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중앙 경간 853m, 50톤 콘크리트블록이 장착되었으며 주 케이블은 강성거더와 연결하는 중앙지시 경사케이블을 설치하였다.(그림 (c)). 1)공진 우선 공진이란 강제진동의 진동수가 물체의 고유진동 진동수와 일치할 때 진폭이 점점 커지는 현상을 말한. , 흐름 방향을 기준으로 90도 지점까지 전진한다. 주변을 촬영하던 한 사진점 주인의 동영상 카메라에 붕괴 당시의 현장이 생생하게 잡힌 덕분이다. 사건 발생 개요 [Tacoma narrow bridge. 3. Tacoma narrow bridge는 우연히 주기적으로 공진주파수랑 같은 바람이 불면서 파동의 간섭으로 공진현상을 일으켰다. Tacoma narrow bridge의 특징 [Tacoma narrow bridge의 Truss부재] Tacoma narrow bridge는 기존의 현수교에 비해 특이한 점이 있는데 첫째로 Deflection theory를 충실히 적용한 탓에 Depth Span Ratio가 1:350이였고,, 한 시간 만에 중앙부터 시작해 대부분 파괴됐다는 결론이 내려졌다. 이 와류를 관찰자 Bernard Von Karman의 이름을 따서 카르만  ......

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[공학][교량붕괴] 타코마다리[타코마 브릿지] 붕괴에 대해서.hwp 자료문서.zip

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[공학][교량붕괴] 타코마다리[타코마 브릿지] 붕괴에 대해서

Tacoma Narrow Bridge

1. 사건 발생 개요

[Tacoma narrow bridge.1]

1940년 11월7일 오전11시, 워싱턴주 타코마에서는 공학적으로, 사회적으로, 미학적으로도 길이 남을 사건이 발생하였다. 1,811m짜리 Tacoma narrow bridge가 갑자기 무너져 내린 것이다. 원래 풍속 190km/h의 초강풍에도 견딜 수 있도록 설계되어, 완공 당시 어떤 폭풍우도 견뎌 낼 수 있는 다리로 설계되었다고 공학적 대가로부터 칭송받던 다리였다고 한다. 그러나 이런 다리가 불가 70km/h의 바람에 견디지 못하고 약 1시간 만에 비틀림과 동시 붕괴되고 말았다.

많은 논란 속에서 워싱턴대의 한 교수가 ‘바람에 의한 공명’이 원인이라는 견해를 발표했지만 즉각 반론이 나왔다. 서론에서도 말했지만 Tacoma narrow bridge는 시속 190㎞의 초강풍에도 견딜 수 있게 설계된 반면 사고 당일의 풍속은 시속 63㎞ 정도였기 때문이다. 바람의 진동과 다리의 고유진동수가 맞아 떨어져 붕괴됐다는 가설은 바로 증빙됐다. 주변을 촬영하던 한 사진점 주인의 동영상 카메라에 붕괴 당시의 현장이 생생하게 잡힌 덕분이다. 필름 분석 결과 다리가 꽈배기처럼 좌우로 분당 14번씩 비틀리기 시작하여, 한 시간 만에 중앙부터 시작해 대부분 파괴됐다는 결론이 내려졌다.

2. Tacoma narrow bridge의 특징

[Tacoma narrow bridge의 Truss부재]

Tacoma narrow bridge는 기존의 현수교에 비해 특이한 점이 있는데 첫째로 Deflection theory를 충실히 적용한 탓에 Depth Span Ratio가 1:350이였고, 또한 당시 대부분의 현수교가 트러스 보강형을 사용한데 반해 Plate Girder 보강형을 사용했다는 점이다. 이 다리는 넓은 공간의 수면위에 높은 표고의 상판으로 설계되었는데, 중앙 경간 853m, 주탑의 높이 126m, 서로 840m 떨어져 있는 주탑 2개로 구성되었다. 이들 주탑에서 바깥으로 330m길이로 앵커된 케이블들이 있다. 교량의 진동을 컨트롤하기 위해 직경 38mm `타이다운’ 강철 케이블이 양쪽 단 근처에 부착되었고, 50톤 콘크리트블록이 장착되었으며 주 케이블은 강성거더와 연결하는 중앙지시 경사케이블을 설치하였다.

3. Tacoma narrow bridge의 붕괴원인

[Tacoma narrow bridge.2]

[Tacoma narrow bridge.3]

Tacoma narrow bridge의 붕괴원인으로는 크게 3가지로 볼 수 있다. 공진, 와류, 구조 문제. 이에 구체적으로 붕괴원인을 알아보자.

1)공진

우선 공진이란 강제진동의 진동수가 물체의 고유진동 진동수와 일치할 때 진폭이 점점 커지는 현상을 말한다. 건축을 포함해서 어떤 회로라든가 자동차 같은 기계 등 전부 설계할 때 최종 시스템의 공진주파수를 계산해야 한다. Tacoma narrow bridge는 우연히 주기적으로 공진주파수랑 같은 바람이 불면서 파동의 간섭으로 공진현상을 일으켰다. 그런데 공진주파수에서는 입력신호가 감쇄되지 않고 계속 축적된다. 이 때문에 계속해서 진동이 커지면서 다리에 탄성한계 이상의 반응이 요구되었으므로 다리가 더 이상 견디지 못하고 붕괴되었다.

2) 와류

(a)

(b)

(c)

유체가 흐름 중간에 물체를 만나면 유속이 느릴 경우 그림 (a)와 같이 물체를 감싸고 돌아가는 유선을 보인다. 유체 속도가 빨라지면 물체 어느 지점에서부터 박리가 일어나고 물체 뒤쪽에서는 와류가 발생한다.(그림 (b)). 유속이 더욱 빨라지면 박리 지점이 앞쪽으로 이동하여 결국 물체의 측면, 흐름 방향을 기준으로 90도 지점까지 전진한다.(그림 (c)). 이렇게 되면 와류가 물체 양 측면에서 번갈아 가며 발생하게 된다. 이 와류를 관찰자 Bernard Von Karman의 이름을 따서 카르만 보텍스라

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