KDS 설계기준 241812 교량 내풍 설계기준(케이블교량)

KDS_교량 내풍 설계기준(케이블교량)
KDS_교량 내풍 설계기준(케이블교량)

케이블 교량 내풍 설계 기준

1. 일반 사항

1.1 목적

  • 케이블 교량의 바람에 대한 안전성, 사용성 및 내구성 확보

1.2 적용 범위

  • 케이블 교량의 내풍 설계

1.3 참고 기준

  • KDS 24 10 12 교량 설계 일반 사항 (케이블 교량)
  • KDS 24 12 12 교량 설계 하중 조합 (케이블 교량)

1.4 용어의 정의

  • 갤로핑: 바람의 직각 방향으로 큰 진폭을 발생시키는 1자유도 불안정 현상
  • 기본 풍속: 지표 조도 구분 Ⅱ인 개활지에서 지상 10m 높이에서의 10분 평균 풍속
  • 버페팅: 난류의 변동 성분에 의한 강제 진동 현상
  • 설계 기준 풍속: 대상 지역의 기본 풍속과 교량의 고도, 주변의 지형과 환경 등을 고려한 풍속
  • 와류 진동: 교량 주변에서 발생하는 와류가 교량의 고유 주기와 일치할 때 발생하는 진동. 진폭이 발산하지 않고 일정하여 사용성과 피로 문제를 발생시키는 진동
  • 차량 통행 제한 풍속: 강풍에서 차량의 전도나 미끄러짐을 방지하기 위해 차량의 통행을 제한하는 풍속. 통상 교면상 1.8m의 높이에서 10분 평균 풍속 25m/s를 의미함. 단, 차량 통행 제한 풍속을 별도로 결정한 교량의 경우에는 그 풍속을 적용
  • 플러터: 비정상 공기력의 작용에 의한 발산 진동
  • 한계 풍속: 발산 진동 (플러터, 갤로핑 등)의 검토를 위한 풍속

1.5 기호의 정의

  • L: 대표 길이 (m) (4.3.1)
  • CD: 항력 계수 (4.3.1)
  • γf: 안전 계수 (4.2.4)
  • Cz: 고도 및 조도 보정 계수 (4.2.1)
  • d: 케이블 직경 (m) (4.8.2.1, 4.8.2.2)
  • G: 거스트 계수 (4.3.1)
  • Ht: 주탑 높이 (4.2.1)
  • Hs: 교량 상부 구조 높이 (4.2.1)
  • Iu: 난류 강도 (4.2.5)
  • Lmax: 교량 최대 지간 (4.2.1)
  • m: 케이블의 단위 길이당 질량 (kg/m) (4.8.2.2)
  • Ns: 사용 기간 (년) (4.2.1, 4.2.3)
  • fv: 와류 생성 진동수 (Hz) (4.8.2.1)
  • qs: 단위 길이당 정적 풍하중 (4.3.1)
  • Pe: 비초과 확률 (4.2.1, 4.2.3)
  • Sc: 스크루톤 수 (Scruton number) (4.8.2.2)
  • St: 스트로할 수 (Strouhal number) (4.8.2.1)
  • Tr: 재현 주기 (년) (4.2.1, 4.2.3)
  • V: 풍속 (m/s) (4.8.2.1)
  • u: 난류의 기류 방향 (4.2.5)
  • Vb: 재현 주기 년에 해당하는 기본 풍속 (4.2.1, 4.2.2)
  • Vc: 시공 기준 풍속 (m/s) (4.2.3, 4.2.4)
  • VL: 한계 풍속 (m/s) (4.2.4)
  • Vd: 설계 기준 풍속 (m/s) (4.2.2, 4.2.4, 4.3.1)
  • Vr: 설계 또는 시공 기준 풍속 (4.2.4)
  • Vm: 평균 풍속 (4.2.5)
  • v: 난류의 수평 방향 (4.2.5)
  • w: 난류의 수직 방향 (4.2.5)
  • z: 고도 (4.2.1, 4.2.5, 4.3.1)
  • z0: 지표 조도 길이 (m) (4.2.1, 4.2.5)
  • zg: 대기 경계층 최소 높이 (m) (4.2.1, 4.2.5)
  • zg: 경도풍 고도 (m) (4.2.1)
  • χ: 지표 조도 계수 (4.2.1, 4.2.5)
  • ν: 동점성 계수 (15×10-6 m2/s): 15℃ 1,013hPa 기준
  • ζs: 케이블의 구조 감쇠비
  • ρ: 공기 밀도 (1.225kg/m3): 15℃ 1,013hPa 기준 (4.3.1, 4.8.2.2)
  • σi: 변동 성분의 표준 편차 (4.2.5)
  • ζ: 케이블의 구조 감쇠비 (4.8.2.2)

