Development of maintenance cost estimation method considering bridge performance changes

교량 성능변화를 고려한 유지관리비용 추계분석 방법 개발

Abstract

To prepare for the explosive increase in maintenance costs of bridges according to the aging of infrastructure, future maintenance costs of bridges should be predicted. For this purpose, the management status of bridges was investigated and modeled as the upper limit of the performance level and the target management level according to the life cycle. This paper proposes methodologies and procedures for estimating the bridge maintenance costs using two models and existing cost and performance prediction models that consist of unit repair cost model according to the safety score, performance degradation model of bridges, unit reconstruction cost, and average reconstruction time. To verify the applicability, future maintenance costs can be forecasted for specific management agency considering the number of bridges, degree of aging, and current management status. As a result, it is possible to obtain the maintenance cost and safety level of an individual bridge level for each year. In addition, by summing them up to the agency level, the average safety score, ratio of the safety level, inspection costs, repair costs, and reconstruction costs can be obtained. In a further study, the changes in maintenance costs can be analyzed according to the changes in the target management levels using the developed method. The optimal management level can be suggested by reviewing the results.

사회기반시설물의 노후화에 따른 교량 유지관리비용의 급격한 증가에 대비하기 위해서는 미래 발생 가능한 유지관리비용의 예측이 선행되어야 한다. 이를 위해 본 논문에서는 교량 관리주체의 유지관리 현황 분석을 통해 교량의 관리수준을 파악하고, 이를 생애주기에 따른 목표관리수준과 성능향상 한계 값으로 모델링하였다. 이와 함께 교량 안전점수에 따른 보수보강비용 예측모델, 성능열화모델, 평균개축비용단가, 평균 개축시기로 구성된 기존의 비용 및 성능 예측모델과 연계하여, 교량 유지관리비용 추계분석을 위한 방법론 및 절차를 제안하였다. 제안된 방법의 활용성 검증을 위해 특정 관리주체가 관리하는 교량의 규모, 노후화 정도, 현재 관리현황을 고려하여 미래 유지관리비용 추계 분석을 수행하였다. 연차별로 개별 교량 수준의 안전등급과 유지관리 조치에 따른 비용 추정 결과와 이들을 관리주체 수준으로 합산하여 연차별 평균 안전점수, 안전등급 구성비, 점검진단비용, 보수보강비용, 개축비용을 합리적으로 추정할 수 있다. 향후 목표성능관리수준의 변경에 따른 생애주기 예산의 변화를 추정하여 최적의 관리수준을 제안할 수 있을 것으로 판단된다.

Fig. 1. Research Process

Fig. 2. Service life of bridges

Fig. 3. Service life of reconstruction bridges

Fig. 4. Safety level ratio by service life

Fig. 5. Repair ratio by service life

Fig. 6. Conceptual diagram for estimating maintenance cost

Fig. 7. Flowchart for estimating maintenance cost

Fig. 8. Maintenance cost of bridges by time(summed up)

Fig. 9. Maintenance cost of bridges by time(division)

Fig. 10. Safety level ratio of bridges by service life

Table 1. Reconstruction time(proposed)

Table 2. Bridge maintenance cost over 10 years