• 한국건설관리학회:학술대회논문집
• /
• 한국건설관리학회 2006년도 정기학술발표대회 논문집
• /
• pp.194-197
• /
• 2006

교량의 고성능화, 고효율화 및 센서기술의 발전에 따라서 최근의 장대교량의 경우 교량에 각종 센서를 부착하여 상태를 실시간으로 교량의 상태를 계측하는 시스템이 개발되어 사용되고 있다. 하지만, 기존의 센서와 데이터 로거를 이용한 계측시스템은 높은 설치비가 요구되며 센서 설치비의 50%이상이 통신케이블에 관련된 비용이다. 본 논문에서는 설치비용 절감과 저렴한 유지관리비용 및 센서의 추가 및 교체가 손쉬운 무선기반의 계측시스템 개발에 관하여 논하고자 한다. 교량의 부재에 부착되어있는 센서들 사이 근거리 무선통신은 ZigBee를 이용한 무선통신네트워크를 구성하였으며, 교량과 교량관리소 사이의 장거리 통신에는 국내 휴대전화에 사용되고 있는 CDMA 통신망을 이용하여 데이터를 전송하는 방식을 취하고 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제27권4호
• /
• pp.86-93
• /
• 2023

국내 교량들의 노후화 진행에 따라 구조물의 지속적인 안전관리를 위한 실시간 계측 기반의 교량 관리시스템이 필요하다. 현재 교량 계측시스템 기술은 대형 단일 교량의 계측을 중심으로 발전하여 유선을 기반으로 전원을 공급하고 계측 데이터를 수집한다. 하지만 산발적으로 분포하는 중소교량에는 위치적 문제로 인해 유선 기반 계측시스템을 적용하기 어렵다. 본 연구에서는 중소교량을 대상으로 무선 기반 계측시스템을 구축하는 방안을 제안하였다. 제안한 무선 기반 계측시스템은 기존 유선 기반의 계측시스템의 한계를 극복하기 위해 태양광 발전을 통해 무선 전원을 확보하였으며, LTE 통신을 활용하여 데이터를 송출하게 하였다. 또한, 교량 계측시스템의 관리를 위한 시스템 원격 제어 방안과 전원 관리 방안도 제안되었다. 제안한 계측시스템의 검증을 위해 실제 지방도상의 교량 32개소에 설치되었으며, 1년간의 장기 계측데이터를 수집하였다. 설치된 테스트 베드에서 80.6%의 계측데이터 취득이 가능함을 확인하여 제안한 계측시스템의 운용 가능성을 검증하였다. 제안된 시스템 구축방안은 지방도상 노후 교량들의 안전감시에 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 한국재난관리표준학회지
• /
• 제2권4호
• /
• pp.35-41
• /
• 2009

교량 상시계측시스템을 이용하여 교량을 감지할 경우 지속적인 교량의 거동이력을 확인할 수 있어 손상의 진행을 관리자가 손쉽게 확인할 수 있으며, 지진이나 홍수와 같은 대규모의 재난상황이 발생할 경우 교량의 상태변화를 정량적으로 파악하여 교량 통제 및 통행제한 등 적절한 사전 조치 등 취할 수 있다. 또한 보수 및 보강 등의 교량 성능향상 작업시점을 적절하게 판단할 수 있어 생애주기를 통한 교량 유지관리 비용을 절감할 수 있다. 교량 상시계측시스템에 적용되고 있는 다양한 계측시스템의 계측항목별 관리 기준치 설정방법 중 범용 유한요소 해석프로그램을 이용하여 교량의 관리기준치를 설정하는 방법을 분석하고 강상자형교에 대한 계측항목별 관리기준을 설정하여 유한요소 해석프로그램을 통한 강상자형교 상시계측시스템 계측항목별 관리기준치 설정의 기준을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
• /
• pp.787-790
• /
• 2010

현재 고속도로 상의 노후 교량에 대하여는 재하시험을 통하여 정량적인 내하력 평가를 수행하고, 만족스러운 수준의 내하력이 확보되지 않은 경우에는 보수, 보강 또는 교체를 수행한다. 그러나 교통량이 많은 고속도로사의 교량에 대해서는 재하시험이 매우 어렵고, 센서 케이블 작업으로 인하여 작업성이 떨어지는 경우가 많다. 본 연구에서는 이러한 문제점들을 개선하기 위하여 상시교통하중에 의한 교량 내하력 평가 시스템에 대한 연구를 수행하였다. 내하력 평가 대상 교량에 대하여 상시진동계측을 수행하였으며, 계측된 데이터를 통하여 교량의 동특성을 추정하였다. 추정된 동특성을 바탕으로 초기 해석 모델을 Downhill Simplex 방법을 이용하여 개선하였으며, 개선된 교량 모델을 이용하여 재하시험을 시뮬레이션 함으로써, 처짐 보정 계수를 구하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
• /
• pp.82-83
• /
• 2011

본 논문에서는 3경간 연속 사장교에 설치 된 계측장비에서 2010년 태풍 곤파스 당시 계측한 바람 및 교량응답 자료를 바탕으로 사장교의 버페팅 응답을 평가하였다. 계측 된 바람자료에서 스펙트럼 분석을 수행하고 그 결과를 버페팅 해석에 반영하여 실교량 거동을 예측하였다. 예측 된 교량의 거동은 실제 계측 된 값과 유산한 결과를 나타내었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
• /
• pp.574-577
• /
• 2007

