• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.349-359
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• 2016

공용 중인 교량의 버페팅 응답을 해석적으로 평가하기 위해서는 교량 현장의 난류강도, 난류 스펙트럼, 조도계수, 거스트 계수 등 풍하중에 대한 분석이 우선되어야 하고, 해석 결과는 정적 공기력 계수, 플러터계수, 구조 감쇠비, 공기역학적 감쇠비, 고유 진동수 등 여러 변수에 의해 영향을 받는다. 본 논문에서 대상으로 한 교량은 32년째 공용 중에 있는 교량으로써 교량 주변의 지형조건은 설계 및 시공 당시에 비해 많은 변화가 발생하였으며 최근 기후 변화로 인한 풍 환경 역시 큰 변화가 있다. 이러한 이유로 대상교량에서 실측한 풍속 데이터를 분석하여 난류강도, 난류길이, 지표조도계수, 풍속 스펙트럼 등 교량 현장의 풍하중을 평가하였다. 교량 주변의 풍환경 평가 결과, 대상 교량은 해상교량임에도 불구하고 지표조도구분 II의 특성을 나타내고 있었다. 또한 실측한 구조물의 가속도, 변위 응답 데이터를 통해 대상교량의 감쇠비, 정적 공기력 계수, 고유진동수를 평가하여 계측기반 버페팅 해석 변수를 산정하였다. 계측데이터 기반의 해석 변수와 케이블강교량설계지침에 제시된 해석 변수를 적용하여 총 4가지 경우에 대한 버페팅 해석을 수행하였으며, 그 결과 10분 평균 풍속 25m/s이하에서 측정된 버페팅 응답과 계측 기반 해석 변수를 적용한 해석 응답이 가장 잘 일치함을 확인하였고, 계측 풍속과 Gumbel 확률분포를 이용하여 추정한 200년 재현기대 풍속인 45m/s에서의 버페팅 응답을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.48-51
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• 2011

사장교에서 케이블은 하중을 지지하는 주요 부재로, 케이블 장력은 사장교의 건전성과 안전도 평가에 있어서 매우 중요한 변수이다. 케이블 장력을 추정하기 위한 대표적인 방법으로는 로드셀을 이용한 직접법과 진동 계측 자료를 이용한 간접법 등이 있으며, 최근에는 자기장-응력 관계를 이용한 EM(Elasto-Magnetic) 센서 측정법이 개발되어 케이블 장력 추정에 적용되었다. 본 논문에서는 세 가지 장력 추정 기법을 실제 시공중인 사장교에 적용하여, 그 성능을 상호 비교하였다. 본 연구는 한국의 KAIST와 미국 Northeastern 대학교의 공동연구로 수행되었다. 대상 교량은 부산 화명동과 김해 초정리를 연결하기 위해 현재 건설중인 화명대교이다. 화명대교의 교량 형식은 2주탑 콘크리트 사장교 (주탑 경간장 270m, 총 사장교 구간장 500m)이며, 사장재로는 MS (Multi-Strand) 형 케이블이 사용되었다. 실험 당시 화명대교는 중앙경간의 폐합 후 선형관리를 위한 장력조정작업을 수행하였으며, 케이블 재긴장시의 정확한 장력관리를 위하여 로드셀을 이용한 Lift-off test방법으로 케이블의 장력을 측정하였다. 이와 동시에 두 개의 케이블을 대상으로 진동 가속도 센서와 EM 센서를 설치하고 장력 계측을 수행하였으며, 재긴장 단계별 장력 변화치를 지속적으로 계측하였다. 계측된 결과를 바탕으로 케이블 장력 추정 기법의 정확성 및 실교량에서의 활용성을 비교하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.85-92
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• 2003

본 논문에서는 교량의 건전도 감시용 자립형 계측유닛을 위한 교량의 상시진동을 이용한 진동발전시스템을 제시하였다. 본 연구에서는 전기자 반작용의 영향을 최소화한 새로운 구조의 진동발전기를 제안하고, 기계적 및 전기적인 설계식을 유도한 다음, 시험용 진동발전기를 제작하였다. 또한, 매우 작은 발전 전류의 축전시스템에 대하여 고찰하고 개선점을 도출하였다. 축전시스템에 대한 고찰 결과, 정류기에 사용된 다이오드 특성이 충전과정에서 지배적임을 밝혔다. 마지막으로, 진동발전시스템 모델에 실측 남해대교 가속도 데이터를 적용한 시뮬레이션과 실내 실험을 수행하였고, 제작된 시험용 진동발전기의 적용성과 효용성을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.175-182
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• 2008

지진에 대한 구조물의 위험도를 해석하는 경우, 여러 위험 단계에 대한 구조물의 취약도를 확인할 필요가 있다. 그리고, 교량과 같은 구조물은 지진에 저항하는 능력을 가져야하므로, 지진 격리장치가 있는 경우와 없는 경우에 대해 지진에 대한 손상 해석을 할 필요가 있다. 본 논문에서는 지진의 영향으로 최대지반가속도(PGA), 최대지반속도(PGV), 스펙트럼가속도(SA), 스펙트럼속도(SV), 스펙트럼강도(SI) 등의 특성을 고려하여, 내진 능력을 확보하기 위하여 납면진 받침을 갖는 교량의 손상도 곡선을 구하고, 탄성계수의 변화에 따른 이들 손상도 곡선의 안정성을 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권2호통권54호
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• pp.145-152
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• 2009

