๋ฅธ ๋ณด๋„๊ต์˜ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ๋ฐœํ˜„ํ’์† ์ถ”์ • ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ…์„ ์ ์šฉํ•˜์ง€ ์•Š์€ ์ผ๋ถ€ ํ’๋™์‹คํ—˜ ๊ฒฐ๊ณผ์™€ ํ•จ๊ป˜ ๋น„๊ตํ•˜์˜€๊ณ , ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” Fig. 6์— ๋‚˜ํƒ€๋‚˜์žˆ๋‹ค. ๋ถ„์„ ๊ฒฐ๊ณผ ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์ด 140 m๋ฅผ ๋„˜๊ฒŒ ๋˜๋ฉด ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ๋ฐœํ˜„ํ’์†์€ ์•ฝ 50 m/s ์ถ”์ •๋˜๋ฉฐ, ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์ด 170 m๊ฐ€ ๋„˜๊ฒŒ ๋˜๋ฉด 40 m/s ์ด์ƒ์˜ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ๋ฐœํ˜„ํ’์† ํ™•๋ณด๊ฐ€ ์–ด๋ ค์šด ๊ฒƒ์œผ๋กœ ํŒŒ์•…๋˜์—ˆ๋‹ค. ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ ์ œ์‹œ๋œ ์ถ”์„ธ์‹์„ ์ด์šฉํ•˜๋ฉด ๋Œ€์ƒ ๊ต๋Ÿ‰์˜ ํ’๋™์‹คํ—˜ ํ•„์š” ์—ฌ๋ถ€ ๋ฐ ์Šคํ†ฐ ์ผ€์ด๋ธ”, ๊ฑฐ๋” ๋‹จ๋ฉด ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ… ์ ์šฉ ๋“ฑ์˜ ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ๋Œ€์ฑ… ์ˆ˜๋ฆฝ ์—ฌ๋ถ€์— ์–ด๋Š ์ •๋„ ์ฐธ๊ณ ๊ฐ€ ๊ฐ€๋Šฅํ•˜๋‹ค๊ณ  ํŒ๋‹จ๋œ๋‹ค.

Figure_KSCE_39_02_06_F6.jpg
Fig. 6.

Flutter Velocity of Pedestrian Suspension Bridge

2.4 ๋ณด๋„๊ต์˜ ๋‚ดํ’ ํŠน์„ฑ

๋„๋กœ๊ต ๊ณ„ํš์‹œ์—๋Š” ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ๊ณผ ๊ฒฝ์ œ์„ฑ์„ ๋™์‹œ์— ๋งŒ์กฑํ•˜๋Š” ์ตœ์  ๋‹จ๋ฉด์„ ์ฐพ๊ธฐ ์œ„ํ•ด ๋‹ค์–‘ํ•œ ์‹คํ—˜๊ณผ ํ•ด์„์„ ์ˆ˜ํ–‰ํ•œ๋‹ค. ์ผ๋ณธ์˜ Akashi Kaikyo๊ต์˜ ๊ฒฝ์šฐ์—๋„ ์‹ฑ๊ธ€๋ฐ•์Šค, ํŠธ์œˆ๋ฐ•์Šค, ํŠธ๋Ÿฌ์Šค ๋“ฑ์˜ ๋‹ค์–‘ํ•œ ๋‹จ๋ฉด์— ๋Œ€ํ•œ ํ’๋™์‹คํ—˜์„ ์ˆ˜ํ–‰ํ•œ ๋์— ์ตœ์ข…์ ์œผ๋กœ ํŠธ๋Ÿฌ์Šค ๋‹จ๋ฉด์„ ์„ ํƒํ•˜์˜€๋‹ค(Miyata, 1992). ๋ฐ˜๋ฉด ์ตœ๊ทผ ๊ฑด์„ค๋˜๋Š” ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„ ์ผ€์ด๋ธ” ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ฒฝ์šฐ๋Š” ์ฃผ๋ณ€ ๊ฒฝ๊ด€๊ณผ ์ž˜ ์–ด์šธ๋ฆฌ๋ฉฐ ์ž์—ฐ ํ›ผ์†์„ ์ตœ์†Œํ™”ํ•˜์—ฌ์•ผ ํ•œ๋‹ค๋Š” ์ „์ œ ์กฐ๊ฑด์œผ๋กœ ์ธํ•˜์—ฌ, ์‚ฌ๋žŒ ๋‘ ๋ช…์ด ๋™์‹œ์— ์ง€๋‚˜๊ฐˆ ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ์ตœ์†Œํ•œ์˜ ํญ(1.5 m)๋งŒ ๊ณ ๋ คํ•œ ์„ค๊ณ„๋ฅผ ์ˆ˜ํ–‰ํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ์ œํ•œ๋œ ์„ค๊ณ„ ์กฐ๊ฑด์˜ ํ•œ๊ณ„๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด ๋‹ค์ˆ˜์˜ ์ผ€์ด๋ธ” ๋ฐฐ์น˜๋‚˜ ๋‚œ๊ฐ„ ์ผ์ฒดํ˜• ๊ฐ•์ œํ”„๋ ˆ์ž„ ๋“ฑ์„ ํ†ตํ•ด์„œ ์ „์ฒด ๊ตฌ์กฐ๊ณ„์˜ ๊ฐ•์„ฑ์„ ํ‚ค์šฐ๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์ „๋ฐ˜์ ์œผ๋กœ ๋‚œ๊ฐ„๊ณผ ๋ฐํฌ๋ฅผ ํฌํ•จํ•œ ๊ฑฐ๋”๊ฐ€ ์—ญ ะŸ-ํ˜•์ƒ์œผ๋กœ ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ์„ฑ๋Šฅ์ด ์ข‹์ง€ ์•Š๋‹ค.

