도로 하부 통과 배관의 주행 하중 속도에 따른 진동 특성

Abstract

지진 및 외부 진동에 의하여 구조물에 발생하게 되는 진동량은 진동 속도와 피해규모가 비례하는 관계 에 있음을 고려하여 일반적으로 진동속도로 나타내어진다. 본 연구에서는 진동 속도 기반의 구조물 진동 기준을 검토하고, 이를 고려하여 도로 하부 매설 가스 강관의 안정성 평가를 수행하였다. 가스공사 주사 용 배관인 762 mm API 5L Gr. X65 강관을 해석 대상 배관으로 선정하였으며 도로설계기준에 의하여 지 반 매설 조건 및 DB-24 하중을 다양한 속도에 대한 시간 함수로 고려하여 재하하였다. 진동속도는 차량 진행 속도 80 km/h까지 증가하다가 이후 감소하는 경향을 보였으며, 차량 진행 속도 80 km/h에서 0.034 cm/s의 진동 속도를 보임으로서 진동 기준 대비 매우 작은 값임을 확인하였다. 또한 감쇄법칙을 적용하여 진행파의 속도를 분석한 결과, 차량 진행 속도 80 km/h에서 가장 작은 속도를 나타내었다

Vibration velocity induced by earthquakes or external vibration sources is one of the integrity assessment indexes, and is also a representative value used to describe the amount of vibration because it is based on a proportional relationship with the damage scale. In this study, the vibration velocity criterion for structures is first examined. Then, based on the velocity criterion, an integrity assessment is performed. Burial condition is set up based on the “Highway and Local Road Design Criteria” with API 5L Gr. X65 pipeline (D = 762 mm). The FE model considers DB-24 vehicle load as a time function with a varying velocity in the range of 20~160 km/h. Maximum vibration velocity occurs at v = 80 km/h and decreases after v = 80 km/h. The maximum vibration velocity of buried pipeline by DB-24 loads is about 0.034 츠/s. The velocity that occurs is in the range of allowable values for each vibration velocity criterion. The wave propagation velocity was identified based on attenuation law and the minimum value appears at vehicle velocity 80 km/h that has maximum vibration velocity.