2. 조사 및 계획

  • (1) 내용 없음

3. 재료

  • (1) 내용 없음

4. 설계

4.1 내풍 설계 일반

4.1.1 일반
  • (1) 교량은 완성 시 및 시공 중 모두에 대하여 풍하중에 충분히 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.
  • (2) 구조물에서 작용하는 풍하중 (WS)은 이 기준 4.3과 이 기준 4.5를 고려하여 산정하여야 한다.
  • (3) 차량에 작용하는 풍하중 (WL)은 교면상 1.8m의 높이에서 기류 방향으로 1.5kN/m를 적용한다.
  • (4) 풍공학적으로 취약한 구조를 가지는 특수 교량은 풍동 실험을 수행하여야 한다.
  • (5) 특히 피뢰 설비 등이 설치된 경우에는 이에 대한 영향을 검토하여야 한다.
4.1.2 내풍 설계 순서
  • (1) 케이블 교량의 내풍 안정성은 적절한 절차를 거쳐서 검토하여야 한다. 여기에는 현지 풍환경과 풍속 자료의 수집, 정적 설계, 풍동 실험 및 공탄성 해석을 통한 동적 응답 추정, 부재의 안정성 검토, 사용성 검토 등의 과정이 포함된다.
4.1.3 내풍 안정성 확보를 위한 대책
  • (1) 바람에 의한 각종 진동 (와류 진동, 플러터, 갤로핑, 버페팅, 간섭 효과 등)이 교량이나 교량 부재의 성능에 해로운 영향을 끼칠 경우 내풍 안정성 확보를 위한 대책을 수립해야 한다.

4.2 풍속 및 난류 특성

4.2.1 기본 풍속
  • (1) 케이블 교량의 기본 풍속 Vb는 지표 조도 구분 Ⅱ인 개활지에서 지상 10m 높이에서의 재현 주기 Tr 년에 해당하는 10분 평균 풍속으로 정의한다. 재현 주기 Tr 년은 대상 교량의 사용 기간 Ns 년을 고려하여 비초과 확률 Pe가 37%에 해당하도록 식 (4.2-1)에 의해 결정할 수 있다.

Tr = Ns / Pe (4.2-1)

  • (2) 기본 풍속은 대상 교량 가설 지역에서 가까운 지역의 기상 관측소에서의 장기 관측 풍속 기록의 연최대 풍속 시계열을 극치 분석한 결과와 그 인근 지역을 통과한 태풍 기록을 이용한 합리적인 태풍 시뮬레이션 기법을 통해 예측한 결과를 비교하여 안전측의 풍속으로 결정한다.

  • (3) 장기 관측 풍속 기록을 이용하는 경우 기상 관측소 주변 지형, 지표 조도와 풍속계의 설치 높이 등을 고려하여 합리적인 방법에 의해 지표 조도 구분 Ⅱ인 개활지에서 지상 고도 10m의 풍속으로 관측 풍속을 보정하여야 한다. 이 때 지형 및 지표에 의한 영향을 고려한 관측 풍속의 보정은 적합한 국내외 기준에서 이용되는 방법에 준하여 수행되어야 하며, 관측 기간의 지표 변화, 관측 위치의 변화, 풍향 등을 고려하여야 한다.