์„ธ์žฅํ•œ ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ฒฝ์šฐ ์ง„๋™ ๋ชจ๋“œ๊ฐ€ 2~3๊ฐœ์˜ ์ง„๋™ ํ˜•์ƒ์ด ์ปคํ”Œ๋ง ๋˜์–ด ๋™์‹œ์— ๋‚˜ํƒ€๋‚˜๋Š” ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ์ž์ฃผ ๋ฐœ์ƒํ•œ๋‹ค. ์ด๋Š” ๊ต๋Ÿ‰ ๋‹จ๋ฉด์„ ํ†ตํ•ด ์ถฉ๋ถ„ํ•œ ๋น„ํ‹ˆ ๊ฐ•์„ฑ์„ ํ™•๋ณดํ•˜์ง€ ๋ชปํ•˜๋Š” ์ผ€์ด๋ธ” ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ตฌ์กฐ์ ์ธ ํŠน์„ฑ์œผ๋กœ ์ธํ•œ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋‹ค. ๋„๋กœ๊ต์˜ 2์ฐจ์› ๋ถ€๋ถ„๋ชจํ˜• ํ’๋™์‹คํ—˜์˜ ๊ฒฝ์šฐ๋Š” ๊ต๋Ÿ‰์˜ ์ƒ๋ถ€๊ตฌ์กฐ๊ฐ€ 2์ฐจ์›์„ฑ์ด ๊ฐ•ํ•˜๋‹ค๋Š” ์ „์ œํ•˜์—ฌ ์ค‘์•™๋ถ€ ๋Œ€ํ‘œ ๋‹จ๋ฉด์— ๋Œ€ํ•˜์—ฌ ์ˆ˜์ง(vertical)๊ณผ ๋น„ํ‹ˆ(torsional) 2๊ฐœ์˜ ์ž์œ ๋„๋กœ ์ง€์ง€ํ•˜์—ฌ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ธ ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ํŠน์„ฑ์„ ํŒŒ์•…ํ•˜๋‚˜, ์„ธ์žฅํ•œ ์ผ€์ด๋ธ” ๋ณด๋„๊ต์ฒ˜๋Ÿผ ๋ชจ๋“œ ํ˜•์ƒ์ด ์ปคํ”Œ๋ง๋œ ๊ตฌ์กฐ๊ณ„์˜ ๊ฒฝ์šฐ๋Š” 2์ฐจ์› ๋ถ€๋ถ„๋ชจํ˜• ํ’๋™์‹คํ—˜์—์„œ ๋ชฉํ‘œ๋กœ ํ•˜๋Š” ๋Œ€์ƒ ์ง„๋™์ˆ˜์— ๋Œ€ํ•œ ์ถฉ๋ถ„ํ•œ ๊ฒ€ํ† ๊ฐ€ ์ „์ œ๋˜์–ด์•ผ ํ•œ๋‹ค.

์ผ๋ฐ˜์ ์œผ๋กœ ๋ฐ”๋žŒ์— ์˜ํ•ด ๊ต๋Ÿ‰์—์„œ ๋ฐœ์ƒํ•˜๋Š” ์ง„๋™ํ˜„์ƒ์—๋Š” ๋‹จ๋ฉด์˜ ํ˜•์ƒ์— ๋”ฐ๋ผ ๋ฐœ์ƒํ•˜๋Š” ์™€๋ฅ˜ ๋ฐฉ์ถœ์ฃผ๊ธฐ์™€ ๊ต๋Ÿ‰์˜ ๊ณ ์œ  ์ฃผ๊ธฐ๊ฐ€ ์ผ์น˜ํ•˜์—ฌ ๋ฐœ์ƒํ•˜๋Š” โ€œ์™€๋ฅ˜์ง„๋™(Vortex-induced vibration)โ€๊ณผ ๋น„์ •์ƒ๊ณต๊ธฐ๋ ฅ์— ์˜ํ•ด ๋ฐœ์ƒํ•˜๋Š” โ€œํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ(Flutter)โ€, ๋ฐ”๋žŒ์˜ ๋ณ€๋™์„ฑ๋ถ„์ด ๊ฐ•์ œ ๊ณต๊ธฐ๋ ฅ์œผ๋กœ ์ž‘์šฉํ•˜์—ฌ ๋ฐœ์ƒํ•˜๋Š” โ€œ๋ฒ„ํŽ˜ํŒ…(Buffeting)โ€๋“ฑ์ด ์žˆ์œผ๋ฉฐ, ์ด๋“ค ํ˜„์ƒ์„ ๋ถ„๋ฅ˜ํ•˜๋ฉด Fig. 7๊ณผ ๊ฐ™๋‹ค. ์ด๋Ÿฌํ•œ ๋ฐ”๋žŒ์— ์˜ํ•œ ๊ต๋Ÿ‰์˜ ์ง„๋™ ์‘๋‹ต ์ค‘์— ์„ธ์žฅํ•œ ์ผ€์ด๋ธ” ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ฒฝ์šฐ ๋„๋กœ๊ต์— ๋น„ํ•˜์—ฌ ๊ต๋Ÿ‰ ์ž์ฒด์˜ ์ž์ค‘์ด ๋‚ฎ์„ ๋ฟ๋งŒ ์•„๋‹ˆ๋ผ ์„ธ์žฅํ•œ ํŠน์ง•์œผ๋กœ ์ธํ•˜์—ฌ ๋ฒ„ํŽ˜ํŒ… ์‘๋‹ต์˜ ๊ฒฝ์šฐ ๋„๋กœ๊ต์— ๋น„ํ•˜์—ฌ ํ›จ์”ฌ ๋” ๊ณผ๋„ํ•˜๊ฒŒ ๋‚˜ํƒ€๋‚˜๊ฒŒ ๋œ๋‹ค. ๋˜ํ•œ ๋ฐ”๋žŒ์— ์˜ํ•œ ์œ ํ•ด์ง„๋™ ๋ฐœ์ƒ์‹œ ๋„๋กœ๊ต์˜ ๊ฒฝ์šฐ ์œ ์„ ํ˜• ๋‹จ๋ฉด, ํŠธ์œˆ ๋ฐ•์Šค ๋ฐ ํŠธ๋ฆฌํ”Œ ๋ฐ•์Šค ๋“ฑ์˜ ๋‹จ๋ฉด ์ฑ„ํƒ๊ณผ fairing, spoiler, flap, baffle plate ๋“ฑ์˜ ๋ถ€๊ฐ€์ ์ธ ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ์ œ์ง„ ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ํ†ตํ•ด ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ์„ ํ™•๋ณดํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ๋ฐ˜๋ฉด ์„ธ์žฅํ•œ ๋ณด๋„๊ต์— ์‚ฌ์šฉ๋œ ๋‹จ๋ฉด์˜ ํ˜•์ƒ ์ œ์•ฝ์œผ๋กœ ์ธํ•ด ์ด๋Ÿฌํ•œ ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ์ œ์ง„ ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ๊ณ ๋ คํ•˜๊ธฐ ์–ด๋ ต๋‹ค๋Š” ํŠน์ง•์ด ์žˆ๋‹ค.

Figure_KSCE_39_02_06_F7.jpg
Fig. 7.

