교량등은 교량 아래의 수역 가운데 가항수역과 항로상 교각의 존재를 알리기 위해 교량이나 교각에 설치하는 등화로써 항로표지 중 광파표지의 일종이다. 국내에는 주요 하천과 해상에 중대형 교량이 산재해 있으며 선박이 운항하는 교량에는 반드시 교량등을 설치하고 1개월 혹은 수개월 단위의 주기적 점검을 시행하도록 하고 있다. 하지만, 현재 대부분의 교량등은 교량 난간 외부에 고정식 지지대 혹은 수동 회전식 지지대 형태로 설치되고 있어 점검 시 낙상사고 등의 위험성으로 인명사고 우려가 매우 높으며 교통량이 많은 교량에서는 교통통제 민원으로 인해 신속한 작업을 요하기도 한다. 이에 본 연구에서는 안전하고 신속한 교량등의 점검을 위한 방안을 마련하고자 교량등 설치 유형에 따른 맞춤형 자동 교량등 지지대 개념을 제시하였다. 또한 유무선 통신 기술을 이용한 교량등과 자동 교량등 지지대의 감시 및 제어 통합관리 프로그램과 연계시켜 교량등 시스템의 완전 자동화를 추구하고자 하였다. 이러한 연구결과는 향후 교량등이 설치되는 신규 교량과 개보수 교량의 설계 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
본 연구는 교량의 유지관리업무에 이용되는 각종 자료를 데이터베이스 형태로 관리하여 유지관리 업무 수행시 필요한 자료를 효율적으로 제공할 수 있는 교량 유지관리 시스템을 개발하기 위하여 교량 유지관리 업무에 대한 현황분석을 수행하고 이를 기본으로 효율적인 자료관리를 위한 유지관리 항목을 표준화하였으며, 설계된 데이터베이스를 구현하기 위해 그래픽 처리기술과 데이터베이스 조작기술이 포함된 프로그램 개발을 수행하였다. 본 연구의 수행 결과, 교량 유지관리 업무에 대한 현황분석을 통해 교량 유지관리 업무에 적합한 관리항목을 표준화하고 데이터베이스를 설계하였으며, 데이터베이스의 효율적인 입출력, 수정, 검색 및 조회, 분석 등의 기본기능을 포함하는 기본기능프로그램과 교량의 유지관리 업무수행시 필수적인 응용기능을 포함하는 응용기능 프로그램을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 교량 유지관리 시스템을 실제 사용중인 교량에 적용하여 본 결과 설계된 데이터베이스와 개발 프로그램이 효율적 인 교량 유지관리 업무의 수행에 기여할 수 있음을 알 수 있었다.
제방은 유수의 원활한 소통을 유지시키고, 제내지를 보호하기 위하여 하천을 따라 흙으로 축조한 공작물로서, 일반적인 제방의 구조는 제외지와 앞비탈, 둑마루, 뒷비탈 및 측단 등을 포함하는 제방 부지 및 제내지로 구성된다. 제방은 평평한 둑마루를 가지는 선형 구조물이긴 하지만, 하천유역에 존재하는 다른 선형 형태의 구조물 (도로, 교량 등) 에 비해서 일정한 경사도를 가지고 있는 앞비탈 및 뒷비탈을 보유하고 있기 때문에 다른 선형 구조물의 형태와 구분된다. 따라서, 하천유역 매핑 작업 시, 제방부지를 도로 및 교량 등 다른 선형 구조물과 구별하여 추출할 필요가 있다. 본 연구에서는, 항공 LiDAR 자료로부터 헝태학적 영상처리 (Morphological Image Processing) 기법을 이용하여 제방부지를 추출하는 기법을 개발하였다.
본 연구에서는 타이어를 장착한 차량시험기에서 교량과 차량의 상호작용효과를 분석하고자 반복하중시험을 실시하고 이에 대한 동적반응을 파악하였다. 이를 위하여 차량-교량간 상호작용이 포함된 이동질량형 윤하중 실험기를 단순교 형식의 교량에 적용하여 이동질량 반복주행실험을 수행하였다. 이동질량 반복주행실험 결과를 분석하여 차량-교량간의 상호작용을 포함한 가속도 형태의 실동주행차량가속도를 규명하였다. 규명된 차량의 실동주행차량가속도를 범용 해석프로그램에 적용하여 차량-교량 상호작용을 재현할 수 있었다.
