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국제구조공학회 Smart Structures and Systems, An International Journal Smart Structures and Systems, An International Journal Vol.15 No.3
발행연도
2015.1
수록면
665 - 682 (18page)

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Structural identification or St-Id is ‘the parametric correlation of structural responsecharacteristics predicted by a mathematical model with analogous characteristics derived from experimentalmeasurements’. This paper describes a St-Id exercise on Humber Bridge that adopted a novel two-stageapproach to first calibrate and then validate a mathematical model. This model was then used to predicteffects of wind and temperature loads on global static deformation that would be practically impossible toobserve. The first stage of the process was an ambient vibration survey in 2008 that used operational modalanalysis to estimate a set of modes classified as vertical, torsional or lateral. In the more recent second stagea finite element model (FEM) was developed with an appropriate level of refinement to provide acorresponding set of modal properties. A series of manual adjustments to modal parameters such as cabletension and bearing stiffness resulted in a FEM that produced excellent correspondence for vertical andtorsional modes, along with correspondence for the lower frequency lateral modes. In the third stage traffic,wind and temperature data along with deformation measurements from a sparse structural health monitoringsystem installed in 2011 were compared with equivalent predictions from the partially validated FEM. Thematch of static response between FEM and SHM data proved good enough for the FEM to be used topredict the un-measurable global deformed shape of the bridge due to vehicle and temperature effects but theFEM had limited capability to reproduce static effects of wind. In addition the FEM was used to showinternal forces due to a heavy vehicle to to estimate the worst-case bearing movements under extremecombinations of wind, traffic and temperature loads. The paper shows that in this case, but with limitations,such a two-stage FEM calibration/validation process can be an effective tool for performance prognosis.
#suspension bridge #structural #identification model #updating modal #test #temperature #vehicle #wind static

목차

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참고문헌 (31)

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Abdel-Ghaffar, A.M / 1985 / Ambient vibration studies of Golden Gate bridge : 1. Suspended structure, and 2. Pier tower structure / J. Eng. Mech. -ASCE 111(4):463~482 google schola Ashkenazi, V / 1997 / Experimental monitoring of the Humber Bridge using GPS / ICE Proceedings Civil Eng 120:177~182 google schola Bathe, K.J / 1974 / SAPIV a structural analysis program for static and dynamic response of linear structures google schola Bojovi, A. / 2013 / Rehabilitation of the Gazelle road bridge in Belgrade / Proceedings of the 8th International Conference “Bridges in Danube Basin” google schola Brancaleoni, F. / 1993 / The aerodynamic design of the Messina Straits Bridge / J. Wind Eng. Ind. Aerod 48(2-3):395~409 google schola

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