A Generic Graph of the Relative Amplitudes of the Various Flow-Induced Vibrations

์ผ๋ฐ˜์ ์ธ ๋„๋กœ๊ต์™€ ๋‹ฌ๋ฆฌ ์ƒ๋Œ€์ ์œผ๋กœ ์ข์€ ๊ตํญ์œผ๋กœ ์„ค๊ณ„๋˜๋Š” ์„ธ์žฅํ•œ ์ผ€์ด๋ธ” ๋ณด๋„๊ต๊ฐ€ ๊ฐ€์ง€๋Š” ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ํŠน์ง•์„ ์š”์•ฝํ•˜๋ฉด ๋‹ค์Œ๊ณผ ๊ฐ™๋‹ค. ๋จผ์ € ๋ฐ”๋žŒ์— ์˜ํ•œ ์œ ํ•ดํ•œ ์ง„๋™๋ฐœ์ƒ์‹œ ๋‹จ๋ฉด ์ฑ„ํƒ์— ์ œ์•ฝ์œผ๋กœ ์ธํ•ด ํŽ˜์–ด๋ง๊ณผ ๊ฐ™์€ ๊ธฐ์กด์˜ ์ž˜ ์•Œ๋ ค์ง„ ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ์ œ์ง„ ๋ฐฉ๋ฒ•์˜ ์ ์šฉ์ด ์–ด๋ ต๊ณ , ๋ชจ๋“œ ํ˜•์ƒ์ด ์ปคํ”Œ๋ง ๋˜์–ด 2์ฐจ์› ๋ถ€๋ถ„๋ชจํ˜• ์‹คํ—˜์‹œ ๊ณ ๋ คํ•˜๋Š” ๋ชฉํ‘œ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜(ํŠนํžˆ ๋น„ํ‹ˆ์ง„๋™์ˆ˜)์— ๋Œ€ํ•œ ๋ณด๋‹ค ์ƒ์„ธํ•œ ๊ฒ€ํ† ๊ฐ€ ํ•„์š”ํ•˜๋‹ค๋Š” ์ , ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ๊ฐ€๋ณ๊ณ  ์œ ์—ฐํ•œ ํŠน์ง•์œผ๋กœ ์ธํ•˜์—ฌ ์ผ๋ฐ˜์ ์ธ ์ผ€์ด๋ธ” ๊ต๋Ÿ‰์— ๋น„ํ•˜์—ฌ ๋ฒ„ํŽ˜ํŒ… ์‘๋‹ต์ด ์ƒ๋‹นํžˆ ํฌ๋‹ค๋Š” ์ ์ด๋‹ค. ํฐ ๋ณ€์žฅ๋น„๋ฅผ ๊ฐ€์ง€๋Š” ์„ธ์žฅํ•œ ์ผ€์ด๋ธ” ๋ณด๋„๊ต ๋‚ดํ’ ์„ค๊ณ„์‹œ ์ด๋Ÿฌํ•œ ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ํŠน์„ฑ์„ ๊ณ ๋ คํ•˜์—ฌ ํ’๋™์‹คํ—˜ ๋ฐ ๋‚ดํ’ ํ•ด์„์„ ์ˆ˜ํ–‰ํ•˜์—ฌ์•ผ ํ•œ๋‹ค.

3. ๋ณด๋„๊ต ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ ํ™•๋ณด

3.1 ์—ฐ๊ตฌ ๋Œ€์ƒ ๊ต๋Ÿ‰

๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ ๋Œ€์ƒ์œผ๋กœ ํ•˜๋Š” ๋ณด๋„๊ต๋Š” ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ 220 m์ด๋ฉฐ, ๋ณด๋„ ํญ์›์€ ๋ณดํ–‰์ž์˜ ๊ต์ฐจ ์ง„ํ–‰์ด ๊ฐ€๋Šฅํ•œ 1.5 m๋กœ 147์˜ ๋ณ€์žฅ๋น„๋ฅผ ๊ฐ€์ง€๋Š” ๋ณด๋„๊ต์ด๋‹ค. ์—ฐ๊ตฌ๋Œ€์ƒ ์ผ€์ด๋ธ” ๋ณด๋„๊ต๋Š” ์ƒ๋‹จ ๋‚œ๊ฐ„๋ถ€์— 2๊ฐœ, ํ•˜๋‹จ ๋ฐํฌ ํ”„๋ ˆ์ž„๋ถ€์— 6๊ฐœ ์ด 8๊ฐœ์˜ ์ผ€์ด๋ธ”๊ณผ ํ•˜๋ถ€ ๋ฐํฌ ํ”„๋ ˆ์ž„์œผ๋กœ ๊ตฌ์„ฑ๋˜์–ด ์žˆ๋‹ค. ๋Œ€์ƒ ๊ต๋Ÿ‰์˜ ๋‹จ๋ฉด์€ Fig. 8์— ๋‚˜ํƒ€๋‚˜ ์žˆ๋‹ค.

Figure_KSCE_39_02_06_F8.jpg
Fig. 8.

Section of Girder (mm)

3.2 ๋ชจ๋‹ฌ ํŠน์„ฑ

์•ž์—์„œ ์„ค๋ช…ํ•œ ๋ฐ”์™€ ๊ฐ™์ด ๋ณ€์žฅ๋น„๊ฐ€ ์ƒ๋Œ€์ ์œผ๋กœ ํฐ ์„ธ์žฅํ•œ ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ฒฝ์šฐ ์ง„๋™ ๋ชจ๋“œ๊ฐ€ 2~3๊ฐœ์˜ ์ง„๋™ ํ˜•์ƒ์ด ์ปคํ”Œ๋ง ๋˜์–ด ๋™์‹œ์— ๋‚˜ํƒ€๋‚˜๋Š” ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ๋ฐœ์ƒํ•œ๋‹ค. ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ ๋Œ€์ƒ์˜ ๊ต๋Ÿ‰์˜ ์ฃผ์š” ๋ชจ๋“œ์— ๋Œ€ํ•œ ๋ชจ๋‹ฌ ์ ๋ถ„ ์ƒ์ˆ˜๋Š” Table 2์— ๋‚˜ํƒ€๋‚˜ ์žˆ๊ณ , ๋ชจ๋“œ ํ˜•์ƒ์€ Fig. 9์— ๋‚˜ํƒ€๋‚˜ ์žˆ๋‹ค. ๊ฐ€์žฅ ๋จผ์ € ๋‚˜์˜ค๋Š” ์ตœ์ €์ฐจ ๋ชจ๋“œ ํ˜•์ƒ์€ ์ˆ˜ํ‰ ๋ชจ๋“œ์ด๋ฉฐ, ์—ฐ์ง ๋Œ€์นญ ๋ชจ๋“œ์™€ ์—ฐ์ง ๋น„๋Œ€์นญ ๋ชจ๋“œ๊ฐ€ 2์ฐจ ๋ชจ๋“œ์™€ 3์ฐจ ๋ชจ๋“œ์— ๊ฐ๊ฐ ๋‚˜ํƒ€๋‚˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ ๋Œ€์ƒ ๊ต๋Ÿ‰์˜ ๋ชจ๋‹ฌ ์ ๋ถ„ ์ƒ์ˆ˜๋ฅผ ๋ณด๋ฉด ๊ฐ๊ฐ์˜ ์„ฑ๋ถ„์ด ๊ธฐ์—ฌ๊ฐ€ ํ™•์‹คํ•œ ์ผ๋ฐ˜์ ์ธ ๋ณด๋„๊ต์— ๋น„ํ•˜์—ฌ, ์—ฐ์ง ๋ชจ๋“œ๋ฅผ ์ œ์™ธํ•˜๊ณ ๋Š” ๋น„ํ‹ˆ ๋ชจ๋“œ์™€ ์ˆ˜ํ‰ ๋ชจ๋“œ๊ฐ€ ์ปคํ”Œ๋ง ๋˜์–ด 4์ฐจ, 7์ฐจ, 8์ฐจ ๋ชจ๋“œ ๋“ฑ์— ๋‚˜ํƒ€๋‚˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ์ด๋Š” ๊ต๋Ÿ‰ ๋‹จ๋ฉด์„ ํ†ตํ•ด ์ถฉ๋ถ„ํ•œ ๋น„ํ‹ˆ ๊ฐ•์„ฑ์„ ํ™•๋ณดํ•˜์ง€ ๋ชปํ•˜๋Š” ์ผ€์ด๋ธ” ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ตฌ์กฐ์ ์ธ ํŠน์„ฑ์œผ๋กœ ์ธํ•œ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋‹ค.