  • (4) 관측 풍속계 설치 높이의 보정은 식 (4.2-2)에 의해 풍속계 설치 고도 z에서의 관측 풍속 Vz를 지표 조도 구분 Ⅱ, 지상 고도 10m에서의 풍속 Vb로의 변환으로 정의한다.

Vb = Vz Cz (4.2-2)

  • (5) 지표 조도 계수 χ, 경도풍 고도 zg, 대기 경계층 최소 높이 zg 그리고 지표 조도 길이 z0는 관측소 지역에 해당되는 지표 조도 구분에 대하여 표 4.2-1을 이용하여 결정한다. 또한 식 (4.2-2)에서 Cz는 고도 및 조도 보정 계수로 식 (4.2-3)에 의해 계산하며, χ, zg, z0는 지표 조도 구분 Ⅱ, 지상 고도 10m에 해당하는 값을 이용한다.

Cz = (ln(z / z0)) / (ln(10 / z0)) (4.2-3)

| 지표 조도 구분 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | |—|—|—|—|—| | 해상, 해안 | 0.12 | 0.16 | 0.22 | 0.29 | | zg (m) | 500 | 600 | 700 | 700 | | zg (m) | 5 | 10 | 15 | 30 | | z0 (m) | 0.01 | 0.05 | 0.3 | 1.0 |

표 4.2-1 지표 조도 구분에 따른 풍속 프로파일 매개변수

  • (6) 교량 가설 지역의 지표 조도는 교축 방의 양쪽 풍향과 교축 직각 방향의 양쪽 풍향을 모두 고려하여야 한다. 교축 직각 방향의 경우 그림 4.2-1(a)에 보는 바와 같이 교량 상부 구조 높이의 100배 범위 (최소 500m)에서의 평균 지표 상황으로 결정하며, 교축 방향의 경우 그림 4.2-1(b)에 보는 바와 같이 주탑 높이의 100배 범위에서의 평균 지표 상황으로 결정한다.

그림 4.2-1 지표 조도 구분을 위한 참조 지역 – (a) 교축 직각 방향 – (b) 교축 방향

  • (7) 태풍 시뮬레이션 기법은 국제적으로 공인된 과거 태풍의 경로, 중심 기압 등의 자료를 이용하여야 하며, 대상 교량 가설 지역을 중심으로 합당한 영역을 설정하여 해당 영역으로의 태풍 진입율, 중심 기압, 이동 속도, 이동 방향, 최대 풍속 반경 등에 대한 통계적 모형을 포함하여야 한다.
4.2.2 설계 기준 풍속
  • (1) 설계 기준 풍속 Vd는 대상 지역의 기본 풍속과 교량의 고도, 주변의 지형과 환경 등을 고려하여 합리적인 방법으로 결정한다.

  • (2) 대상 교량 가설 지역이나 설계 기준 고도에서 풍속 자료가 가용치 못한 경우에는 이 기준 4.2.1에서 산정한 기본 풍속 Vb를 이용하여 대상 교량 가설 지역의 설계 기준 고도에서의 설계 기준 풍속을 산정한다.

  • (3) 풍동 실험이나 풍진동 검토를 위한 독립 주탑의 풍속 설계 기준 고도는 주탑 높이의 65%로 간주한다. 설계 풍하중 재하 시에는 주탑 하단에서 최상단까지 주탑 단면 및 풍속의 연직 분포를 고려하여야 한다.

4.2.3 시공 기준 풍속
  • (1) 교량의 공사 기간 동안에 필요 시 별도의 시공 기준 풍속 Vc를 정하여 시공 중 발생할 수 있는 문제를 검토할 수 있다. 케이블 교량의 시공 기준 풍속은 공사 기간 동안 최대 풍속의 비초과 확률 60%에 해당하는 재현 주기의 풍속을 교량의 고도, 주변 지형 등을 고려하여 보정한 10분 평균 풍속이다. 이 때 고도 보정에는 이 기준 식 (4.2-2)를 사용할 수 있다. 한편 비초과 확률 Pe, 사용 기간 Ns, 재현 주기 Tr의 관계는 이 기준 식 (4.2-1)을 사용할 수 있다.

