Full-scale 실험 모드해석을 이용한 노후화된 철도판형교의 진동특성

Abstract

본 연구에서는 실험적 모드해석 기법을 이용하여 외부환경에 직접 노출되어 있는 실제 철도판형교의 full-scale 동적 테스트가 수행되었다. 충격해머 모드실험에 의해 얻어진 철도판형교의 모드 매개변수를 유한요소해석으로부터 구한 고유진동수와 모드형상과 비교, 분석하였다. 실험적 모드해석에 의해 측정된 실험 데이터와 해석적 진동분석에서 얻어지는 출력만의 데이터를 교량 부재의 기하학적 특성 및 재료적 특성을 다양하게 고려하여 모델보정 테크닉에 적용하였다. 철도판형교의 실험적 모드해석 결과를 검증하기 위한 유한요소모델이 모드인식 기법을 이용하여 보정되었다. 실험 데이터와 유한요소해석 기준모델의 모델보정과정의 결과와 함께 부재특성의 변화를 통하여 이루질 수 있는 손상평가에 대한 기초적 데이터베이스가 제공된다. In this study, experimental vibration tests are performed on a real full-scale railway steel plate girder bridge, which resides in open-space environments. Using experimental modal analysis techniques, the modal parameters of the railway steel plate girder bridge yielded by the modal testing of the impact hammer are compared and investigated with the natural frequencies and mode shapes obtained by finite element analysis. This work focuses on the application of model updating techniques to measured experimental data and output-only data from an analytical vibration study that takes into account various geometric and material properties of the bridge members. A finite element model of the railway bridge structure is used to verify the modal experimental results. It is subsequently updated using the corresponding modal identification technique. The basic database is provided to evaluate damage, which can be determined based on the changes in the element properties, resulting from the process of updating the finite element model benchmark and experimental data.