Table 2. Modal Parameter of Bridge

Mode # Vertical Lateral Torsional Mode # Vertical Lateral Torsional
1 0 93.3 1.0 6 79.8 0 0
2 108.4 0 0 7 0 107.0 47.0
3 68.9 0 0 8 0 27.1 139.5
4 0 103.3 9.0 9 84.1 0 0
5 104.0 0 0 10 0 1.2 110.1

Figure_KSCE_39_02_06_F9.jpg
Fig. 9.

Mode Shape

์ผ๋ฐ˜์ ์œผ๋กœ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ ํ‰๊ฐ€๋ฅผ ์œ„ํ•ด ์ˆ˜ํ–‰ํ•˜๋Š” 2์ฐจ์› ๋ถ€๋ถ„๋ชจํ˜• ์‹คํ—˜์€ ๊ต๋Ÿ‰ ์ฃผํ˜•์„ 2์ฐจ์›์œผ๋กœ ๋‹จ์ˆœํ™”ํ•˜์—ฌ ์ˆ˜ํ–‰ํ•˜๊ฒŒ ๋˜๋ฏ€๋กœ ๊ตฌ์กฐ์ ์ธ 3์ฐจ์› ํšจ๊ณผ๋ฅผ ์•Œ ์ˆ˜๋Š” ์—†๋‹ค. ์ด์— ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„์˜ ๋„๋กœ๊ต์˜ ๊ฒฝ์šฐ 3์ฐจ์› ์ „๊ต๋ชจํ˜•์„ ์ œ์ž‘ํ•˜์—ฌ 3์ฐจ์› ํšจ๊ณผ๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ•œ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ ํ‰๊ฐ€๋ฅผ ์ˆ˜ํ–‰ํ•˜๊ฑฐ๋‚˜, 2์ฐจ์› ๋ถ€๋ถ„๋ชจํ˜•์—์„œ ์ถ”์ถœํ•œ ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ๋ฐ์ดํ„ฐ์™€ 3์ฐจ์› ๊ตฌ์กฐ ํ•ด์„ ๋ชจ๋ธ์„ ๊ฒฐํ•ฉํ•œ ๊ณตํƒ„์„ฑ ํ•ด์„์„ ํ†ตํ•˜์—ฌ ๋ณด์™„ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ๋ณด๋„๊ต์— ๋น„ํ•˜์—ฌ ์ƒ๋Œ€์ ์œผ๋กœ ์„ธ์žฅํ•œ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ๋กœ ์ด๋ฃจ์–ด์ง„ ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ฒฝ์šฐ์—๋Š” ์ถ•์†Œ๋œ 3์ฐจ์› ์ „๊ต๋ชจํ˜•์˜ ์ œ์ž‘์‹œ ๋ถ€์žฌ ๋ชจ์‚ฌ๊ฐ€ ์–ด๋ ค์šด ๊ด€๊ณ„๋กœ ๊ธฐํ•˜ํ•™์ ์ธ ์ƒ์‚ฌ๊ฐ€ ๋ถˆ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ๋Œ€๋ถ€๋ถ„์ด๋‹ค. ๋”์šฑ์ด ๋‚œ๊ฐ„์ด๋‚˜ ๋ฐ”๋‹ฅํŒ์— ์‚ฌ์šฉ๋˜๋Š” ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ…์˜ ๊ฒฝ์šฐ๋Š” ์ถ•์†Œํ•˜๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•๊ณผ ์ถฉ์‹ค์œจ์— ๋”ฐ๋ผ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ธ ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ํŠน์„ฑ์ด ๋‹ฌ๋ผ์ง€๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์•Œ๋ ค์ ธ ์žˆ๋‹ค. ์ด์— ๋ณด๋„๊ต์˜ 3์ฐจ์›์ ์ธ ๊ตฌ์กฐ ํŠน์„ฑ์„ ํŒŒ์•…ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด์„œ๋Š” ๊ณตํƒ„์„ฑ ํ•ด์„์„ ํ†ตํ•˜์—ฌ ์ถ”๊ฐ€ ๊ฒ€ํ† ๋ฅผ ์ˆ˜ํ–‰ํ•˜์˜€๋‹ค.

3.3 ๊ณตํƒ„์„ฑ ํ•ด์„์„ ํ†ตํ•œ ๊ณ ์œ ์น˜ ๊ฒ€ํ† 

๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ ๋Œ€์ƒ ๊ต๋Ÿ‰์˜ ๊ฒฝ์šฐ ๋น„ํ‹ˆ ์ง„๋™์ˆ˜๊ฐ€ ๋‹ค๋ฅธ ๋ชจ๋“œ์™€ ์ปคํ”Œ๋ง ๋˜์–ด ์žˆ๋‹ค. ์ด์— ํ’๋™์‹คํ—˜์— ์ ์šฉํ•  ๋ชฉํ‘œ ์ง„๋™์ˆ˜ ๊ฒฐ์ •์„ ์œ„ํ•ด์„œ ๊ณตํƒ„์„ฑ ํ•ด์„์„ ํ’๋™์‹คํ—˜ ์ „์— ๋จผ์ € ์ˆ˜ํ–‰ํ•˜์˜€๋‹ค. ๋‚ดํ’ ์•ˆ์ •์„ฑ์ด ๊ฐ€์žฅ ์ทจ์•ฝํ•˜๋‹ค๊ณ  ํŒ๋‹จ๋˜๋Š” ๋ฐ”๋‹ฅํŒ์ด 100 % ๋ง‰ํ˜€์žˆ๋Š” ๊ธฐ๋ณธ ๋‹จ๋ฉด์„ ๋Œ€์ƒ์œผ๋กœ ํ•˜๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ํ‰ํŒ์ด๋ผ๊ณ  ๊ฐ€์ •ํ•˜๊ณ  ํ‰ํŒ์˜ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ๊ณ„์ˆ˜๋ฅผ ์‚ฌ์šฉํ•˜์˜€๋‹ค. ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ ์‚ฌ์šฉํ•œ ํ‰ํŒ์˜ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ๊ณ„์ˆ˜๋Š” Fig. 10์— ๋‚˜ํƒ€๋‚˜ ์žˆ๋‹ค.