  • (2) 시공 기준 풍속은 시공 중인 교량뿐만 아니라 가설 구조물을 포함한 공사 현장 임시 구조물의 설계에도 사용될 수 있다.

  • (3) 독립 주탑의 시공 기준 풍속 적용 고도는 이 기준 4.2.2의 적용 고도와 동일하게 적용한다.

4.2.4 한계 풍속
  • (1) 한계 풍속 VL는 발산 진동 (플러터, 갤로핑 등)의 검토를 위한 풍속으로 다음과 같다.

VL = Vr / γf (4.2-4)

여기서, – Vr: 설계 또는 시공 기준 풍속 – γf: 안전 계수 (2)

  • (2) 완성계에 대해서 기준 풍속은 설계 기준 풍속 Vd를 사용하고, 시공 중에 대해서 기준 풍속은 시공 기준 풍속 Vc를 사용한다. 안전 계수 γf는 1.3 이상을 적용한다.
4.2.5 바람의 난류 특성
  • (1) 바람의 난류 특성은 교량 가설 위치에서의 난류 강도, 난류의 특성 길이 및 난류 스펙트럼을 포함하여야 하며 인근에서 측정한 자료를 바탕으로 산정한 값을 사용하여야 한다.

  • (2) 다만, 실측이 여의치 않으면 아래의 값을 사용할 수 있다. 즉, 고도 z에서 난류의 기류 방향 (u), 수평 방향 (v), 수직 방향 (w) 성분의 난류 강도 (Ii)는 각 변동 성분의 표준 편차 (σi)와 평균 풍속 (Vm)의 비율로 다음과 같이 정의된다.

Iu = σu / Vm (4.2-5)

  • (3) 고도에 따른 기류 방향 난류 강도 Iu는 식 (4.2-6)을 사용하여 산정할 수 있다. 이 때 지표 조도 계수 χ, 최소 높이 zg 그리고 조도 길이 z0는 이 기준 표 4.2-1의 값을 사용한다.

Iu = 0.16 * ( z / zg )-0.25 * ( z0 / zg )-0.5 (4.2-6)

  • (4) 수평 방향 (v) 및 수직 방향 (w)의 난류 강도는 각각 식 (4.2-7)의 값을 사용할 수 있다.

Iv = Iw = 0.05 * ( z / zg )-0.25 * ( z0 / zg )-0.5 (4.2-7)

  • (5) 이 때 이 기준 4.2.1에서 언급한 바와 같이 지표 조도에 따른 난류 특성을 고려하기 위해 교축 방향의 양쪽 풍향 및 교축 직각 방향의 양쪽 풍향을 각각 고려하여야 한다.

4.3 정적 풍하중

4.3.1 보강 거더에 작용하는 정적 풍하중
  • (1) 케이블 교량에 작용하는 기류 방향 단위 길이당 정적 풍하중 qs는 식 (4.3-1)에 의하여 구한다.

qs = 1/2 * ρ Vd2 * CD G L* (4.3-1)

여기서, – ρ: 공기 밀도 (1.225kg/m3) – Vd: 설계 기준 풍속 – CD: 항력 계수 – G: 거스트 계수 – L: 대표 길이 (m): 보강 거더의 경우 교폭 또는 높이 (m)

  • (2) 거스트 계수 G는 풍속의 평균 성분과 더불어 짧은 시간 동안에 난류 성분에 의한 순간적인 변동에 따른 풍압의 변화를 고려하기 위한 계수이다. 고도 z에서의 기류 방향 거스트 계수 G는 이 기준 식 (4.2-6)의 난류 강도를 사용하여 식 (4.3-2)로부터 구할 수 있다.

