방풍벽 설치에 따른 서해대교의 내풍 특성 변화에 대한 실험적 평가
An Experimental Study on the Seohae Grand Bridge's Aerodynamic Behaviors induced Wind Fences
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초록
강풍으로 인해 일부 장지간 교량에서 통행 차량의 속도와 통행을 제한하고 있으며 차량의 주행 안전성과 산업 물류 시스템의 원활한 소통을 위해 강풍에 대한 적극적인 대책으로서 방풍벽의 설치가 검토되어지고 있다. 그 형식으로는 경제성 및 운전자의 조망권 확보 등을 종합적으로 고려한 다공성 방풍벽들이 고려되고 있다. 이에 본 논문에서는 공극률과 높이를 달리한 방풍벽을 실제교량에 시공할 경우에 나타날 수 있는 교량의 내풍 특성의 변화를 풍동실험을 통해 살펴보았다. 서해대교를 대상으로 방풍벽의 높이와 공극률에 따른 정적 공기력 계수의 변화와 풍속저감효과 그리고 플러터 발현 풍속의 변화를 살펴보았으며 그 결과, 교량의 항력계수 증가와 플러터 발현 풍속의 감소는 적절한 방풍벽 선정시 가장 크게 고려되어야 할 사항임을 실험결과를 통해서 알 수 있었다. 따라서 교량의 내풍 안정성을 크게 해치지 않는 범위에서의 적절한 방풍벽의 사용이 적극 추천된다. 본 연구는 서해대교라는 특정 교량에서의 적절한 방풍벽 제안에 관한 연구이지만 이후 일반적으로 적용 가능한 방풍벽의 개발과, 이와 관련된 제도적 규정에 대한 단초가 되리라 사료된다.
Abstract
Due to high winds, it is necessary to limit a speed of vehicles or prohibit passing at major crossing. However, these limitations cause economically many penalties like expensive transportation cost. In this viewpoint, many counter-moves have been suggested, and representatively porous wind fences as one of active countermeasures are considered. In this paper, aerodynamic behaviors of a bridge are studied through wind-tunnel tests when wind fences, which have different porosity and heights, are set up on a bridge. As a result of testing for Seohae Grand Bridge, it is found out that the most considered points are an increase of bridges drag force coefficient and a decrease of flutter velocity on choosing of proper wind fences. Therefore, it is suggested that appropriate wind fences be used under condition that aerodynamic safety of bridges is not affected so much. Despite proper wind fences of Seohae Grand Bridge are studied in this paper, this study will be hopefully a basis of developing general wind fences and institutional regulations.