Figure_KSCE_39_02_06_F10.jpg
Fig. 10.

Flutter Derivatives

๊ต๋Ÿ‰์— ์ž‘์šฉํ•˜๋Š” ํ’ํ•˜์ค‘์€ ์ฃผํ˜•์˜ ์ง„๋™์œผ๋กœ ์ธํ•œ ์ž๋ฐœ ๊ณต๊ธฐ๋ ฅ๊ณผ ๋ฐ”๋žŒ์˜ ๋‚œ๋ฅ˜ ์„ฑ๋ถ„์— ์˜ํ•œ ๋ฒ„ํŽ˜ํŒ… ๊ณต๊ธฐ๋ ฅ์„ ๋‚˜๋ˆŒ ์ˆ˜ ์žˆ์œผ๋ฉฐ, ์ด๋•Œ ์ž๋ฐœ ๊ณต๊ธฐ๋ ฅ๊ณผ ๊ต๋Ÿ‰ ์ž์œ ์ง„๋™๋ฐฉ์ •์‹์„ ๊ฒฐํ•ฉํ•˜์—ฌ ๋‹ค์Œ๊ณผ ๊ฐ™์€ ๋‹ค์ค‘๋ชจ๋“œ ๊ณตํƒ„์„ฑ ๋ฐฉ์ •์‹์„ ๊ตฌํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค(Jain, 1996).

$$E_{ij}(K)=K^2\delta_{ij}+iKA_{ij}(K)+B_{ij}(K)$$ (2a)
$$\begin{array}{l}A_{i,j}(K)=2\xi_iK_i\delta-\frac{\rho B^4LK}{2I_i}\lbrack H_1^\ast G_{h_ih_j}+H_2^\ast G_{h_ia_j}+H_5^\ast G_{h_ip_j}\\+P_1^\ast G_{p_ip_j}+P_2^\ast G_{p_ia_j}+A_1^\ast G_{a_ih_j}+A_2^\ast G_{a_ia_j}+A_5^\ast G_{a_ip_j}\rbrack\end{array}$$ (2b)
$$\begin{array}{l}B_{i,j}(K)=K_i^2\delta_{ij}-\frac{\rho B^4LK^2}{2I_i}\lbrack H_3^\ast G_{h_ih_j}+H_6^\ast G_{h_ia_j}+P_3^\ast G_{p_ia_j}\\+P_4^\ast G_{p_ip_j}+A_3^\ast G_{a_ia_j}+A_4^\ast G_{a_ih_j}+A_6^\ast G_{a_ip_j}\rbrack\end{array}$$ (2c)

์—ฌ๊ธฐ์„œ, h,a,p๋Š” ๊ฐ๊ฐ ์ˆ˜์ง, ๋น„ํ‹ˆ, ์ˆ˜ํ‰ ๋ณ€์œ„์ด๋ฉฐ, B๋Š” ๋‹จ๋ฉดํญ, U๋Š” ํ’์†, ๐œŒ๋Š” ๊ณต๊ธฐ๋ฐ€๋„, ๐œ‰๋Š” ๋ชจ๋‹ฌ ๊ตฌ์กฐ ๊ฐ์‡ ๋น„, L์€ ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ, K(=๐œ”B/U)๋Š” ๋ฌด์ฐจ์› ์ง„๋™์ˆ˜, ๐›ฟ๋Š” Kronecker delta ํ•จ์ˆ˜, H i * , A i * , P i * ๋Š” ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ๊ณ„์ˆ˜, G h h , G a a , G p p ๋Š” ๊ฐ๊ฐ ๋ชจ๋‹ฌ์ ๋ถ„์ƒ์ˆ˜(Simiu and Scalan, 1996)์ด๋‹ค.

๊ต๋Ÿ‰์˜ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ํ’์†์€ Eq. (2a)์˜ ๋ณต์†Œ๊ณ ์œ ์น˜ ๋ฌธ์ œ๋ฅผ ํ’€์–ด์„œ ๊ตฌํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ์ด 50๊ฐœ์˜ ๋ชจ๋“œ๋ฅผ ์‚ฌ์šฉํ•˜์—ฌ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ํ•ด์„์„ ์ˆ˜ํ–‰ํ•œ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ Fig. 11์— ๋‚˜ํƒ€๋‚ด์—ˆ๋‹ค. ๊ต๋Ÿ‰ ๊ฑฐ๋”๋ฅผ ํ‰ํŒ์œผ๋กœ ๊ฐ€์ •ํ•˜๊ณ  ์ˆ˜ํ–‰ํ•œ 3์ฐจ์› ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ํ•ด์„์—์„œ์˜ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ํ’์†์€ 26.7 m/s๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฌ๋‹ค.

Figure_KSCE_39_02_06_F11.jpg
Fig. 11.