지진에 대한 구조물의 위험도를 해석하는 경우, 여러 위험 단계에 대한 구조물의 취약도 또는 손상도를 확인할 필요가 있다. 그리고, 교량과 같은 구조물은 지진에 저항하는 능력을 가져야하므로, 지진 격리장치가 있는 경우와 없는 경우에 대해 지진에 대한 손상 해석을 할 필요가 있다. 본 논문에서는 지진의 영향으로 최대지반가속도(PGA), 최대지반속도(PGV), 스펙트럼가속도(SA), 스펙트럼속도(SV), 스펙트럼강도(SI) 등의 특성을 고려하여, 납면진 받침을 갖는 교량의 손상도 곡선을 구하고, 입력 지진의 변화에 따른 이들 손상도 곡선의 안정성을 평가하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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• pp.161-170
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• 2007

In general, deflection limit criteria of bridge design specifications would have been considered based on the static serviceability and structural stability. Dynamic serviceability induced from bridge vibration, as a comfort limit, actually has not been included in the criteria. Thus, it is necessary for dynamic serviceability to be considered in bridge vibration problems and for comfort limit on vibration to be needed for evaluating dynamic serviceability of bridges. In this paper, comfort limits of bridge structures considering the time duration exposed by vibration were examined with frequency and time dependent comfort limits, and they were evaluated by using the vibration signals measured from the existing bridges. Therefore, it is resulted that the time-dependent comfort limit considering the duration of vibration is an efficient estimate for evaluating dynamic serviceability of bridges.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권10호
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• pp.923-935
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• 2007

In general, deflection limit criteria of bridge design specifications would have been considered based on the static serviceability and structural stability. Dynamic serviceability induced from bridge vibration, as a comfort limit, actually has not been included in the criteria. Thus, it is necessary for dynamic serviceability to be considered in bridge vibration problems and for comfort limit on vibration to be needed for evaluating dynamic serviceability of bridges. In this paper, comfort limits of bridge structures considering the time duration exposed by vibration were examined with frequency and time dependent comfort limits, and they were evaluated by using the vibration signals measured from the existing bridges. Therefore, it is resulted that the time-dependent comfort limit considering the duration of vibration is an efficient estimate for evaluating dynamic serviceability of bridges.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제2권4호
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• pp.224-232
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• 1998

구조물에 손상이 발생하게 되면 동적특성이 변하게 된다. 그러므로 이와 같은 특성을 계측하여 구조물의 손상된 정도를 평가하게 되면 이를 상시감시에 활용할 수가 있다. 대표적인 손상기술들을 제작된 모형교량에 서로 다른 경계조건을 구현하여 손상도를 Simulation을 이용하여 결정하고 가장 적법한 방법과 대책을 연구했다. 모형교량은 I-DEAS의 Normal Mode Dynamic Solver를 이용하여 분석 제작되어 계측과 비교평가 되어 손상기술에 적용되었다. 24개의 가속도 감지기를 이용하여 데이터를 획득하였고, Residue법으로 모달인자를 추출하였다. 추출된 동적인자가 상시감시에 적용하도록 구조물의 손상검출기술을 제안한다

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.103-111
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• 1999

구조물에 손상이 발생하게 되면 동적특성이 변하게 된다. 그러므로 이와 갈은 특성을 계측하여 구조물의 손상된 정도를 평가하게 되면 이를 상시감시에 활용할 수가 있다. 대표적인 손상기술들을 제작된 모형교량에 서로 다른 경계조건을 구현하여 손상도를 Simulation을 이용하여 결정하고 가장 적법한 방법과 대책을 연구했다. 모형교량은 I-DEAS의 Normal Mode Dynamic Solver를 이용하여 분석 제작되어 계측과 비교평가 되어 손상기술에 적용되었다. 24개의 가속도 감지기를 이용하여 데이터를 획득하였고, Residue법으로 모달인자를 추출하였다. 추출된 동적인자가 상시감시에 적용하도록 구조물의 손상검출기술을 제안한다

• 대한토목학회논문집
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• 제31권4A호
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• pp.287-293
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• 2011

본 연구에서는 교량의 진동을 이용한 압전 외팔보 에너지 수확장치의 적용성을 연구하였다. 이를 위하여 압전 소자의 구성방정식과 외팔보의 진동방정식을 결합하여 외팔보의 단일 모드에 대한 연성 방정식을 행렬 형태로 구성하였다. 그리고 에너지 수확장치의 가진기 실험을 통하여 해석 모델의 타당성을 검증하였다. KTX, 새마을, 무궁화 열차가 주행할 때 측정된 교량 가속도를 바탕으로 수치해석을 통하여 산정한 에너지 수확장치의 최대 전력은 각각 28.5 mW, 0.65 mW, 0.51 mW로 나타났다. 이를 볼 때 철도와 같은 이동하중에 의한 교량의 진동은 가진 진동수와 가속도가 낮고 지속시간이 짧아서 에너지 공급원으로서 효율성이 떨어지는 것으로 판단된다.