G = 1 + 3.5 * Iu (4.3-2)

  • (3) 보강 거더에 작용하는 교축 방향 풍하중은 일반적으로 재하하지 않지만, 트러스와 같이 구조계의 특성상 영향이 클 것으로 판단되면 교축 직각 방향 풍하중의 25%를 재하할 수 있다.
4.3.2 주부재에 작용하는 정적 풍하중
  • (1) 주탑 및 하부 구조나 케이블과 같은 교량의 주부재에 작용하는 정적 풍하중은 풍동 실험 또는 수치 해석으로 산정해야 한다.

4.4 바람에 의한 진동

  • (1) 바람에 의한 각종 진동 (와류 진동, 플러터, 갤로핑, 버페팅, 간섭 효과 등)이 교량이나 교량 부재의 성능에 해로운 영향을 끼쳐서는 안 된다.
4.4.1 와류 진동
  • (1) 와류에 의한 교량의 응답은 풍동 실험이나 널리 알려진 수학적인 해석 모델을 사용하여 추정할 수 있으며, 이를 바탕으로 피로 문제를 포함한 구조적인 검토를 해야 한다.

  • (2) 와류 진동의 발생 풍속과 진폭은 단면 형상에 따라 민감하므로 풍동 실험을 통하여 추정해야 한다. 특히 와류 진동은 난류 특성과 구조 감쇠비에 따라 응답의 크기가 매우 달라지므로, 현장 여건을 고려하여 적절한 난류를 구현해야 한다.

  • (3) 시공 중 진동 검토 시, 전체 구조계에 영향을 미치는 임시 가설 구조물의 영향을 고려해야 한다.

4.4.2 발산 진동
  • (1) 완성계와 시공 중인 교량에서 동적 불안정 현상 (플러터, 갤로핑 등)의 발생 풍속은 이 기준 식 (4.2-4)의 한계 풍속보다 커야 한다.
4.4.3 세장 부재의 진동
  • (1) 교량의 세장 부재에서 독립적인 국부 진동이 발생할 수 있으므로 이에 대해서 충분히 안전하도록 설계해야 한다.
4.4.4 난류에 의한 진동
  • (1) 난류에 의한 교량의 응답은 풍동 실험이나 널리 알려진 수학적인 해석 모델을 사용하여 추정할 수 있으며, 이를 바탕으로 피로 문제를 포함한 구조적인 검토를 해야 한다. 자연적인 난류에 의한 버페팅 진동은 완전히 억제할 수 없으나, 단면 형상이나 구조 특성을 개선하여 난류에 의한 응답을 줄이도록 설계해야 한다.

  • (2) 버페팅 응답은 난류 특성에 따라 매우 달라질 수 있으므로 현장 여건을 고려하여 적절한 난류를 구현해야 하며, 가능하면 현장에서 관측한 값을 사용하도록 추천한다.

  • (3) 풍속, 풍향, 응력의 발생 빈도를 고려한 확률론적인 방법을 사용하여 교량 설계 수명 동안의 버페팅 진동에 대한 피로를 검토해야 한다.

  • (4) 시공 단계 검토 시, 전체 구조계에 영향을 미치는 임시 가설 구조물의 영향을 고려해야 한다.

4.5 동적 풍하중

4.5.1 동적 풍하중 산정
  • (1) 교량 설계를 위한 동적 풍하중은 풍동 실험에서 측정한 공기 역학적 자료를 바탕으로 널리 알려진 수학적인 해석 모델을 사용하여 산정하여야 한다.
4.5.2 설계 감쇠비
  • (1) 동적 풍하중에 의한 교량의 설계 감쇠비는 구조 형식, 재료, 형상 등을 고려하여 합리적인 방법으로 산정해야 한다.

4.6 실험 및 해석

4.6.1 풍동 실험
  • (1) 풍동 실험은 부분 모형 실험과 전교 모형 실험 등이 있으며, 시공 단계를 고려하여 완성계까지 일부 또는 전부를 상사 법칙 또는 수학적 모델에 의하여 축소한 모형에 대하여 수행한다.
4.6.2 전체 내풍 안정성 해석
  • (1) 부분 모형 풍동 실험에서 추출한 자료를 바탕으로 구성한 수학적인 해석 모델을 사용하여 교량의 내풍 안정성을 평가할 수 있다.