Flutter Analysis Result

ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ํ’์†์— ๋ฏธ์น˜๋Š” ๋ชจ๋“œ์˜ ์˜ํ–ฅ์„ ํ‰๊ฐ€ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ๋Š” ํ•ด์„์— ์‚ฌ์šฉ๋œ ๋ชจ๋“œ์ˆ˜์— ๋”ฐ๋ผ ๋ฐœ์ƒํ•˜๋Š” ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ํ’์†์˜ ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ์‚ดํŽด๋ณด์•˜๋‹ค. ํ•ด์„ ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” Fig. 12์— ๋‚˜ํƒ€๋‚˜์žˆ์œผ๋ฉฐ, ๋ชจ๋“œ์ˆ˜๊ฐ€ 15๊ฐœ๊ฐ€ ๋„˜์–ด๊ฐ€๋ฉด ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ํ’์†์ด ์ผ์ •ํ•œ ๊ฐ’์— ์ˆ˜๋ ดํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฌ๋‹ค. ์ด์— ์ˆ˜์ง๊ณผ ๋น„ํ‹ˆ ๋ชจ๋“œ๋ฅผ ๊ฐ๊ฐ ํ•˜๋‚˜์”ฉ๋งŒ ์กฐํ•ฉํ•˜์—ฌ 2์ž์œ ๋„ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ํ•ด์„์„ ์ถ”๊ฐ€๋กœ ์ˆ˜ํ–‰ํ•˜์˜€๋‹ค. ํ•ด์„ ๊ฒฐ๊ณผ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ์— ๊ฐ€์žฅ ์ง€๋ฐฐ์ ์œผ๋กœ ์˜ํ–ฅ์„ ๋ฏธ์น˜๋Š” ๋ชจ๋“œ๋Š” 3๋ฒˆ ๋ชจ๋“œ(์ˆ˜์ง)์™€ 7๋ฒˆ ๋ชจ๋“œ(๋น„ํ‹ˆ)๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฌ์œผ๋ฉฐ, ์ด๋•Œ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ๋ฐœํ˜„ ํ’์†์€ 18.2 m/s ์ด๋‹ค(Table 3). ํ•ด์„ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ฐ”ํƒ•์œผ๋กœ ํ’๋™์‹คํ—˜์—์„œ๋Š” ๊ฐ€์žฅ ๋ถˆ๋ฆฌํ•œ ์กฐ๊ฑด์ธ 3๋ฒˆ ๋ชจ๋“œ(์ˆ˜์ง)์™€ 7๋ฒˆ ๋ชจ๋“œ(๋น„ํ‹ˆ)๋ฅผ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜๋ฅผ ์‚ฌ์šฉํ•˜์˜€๋‹ค.

Figure_KSCE_39_02_06_F12.jpg
Fig. 12.

Flutter Velocity Versus Number of Modes

Table 3. Flutter Analysis Result According to Mode Combination

Classification Case1 Case2 Case3 Case4 Case5
Vertical mode 2 2 3 3 3
Torsional mode 7 8 7 8 10
Flutter onset velocity (m/s) โˆž โˆž 18.2 โˆž โˆž

3.4 ํ’๋™์‹คํ—˜์„ ํ†ตํ•œ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ ํ™•๋ณด

์—ฐ๊ตฌ ๋Œ€์ƒ ๊ต๋Ÿ‰์˜ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ ํ™•๋ณด๋ฅผ ์œ„ํ•ด์„œ ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ๋Š” ์ „๋ถ๋Œ€ํ•™๊ต KOCED ์†Œํ˜•ํ’๋™์„ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ ํ’๋™์‹คํ—˜์„ ์ˆ˜ํ–‰ํ•˜์˜€๋‹ค(Fig. 13). ์‹œํ—˜๋ถ€์˜ ํญ์€ 1 m, ๋†’์ด๋Š” 1.5 m, ๊ธธ์ด๋Š” 5 m์ด๋ฉฐ ํ’์†์€ 0.3~20 m/s๊นŒ์ง€ ์กฐ์ ˆ์ด ๊ฐ€๋Šฅํ•˜๋‹ค. 2์ฐจ์› ๋ถ€๋ถ„๋ชจํ˜• ํ’๋™ ์‹คํ—˜์‹œ ์ง„๋™ ๋ณ€์œ„ ๊ณ„์ธก์€ Hamamatsu์‚ฌ์˜ ๋น„์ ‘์ด‰์‹ ๋ณ€์œ„๊ณ„(C5949) 2EA๋ฅผ ์‚ฌ์šฉํ•˜์˜€๋‹ค. ์‹คํ—˜ ๋ชจํ˜•์˜ ๊ฐ์‡ ๋น„ ์กฐ๊ฑด์€ ์„ค๊ณ„๊ฐ์‡ ๋ฅผ ์ ์šฉํ•˜์˜€์œผ๋ฉฐ, ์™ธ๋ถ€์— ๋ณ„๋„์˜ ์˜ค์ผ์„ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ ๊ณ ๋ คํ•˜์˜€๋‹ค.

Figure_KSCE_39_02_06_F13.jpg
Fig. 13.

Bridge Section Model

๋Œ€์ƒ ๊ต๋Ÿ‰์ด ๋ฐ”๋‹ฅ ๋ฐํฌ์™€ ๋‚œ๊ฐ„ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ๋‹ค์ˆ˜์˜ ์ผ€์ด๋ธ”๋กœ ์ด๋ฃจ์–ด์ง„ ๋‹จ๋ฉด์„ ๊ฐ€์ง€๊ณ  ์žˆ์–ด์„œ ๊ธฐ์กด์˜ ํŽ˜์–ด๋ง ๋ฐ ์Šคํฌ์ผ๋Ÿฌ ๋“ฑ๊ณผ ๊ฐ™์€ ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ์ ์šฉํ•˜๊ธฐ์—๋Š” ๋ถˆ๊ฐ€๋Šฅํ•˜๋‹ค. ์•„์นด์‹œ๋Œ€๊ต์˜ ๊ฒฝ์šฐ ํŠธ๋Ÿฌ์Šค ๋‹จ๋ฉด์„ ์„ ํƒํ•˜๊ณ  ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ์„ ๋†’์ด๊ธฐ ์œ„ํ•˜์—ฌ ํŠธ๋Ÿฌ์Šค ์ƒ๋ถ€์— open grating๊ณผ center barrier๋ฅผ ์ ์šฉํ•œ ์‚ฌ๋ก€๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค(Fujino and Yoshida, 2002). ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ ๋Œ€์ƒ์— center barrier๋ฅผ ์ ์šฉํ•˜๋ฉด ์ •์  ํ’ํ•˜์ค‘์ด ํฌ๊ฒŒ ์ฆ๊ฐ€ํ•˜๊ฒŒ ๋˜๋ฏ€๋กœ, ์ด๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ•˜์—ฌ ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ ๋Œ€์ƒ ๊ต๋Ÿ‰์˜ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ์„ ํ™•๋ณดํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•˜์—ฌ open grating์„ ๊ณ ๋ คํ•˜์˜€๋‹ค. ๊ณต์žฅ์—์„œ ์ œ์ž‘๋˜๋Š” ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ…์˜ ๊ฒฝ์šฐ ๋ฐฐ์ˆ˜ํˆฌ๊ณผ์œจ๊ณผ ์ง€์ง€ํ•˜์ค‘์˜ ํฌ๊ธฐ์— ๋”ฐ๋ผ ์•ฝ๊ฐ„์”ฉ ๋‹ฌ๋ผ์ง€๋‚˜ ์ผ๋ฐ˜์ ์œผ๋กœ ์ฐจํ๋ฉด์ ์€ ์•ฝ 20~25 % ์ •๋„์ด๋‹ค. ์‹ค์ œ ์ถฉ์‹ค๋ฅ ์€ ํ•˜๋ถ€ ๋ฐํฌ ๊ฐ€๋กœ๋ณด์˜ ๊ฐ„๊ฒฉ ๋ฐ ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ…์˜ ์ฐจํ๋ฉด์  ๋“ฑ์„ ๊ณ ๋ คํ•ด์•ผ ๋œ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ๋Š” ์ถฉ์‹ค๋ฅ  ๊ฐœ๋…์ด ์•„๋‹Œ ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ… ์ ์šฉ ๋น„์œจ์„ ๊ธฐ์ค€์œผ๋กœ ์‹คํ—˜ ์กฐ๊ฑด์„ ์ •์˜ํ•˜์˜€๋‹ค. ์ด์— ๋ฐ”๋‹ฅํŒ ๋ฐํฌ ์ „์ฒด๊ฐ€ ๋ง‰ํ˜€ ์žˆ๋Š” ๊ฒฝ์šฐ๋ฅผ 0 %๋กœ ํ•˜๊ณ , ๋ฐ”๋‹ฅํŒ ์ „์ฒด๊ฐ€ ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ…์„ ๊ณ ๋ คํ•œ ๊ฒฝ์šฐ๋ฅผ 100 %๋กœ ํ•˜์—ฌ ์ •์˜ํ•˜์˜€๋‹ค. ๋‚˜๋จธ์ง€ ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ… ๋น„์œจ์˜ ๊ฒฝ์šฐ ์ค‘์•™๋ถ€๋ฅผ ๊ธฐ์ค€์œผ๋กœ ์ขŒ์šฐ ๋Œ€์นญ๋˜๊ฒŒ ๋น„์œจ์„ ๊ณ ๋ คํ•˜์˜€๋‹ค. ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ ๊ณ ๋ คํ•œ ๊ต๋Ÿ‰ ๋ฐํฌ ๋‹จ๋ฉด์˜ ํ˜•์ƒ๊ณผ ๊ณ„์‚ฐ๋œ ์ถฉ์‹ค๋ฅ (solidity ratio)์€ Fig. 14์— ๋‚˜ํƒ€๋‚˜ ์žˆ๋‹ค.