다자유도의 교량에 횡방향 지진하중을 받는 경우, 교량의 내진성능설계 및 성능평가를 위한 두 가지 비선형 등가 정적해석절차를 제시하였다. 빌딩구조물에 대한 FEMA-273의 변위계수법과 ATC에서 채택하고 있는 역량스펙트럼법을 개선하여 다자유도 연속교량의 내진성능평가에 적용토록 제시하였다. 수정된 두 방법들에 대한 적합성을 시간이력 동적해석과 비교토록 하였다. 다자유도 교량의 교축직각방향 관성력 분포를 합리적으로 반영하기 위하여, 수평방향 지진하중의 분포형태에 따른 모드 및 스펙트럴 하중분포를 적용토록 하였다. 철근 콘크리트 교각 부재는 하중-기초법에 의한 비선형 층상화 골조 유한요소 모델을 사용하여 교량 구조물을 모델링 하였다.
프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 상자형 교량의 정착부에 프리스트레스 힘이 도입되면, 과다한 국부집중 하중으로 인하여 균열이 발행할 수 있으며, 최근 이러한 교량의 건설시 텐던을 따라가며 심각한 균열이 발생한 경우가 있다. 본 논문은 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 상자형 교량의 정착부에 발생하는 국부집중 응력의 분포 특성을 규명하고, 이를 토대로 파괴기구 고찰함에 목적이 있다. 이를 위하여 정착부 파괴에 직접적인 영향을 미치는 단면의 형상, 텐던의 배치상태, 국부보강 철근의 형태 및 구조보강 철근량 등을 변수로 하는 역학적 거동 실험 및 해석 연구가 수행되었다. 위의 실험 및 해석연구결과 정착부 파괴양상이 규명되었으며, 프리스트레스 정착부의 새로운 파괴기구 개념이 제시되어, 정착부 파괴과정을 적절히 설명하고 있다.
본 연구에서는 경부고속철도상의 대표적인 교량인 2경간 연속보 형태의 고속철도 교량에 대하여 동적거동을 해석하고 공진발생의 감소방안들을 제시하였다. 하중은 한국형 고속철도하중인 총길이 380.15 m의 TGV-K 열차(2P+18T)가 일정한 속도로 이동하는 것으로 하였다. 동적거동을 모사하는 지배방정식은 질량과 강성이 분포된 연속계에서 만들어진 편미분방정식을 이용하여 구하였으며 Duhamel 적분을 이용한 모달계수의 처리를 수반하는 모드중첩법을 이용하여 동적해석을 수행하였다. 열차의 주행속도에 관계없이 동적거동을 급격히 감소시킬 수 있는 지간장이 존재하였으며 지금까지 연구된 단순보 형태의 교량에서 분석된 결과와는 달랐다. 열차의 주행속도에 의존하여 동적응답이 급격히 증가되어 공진현상을 일으키는 경우에도 공진을 감소시킬 수 있는 여러 방안들을 제시하였다.
노후화된 PSC Beam 교량은 개선된 보강방안이 필요하다. 본 연구에서는 성능저하가 발생된 노후 PSC Beam 교량을 대상으로 PSC Beam 교량의 보강형을 폐단면 박스형태로 변환하여 이차합성 구조화함으로써, PSC Beam 교량의 강성을 안정적으로 증가시킬 수 있는 박스형 보강방안을 제안하였다. 제안된 보강방안과 기존의 외부프리스트레스 도입공법을 결합하여 보강할 경우, 보강효과를 정량적으로 규명하기 위해 시공단계해석에 따른 시간 의존적 정밀해석을 수행하였다. 성능개선을 위해 제안된 박스형 보강방안 적용 시 보강방법에 따라 전단면 및 휨 보강과 같은 다양한 형태의 보강방안을 제시한 후, 각각의 보강방안에 대해 이차합성 효과에 따른 상향캠버 및 부재응력 특성을 평가하였다. 또한 내하력 평가를 수행하여 내하율을 검토함으로서, 개선된 PSC Beam 교량의 구조 안전성을 정량적으로 평가하였다.
본 연구는 휘도측정장비인 CS-100과 ProMetric 1400을 활용하여 조망점의 변화에 따른 교량 경관조명의 휘도를 분석한 것이다. 이를 위하여 경관조명이 적용된 한강의 교량4개를 교량형태별로 선정하고 조망유형에 따라 한강둔치에서 바라본 조망(투시뷰), 교량주변 건물에서 바라본 조망(건물뷰), 그리고 교량 위 주행자가 바라본 조망(주행뷰) 등 3가지로 분류하였다. 연구대상의 주변하늘, 강물표면, 상부구조물, 상판측면 그리고 교각에 대한 휘도분포를 측정하였다. 분석결과, 광진교와 동호대교는 투시뷰의 휘도가 높게 나타났으며, 올림픽대교와 동작대교는 건물뷰의 휘도가 높게 나타났다. 따라서 거더교와 같이 상부구조물이 없는 교량에서는 투시뷰가, 사장교 및 아치교와 같이 상부 구조물이 있는 교량에서는 건물뷰가 경관조명의 특성을 크게 반영하는 휘도분포가 강하게 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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