Analysis of Measured Acceleration Data to Obtain Dynamic Characteristics of Bridges

교량의 동적 특성 분석을 위한 가속도 데이터의 해석

In Extracting the dynamic parameters for estimating the load carrying capacity and integrity of bridges, both the instrumentation and the processing the data plays important role . When the fixed point can not be secured, it is difficult and expensive to measure dynamic displacements. Even if the displacement is obtained through the integration of the acceleration data, the results can be quite different from the real behavior, because the main frequency contents can be leaked during discretized data processing. The instrumentation is used for measurements, and every measurement involves error and uncertainty, such as systematic, conformance, environmental, observational, sampling, and ranmom error. Systematic and conformance error can be remedied through the proper sellection and installation of the instruments, but sampling and random errors could not have been corrected properly and it becomes the limitation for using acceleration data. In this paper, the errors which can be occurred in numerical processing of dynamic data are referred, and the method to sellect proper sampling rate for the structural frequency range are proposed. Using the proposed method, the displacement response of the structures can be economically obtained from the measured acceleration record, and this procedure can be used properly to estimate the integrity of the bridges and infrastructures subjected to dynamic loads.

교량의 내하력이나 건전도 평가에 있어서 중요한 역할을 하는 동적 매개변수들을 계측함에 있어서, 계측장치를 포함하는 적절한 계측계획 뿐만 아니라 계측된 자료를 처리하는 과정이 계측결과로부터 정확한 자료를 구하는 데 큰 영향을 미친다. 특히, 동적변위를 계측시 고정점을 확보할 수 없는 경우에는 변위계의 설치가 곤란하여 변위웅답의 계측에 어려움을 겪고 있으며, 가속도의 적분을 통해 이를 구하는 경우도 이산처리 과정에서 주요한 진동수 성분이 누락될 수 있어 실제 거동과 크게 다를 수 있다. 동적계측에서 주로 측정되는 가속도 기록에는 가속도계나 기록장비의 특성에 따라 또는 자료의 이산화 과정에서 오차들이 발생하게 된다. 계측기계의 특성에 따른 오차는 계측기 제작기술의 발달로 어느 정도 보정이 되고 있지만, 이산화 과정의 오차는 지금까지 정확한 보정을 하지 못해 가속도 기록을 이용하는 데 한계가 있었다. 따라서, 가속도 기록의 수치처리 과정에서 발생할 수 있는 오차가 언급되며, 특히 이산화 처리과정에서 표본화 주파수를 적절하게 선정할수 있는 방법을 제시한다. 제안된 방법을 이용할 경우, 동적하중에 따른 변위응답을 가속도 기록으로부터 정확하게 구할 수 있으므로, 교량 또는 동하중을 받는 대형 구조물의 건전도 평가에 크게 기여할 수 있을 것으로 사료된다.