Figure_KSCE_39_02_06_F14.jpg
Fig. 14.

Deck with Open Grating

3.5 ์‹คํ—˜ ๊ฒฐ๊ณผ

๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ… ์ ์šฉ ๋น„์œจ์ด 0 %์ธ ์ „์ฒด๊ฐ€ ๋ง‰ํ˜€ ์žˆ๋Š” ์‹คํ—˜ ์กฐ๊ฑด์˜ ๊ฒฝ์šฐ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ๋ฐœํ˜„ํ’์†์ด ์•ฝ 14 m/s์—์„œ ๋ฐœ์ƒํ•˜์˜€๋‹ค. ํ’๋™์‹คํ—˜ ์ „์— ํ‰ํŒ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ๊ณ„์ˆ˜๋กœ ๊ฐ€์ •ํ•˜์—ฌ ์ˆ˜ํ–‰ํ•œ ์˜ˆ๋น„ ๊ฒ€ํ†  ํ’์†์ธ 18 m/s ๋ณด๋‹ค ๋” ๋‚ฎ์€ ํ’์†์—์„œ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ์ง„๋™์ด ๋ฐœ์ƒํ•˜์˜€๋‹ค. ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ ํ™•๋ณด๋ฅผ ์œ„ํ•ด ๊ณ ๋ คํ•œ ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ…์„ ์ ์šฉํ•œ ์‹คํ—˜ ์กฐ๊ฑด์˜ ๊ฒฝ์šฐ ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ…์˜ ๋น„์œจ์ด ๋†’์•„์ง์— ๋”ฐ๋ผ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ๋ฐœํ˜„ํ’์† ๋˜ํ•œ ๋น„๋ก€ํ•˜์—ฌ ๋†’์•„์ง€๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฌ๋‹ค. ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ…์ด ๊ต๋Ÿ‰ ๋‹จ๋ฉด ์ƒํ•˜๋ฉด์˜ ์••๋ ฅ์ฐจ๋ฅผ ํ•ด์†Œํ•˜์—ฌ ์—ฐ์„ฑํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ๋˜๋Š” ๋น„ํ‹ˆํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ์— ๋Œ€ํ•œ ์•ˆ์ •์„ฑ์ด ํ–ฅ์ƒ๋œ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋‹ค. ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ ์‹คํ—˜ ๊ฒฐ๊ณผ 30 %์˜ ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ… ๊ณ ๋ ค ์กฐ๊ฑด์—์„œ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ๋ฐœํ˜„ํ’์†์€ 50 m/s๋ฅผ ์ƒํšŒํ•˜๊ฒŒ ๋˜๋‚˜, ์ค‘๊ฐ„์— ํฐ ํญ์˜ ์™€๋ฅ˜ ์ง„๋™์ด ๋ฐœ์ƒํ•˜๊ฒŒ ๋œ๋‹ค(Table 4). ๋Œ€์ƒ ์—ฐ๊ตฌ ๊ต๋Ÿ‰ ์„ค์น˜ ์œ„์น˜๋‚˜ ๊ต๋Ÿ‰์˜ ํ˜•์‹์— ๋”ฐ๋ผ ์กฐ๊ธˆ์”ฉ ๋‹ฌ๋ผ์ง€๋‚˜ ๋ณ€์žฅ๋น„๊ฐ€ ์ƒ๋Œ€์ ์œผ๋กœ ๋†’์€ ๋ณด๋„๊ต์˜ ๊ฒฝ์šฐ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ ํ™•๋ณด๋ฅผ ์œ„ํ•ด์„œ๋Š” ์ „๋ฉด ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ…์„ ์‚ฌ์šฉํ•˜์—ฌ์•ผ ํ•œ๋‹ค. ํ–ฅํ›„ ์ „์ฒด ๊ต๋Ÿ‰์— ๋Œ€ํ•œ ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ…์˜ ๋น„์œจ๊ณผ ์ตœ์ ํ™”๋œ ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ… ์กฐํ•ฉ์˜ ๊ฒฝ์šฐ์—๋Š” ๋ณด๋‹ค ๋‹ค์–‘ํ•œ ์‹คํ—˜์„ ํ†ตํ•œ ์ถ”๊ฐ€ ์—ฐ๊ตฌ๊ฐ€ ํ•„์š”ํ•˜๋‹ค๊ณ  ํŒ๋‹จ๋œ๋‹ค. ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ ์ ์šฉํ•œ 4๊ฐ€์ง€ ์กฐ๊ฑด์˜ ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ… ๋น„์œจ์— ๋”ฐ๋ฅธ ํ’์†๋ณ„ ๊ต๋Ÿ‰์˜ ์ˆ˜์ง ๋ฐ ๋น„ํ‹ˆ ์‘๋‹ต์€ Fig. 15์— ๋‚˜ํƒ€๋‚˜ ์žˆ๋‹ค.