4.7 한계 상태와 하중 계수

  • (1) 내풍 설계를 위한 한계 상태 설계 개념은 KDS 24 10 12 (4.1.5)를 따르는 것으로 하고, 극한 한계 상태와 사용 한계 상태에 대한 기준을 만족하여야 한다.
4.7.1 극한 한계 상태
  • (1) 내풍 설계 시 KDS 24 12 12 (4.1.1.1)의 극한 한계 상태 하중 조합 Ⅲ, Ⅴ, Ⅵ을 고려하여야 한다.

  • (2) 극한 한계 상태 하중 조합 Ⅲ은 설계 기준 풍속을 적용하여 풍하중을 산정하고 구조물에 작용하는 풍하중 계수는 1.7을 적용한다.

  • (3) 극한 한계 상태 하중 조합 Ⅴ는 교면상 차량 통행 제한 풍속의 바람이 불고 있는 상태에서 운행하는 차량에 대하여 교량의 구조 안전성을 검토하기 위한 하중 조합으로서 차량 통행 제한 풍속에 상당하는 풍하중을 교량에 재하하고 차량에 작용하는 풍하중도 고려한다. 구조물에 작용하는 풍하중 계수 1.7과 차량에 작용하는 풍하중 계수 1.0을 적용한다.

  • (4) 극한 한계 상태 하중 조합 Ⅵ은 파랑 하중을 고려하는 하중 조합으로서 설계 기준 풍속을 적용하며 구조물에 작용하는 풍하중 계수는 1.0을 적용한다.

4.7.2 사용 한계 상태
  • (1) 교량의 사용성은 KDS 24 12 12 (4.1.1.3)의 사용 한계 상태 하중 조합 Ⅰ 및 Ⅳ에 대하여 검토하여야 한다.

  • (2) 사용 한계 상태 하중 조합 Ⅰ은 교면상 차량 통행 제한 풍속의 바람이 불고 있는 상태에서 운행하는 차량에 대하여 교량의 사용성을 검토하기 위한 하중 조합으로서 차량 통행 제한 풍속에 상당하는 풍하중을 적용하며 구조물에 작용하는 풍하중 계수 1.0과 차량에 작용하는 풍하중 계수 1.0을 적용한다.

  • (3) 사용 한계 상태 하중 조합 Ⅳ는 프리스트레스 콘크리트 하부 구조의 수평 풍하중에 대한 교량의 사용성을 검증하기 위한 하중 조합으로서 설계 기준 풍속을 적용하며 구조물에 작용하는 풍하중 계수는 0.6을 적용한다.

  • (4) 바람에 의하여 교량의 보강 거더, 주탑, 사장재, 행어 등에서 주목할만한 진동이 발생하지 않아야 한다. 아울러 완공 후 및 시공 중 바람에 의하여 바람직하지 않은 진동이 발생하지 않도록 충분한 주의를 기울여야 한다.

4.8 케이블의 내풍 설계

4.8.1 개요
  • (1) 교량의 케이블은 시공 중 또는 완공 후 발생할 수 있는 각종 진동에 대해 설계 단계에서 충분히 검토하고 검증된 방법에 의한 대책을 강구하여 적용하여야 한다.
4.8.2 바람에 의한 진동
  • (1) 교량의 케이블은 설계 단계부터 버페팅, 와류 진동, 풍우 진동, 갤로핑 그리고 주탑이나 인접 케이블에 의한 웨이크 갤로핑과 같은 바람에 의한 진동 발생 가능성을 충분히 검토하여야 한다.
4.8.2.1 와류 진동 (vortex-induced vibration)
  • (1) 와류 진동은 행어나 경사 케이블에서 발생할 수 있으며, 케이블의 최대 변위와 피로 문제 등을 검토하여야 한다. 와류 생성 진동수는 아래 식을 사용하여 계산할 수 있다.