Table 4. Test Result

Vibration Ratio of open grating (%)
0 15 30 100
Flutter onset velocity 14 m/s 28 m/s 50 m/s 50 m/s
VIV Not observed Not observed 29-44m/s Not observed

Figure_KSCE_39_02_06_F15.jpg
Fig. 15.

Wind Tunnel Test Result of Decks with Various Open Grating

4. ๊ฒฐ ๋ก 

๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„ ๋ณด๋„๊ต์˜ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ ํ™•๋ณด๋ฅผ ์œ„ํ•œ ๋ฐฉ๋ฒ•๊ณผ ๊ทธ ํ•„์š”์„ฑ์„ ์ œ์‹œํ•˜๋Š”๋ฐ ๋ชฉ์ ์„ ๋‘๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ์ด๋ฅผ ์œ„ํ•˜์—ฌ ๊ธฐ์กด ๋ณด๋„๊ต์˜ ์ œ์›์„ ์ˆ˜์ง‘ํ•˜์—ฌ ๊ทธ ํŠน์„ฑ์„ ๋ถ„์„ํ•˜๊ณ  ๋ณ€์žฅ๋น„๊ฐ€ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ์— ๋ฏธ์น˜๋Š” ์ƒ๋Œ€์ ์ธ ์˜ํ–ฅ์„ ํ‰๊ฐ€ํ•˜์˜€๋‹ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด๋ฉด ๋ณด๋„๊ต์—์„œ ๋ณ€์žฅ๋น„๊ฐ€ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜์™€ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ์— ๋ฏธ์น˜๋Š” ์˜ํ–ฅ์€ ๋ฐ€์ ‘ํ•œ ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฌ์œผ๋ฉฐ, ๋ณด๋„๊ต์˜ ํญ์„ ํ†ตํ–‰์— ํ•„์š”ํ•œ ์ตœ์†Œํ•œ์˜ ํญ๋งŒ ํ™•๋ณดํ•˜๋Š” ๊ด€๊ณ„๋กœ ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์— ๋น„๋ก€ํ•˜์—ฌ ๋ณ€์žฅ๋น„๊ฐ€ ์ปค์ง€๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฌ๋‹ค. ์ด๋ ‡๊ฒŒ ์ˆ˜์ง‘๋œ ๋ณด๋„๊ต์˜ ์ œ์›์„ ๋ฐ”ํƒ•์œผ๋กœ ๋ณด๋„๊ต ์„ค๊ณ„ ์ดˆ๊ธฐ ๋‹จ๊ณ„์—์„œ ๊ทผ์‚ฌ์ ์œผ๋กœ ๊ณ ์œ ์ง„๋™์ˆ˜๋ฅผ ์ถ”์ •ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ์ถ”์ •์‹์„ ์ œ์‹œํ•˜์˜€๋‹ค. ๋˜ํ•œ ํ‰ํŒ ๊ฑฐ๋” ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„ ๋ณด๋„๊ต์˜ ๋‚ดํ’์•ˆ์ •์„ฑ์˜ ํ•œ๊ณ„๋ฅผ ๊ฐ„์ ‘์ ์œผ๋กœ ์ถ”์ •ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•˜์—ฌ Selberg์˜ ๊ทผ์‚ฌ์‹์„ ์ ์šฉํ•˜์—ฌ ์žฅ๊ฒฝ๊ฐ„ ๋ณด๋„๊ต์˜ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ๋ฐœ์ƒ ํ’์†์„ ์ถ”์ •ํ•˜์—ฌ ์ œ์‹œํ•˜์˜€๋‹ค. ๋ถ„์„ ๊ฒฐ๊ณผ ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์ด 140 m๋ฅผ ๋„˜๊ฒŒ ๋˜๋ฉด ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ๋ฐœํ˜„ํ’์†์€ ์•ฝ 50 m/s ์ถ”์ •๋˜๋ฉฐ, ์ฃผ๊ฒฝ๊ฐ„์žฅ์ด 170 m๊ฐ€ ๋„˜๊ฒŒ ๋˜๋ฉด 40 m/s ์ด์ƒ์˜ ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ๋ฐœํ˜„ํ’์† ํ™•๋ณด๊ฐ€ ์–ด๋ ค์šด ๊ฒƒ์œผ๋กœ ํŒŒ์•…๋˜์—ˆ๋‹ค

๋งˆ์ง€๋ง‰์œผ๋กœ ํ’๋™์‹คํ—˜์„ ํ†ตํ•ด ํ‰ํŒ ๊ฑฐ๋”์— ์ ์šฉํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ๊ณต๊ธฐ์—ญํ•™์  ์ œ์ง„ ๋Œ€์ฑ…์ธ ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ…์˜ ํšจ๊ณผ์— ๋Œ€ํ•œ ์ •๋Ÿ‰์ ์ธ ํ‰๊ฐ€๋ฅผ ์ˆ˜ํ–‰ํ•˜์˜€์œผ๋ฉฐ, ๊ทธ๋ ˆ์ดํŒ… ์ ์šฉ ๋น„์œจ ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ํ†ตํ•ด ํ”Œ๋Ÿฌํ„ฐ ๋ฐœํ˜„ํ’์†์„ 50 m/s ์ด์ƒ ํ™•๋ณดํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ๊ฒƒ์„ ํ™•์ธํ•˜์˜€๋‹ค. ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ ์ œ์‹œํ•œ ๋ฐฉ๋ฒ•์€ ํ–ฅํ›„ ์„ธ์žฅ ์ผ€์ด๋ธ” ๋ณด๋„๊ต ์„ค๊ณ„์‹œ ๊ธฐ์ดˆ ์ž๋ฃŒ๋กœ ํ™œ์šฉ๋  ์ˆ˜ ์žˆ์„ ๊ฒƒ์œผ๋กœ ํŒ๋‹จ๋œ๋‹ค.

Acknowledgements

์ด ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ๊ตญํ† ๊ตํ†ต๋ถ€ ๊ตญํ† ๊ตํ†ต๊ธฐ์ˆ ์ด‰์ง„์—ฐ๊ตฌ์‚ฌ์—…์˜ ์—ฐ๊ตฌ๋น„์ง€์›(19CTAPB132923-03)์— ์˜ํ•ด ์ˆ˜ํ–‰๋˜์—ˆ์œผ๋ฉฐ ์ด์— ๊ฐ์‚ฌ๋“œ๋ฆฝ๋‹ˆ๋‹ค. ๋ณธ ๋…ผ๋ฌธ์€ 2018 CONVENTION ๋…ผ๋ฌธ์„ ์ˆ˜์ •ยท๋ณด์™„ํ•˜์—ฌ ์ž‘์„ฑ๋˜์—ˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

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