fv = St V / d (4.8-1)

여기서, – V: 풍속 (m/s) – fv: 와류 생성 진동수 (Hz) – d: 케이블 직경 (m) – St: 스트로할 수 (Strouhal number)

원형 케이블의 경우, 스트로할 수는 다음 조건에 따라서 사용한다. – ① 바람에 대해 직각 방향으로 배치된 케이블: 0.20 – ② 바람에 대해 경사지게 배치된 케이블: 0.15

4.8.2.2 풍우 진동 (rain-wind vibration)
  • (1) 풍우 진동은 경사 케이블에서 발생할 수 있으며, 대진폭의 진동이 발생할 수 있으므로 기준 풍속 내에서 진동이 발생하지 않도록 검토하여야 한다. 풍우 진동에 대한 안정 조건은 스크루톤 수 (Sc, Scruton number)로 검토하게 되는데, 풍우 진동을 억제하기 위한 최소 스크루톤 수는 다음과 같다.

Sc ≥ 4, 일반 케이블 (4.8-2) Sc ≥ 10, 표면 처리가 된 케이블 (4.8-3)

여기서, – m: 케이블의 단위 길이당 질량 (kg/m) – ζs: 케이블의 구조 감쇠비 – ρ: 공기 밀도 (kg/m3)

4.8.2.3 갤로핑 (galloping)
  • (1) 갤로핑은 경사 케이블에서 발생할 수 있으며, 대진폭의 진동이 발생할 수 있으므로 기준 풍속 내에서 진동이 발생하지 않도록 검토하여야 한다.
4.8.2.4 버페팅 (buffeting)
  • (1) 버페팅은 행어나 경사 케이블에서 발생할 수 있으며, 케이블의 버페팅 현상 자체는 진폭이 작아 피로 문제 등을 발생시키지는 않지만, 이로 인한 영향에 대해서는 검토할 필요가 있다.
4.8.3 지점 가진에 의한 진동
  • (1) 교량의 케이블은 교량 설계 단계부터 주탑이나 보강 거더의 진동에 의한 지점 가진 진동에 대해 발생 가능성을 충분히 검토하여야 한다.
4.8.4 케이블 제진 대책
  • (1) 이 기준 4.8.2와 이 기준 4.8.3에 의한 검토 결과, 케이블의 진동 가능성이 우려되는 경우에는 진동 저감 방안을 수립하여 설계에 반영하여야 한다.

  • (2) 시공 중 또는 완공 후 예상치 못한 케이블 진동에 대해서도 항상 주의하여야 한다.

4.8.4.1 공기 역학적 제진 대책
  • (1) 공기 역학적 진동 저감 방법을 사용할 경우에는 풍동 실험을 통하여 그 효과가 검증된 방법이어야 한다.
4.8.4.2 케이블 댐퍼
  • (1) 케이블의 감쇠 증가를 위해 케이블 댐퍼 설계 시 타당한 방법으로 검증된 케이블 자체 감쇠, 공기 역학적 감쇠 등의 추가적인 감쇠 효과를 고려할 수 있다. 다만, 댐퍼 설치 후 현장 실험에 의한 검증을 실시하여야 한다.
4.8.4.3 보조 케이블
  • (1) 케이블의 진동수 및 감쇠비 증가를 위해 보조 케이블 설치 시, 주 케이블 및 보조 케이블 각 부분에 발생하는 응력 집중과 유지 관리에 대해 충분히 검토하여 설계하여야 한다.
4.8.5 케이블 제한 기준
  • (1) 바람, 비 그리고 지점 가진 등에 의한 케이블의 단기적인 진동은 교량 안전성에 문제가 없지만 교량의 사용성을 확보하기 위해, 보강 거더 높이에서 10분 평균 풍속이 20m/s 이하일 때, 최대 변위가 케이블 길이의 1/1,600배를 초과해서는 안 된다.

  • (2) 와류 진동 및 지