본 논문에서는 실 시공 중인 PSC 교량에 대하여 풍하중에 의한 상시 진동 계측 자료을 기반으로, 교량의 동특성(고유진동수, 모드형상)을 추정하였으며, 이를 바탕으로 대상 교량의 탄성계수를 추정하여 정적 계측을 통한 탄성계수 결과와 비교하였다. 본 논문에서 사용한 동특성 추정 기법은, 대표적인 주파수 영역 해석 방법인 Frequency Domain Decomposition(FDD) 방법과 시간영역 해석 방법인 Stochastic Subspace Identification(SSI) 방법을 이용하였다. 탄성계수 추정은 유한요소모델과 계측 결과를 이용하여 두 개의 결과 차이가 수렴하도록 하는 반복 계산을 통해 탄성계수를 추정하였다. 우선, 탄성계수 추정 기법의 검증을 위해, 수치 해석을 통하여 그 기법을 검증하였으며, 해석 결과 정확한 탄성계수값을 추정하였으며, 이를 통해 본 논문에서 적용한 탄성계수 추정법에 대한 신뢰도를 확인하였다. 이를 바탕으로 사용된 추정 기법을 실 교량에 적용하기 위해 실제 상시 진동 계측 값을 바탕으로 실교량의 동특성 및 탄성계수를 추정하였다. FDD 및 SSI 기법을 통한 모드 해석 결과, 두 기법 모두 유사한 결과를 나타내어 FDD 및 SSI 두 방법에 대한 결과의 신뢰도를 확인 할 수 있었다. 추정 탄성계수 값은 거더 단면내 설치한 응력계 및 변형률계를 통한 계측 결과값의 범위 내에 있음을 확인하였다. 따라서 본 논문에서 적용한 교량의 상시 진동 데이터를 바탕으로 한동특성 및 탄성계수 추정법이 구조물의 대략적인 탄성계수 및 이에 따른 구조물의 전체적인 건전도를 파악하는데 도움이 되리라 생각된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.221-230
• /
• 2016

최근 교량의 장수명화와 이용자의 안전을 보장하기 위한 첨단IT기술을 이용한 유지관리 기법이 세계적으로 각광을 받고 있다. 이에 본 논문에서는 무선계측센서를 이용하여 교량의 정적 동적 데이터를 취득 및 분석하여 교량의 거동상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 지능형 교량 구조 건전성 모니터링시스템을 개발하였다. 본 논문에서 개발한 모니터링 시스템은 교량의 주요 부재의 거동을 계측하기 위한 센서 및 계측데이터 전송을 위한 무선송수신시스템, 전체 시스템 관리를 위한 운영프로그램 및 데이터베이스로 구성되어 있다. 개발한 무선계측센서 기반의 모니터링 시스템의 성능검증을 위해 올림픽대교에 5종의 무선계측센서를 설치하였으며, 센서의 전원은 태양광 발전장치를 설치하여 자가 전원공급이 가능하도록 하였다. 성능검증을 위한 데이터는 시스템 구축완료 후 일주일간의 데이터를 활용하여, 유선시스템으로부터 취득된 데이터와 비교 분석하였으며, 이를 통행 지능형 구조 건전성 모니터링 시스템의 성능 및 실 교량 적용성을 검증하였다.

• 한국GIS학회:학술대회논문집
• /
• 한국GIS학회 2008년도 공동추계학술대회
• /
• pp.348-349
• /
• 2008

최근 PSC 교량, 사장교, 현수교 등 중장지간 교량의 건설이 증가하고 있으며 이러한 장대교량의 안정성 및 사용 확보를 위하여 장대교량의 계측 및 모니터링을 통한 손상도 및 안전도 평가에 보다 많은 관심과 연구개발이 집중되고 있다. 그러나, 인류의 경험과 이론의 지속적인 발전에도 불구하고 교량구조물의 실제 거동을 예측하고 안전성을 평가하는 것은 현재까지도 쉽지 않은 일이다. 본 연구에서는 GPS를 이용한 RTK 측정기법에 의하여 장대교량의 거동을 측정하고 기설된 교량의 모니터링 계측치를 비교 분석함으로써 GPS를 이용한 교량의 거동분석의 적용가능성 및 신뢰성 확보가능 여부를 파악하고자 하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권1호
• /
• pp.71-80
• /
• 2013

설계를 위한 교량의 해석모델은 구조물의 안전성을 확보하기 위해 자중 및 외부하중은 되도록 크게, 구조물의 강성은 되도록 작게 평가하는 것이 일반적이다. 때문에 설계모델을 이용한 버페팅 응답은 실제 공용교량의 버페팅 응답과 차이를 나타낸다. 공용교량의 버페팅 응답을 정확하게 예측하기 위해서는 공용교량의 동적특성을 계측하여 해석모델이 계측값을 반영하도록 수정하여야 한다. 일반적으로, 실제교량과 동일한 고유진동수를 갖는 MBM(Measurement -based Model)을 구축하기 위해 설계모델의 다양한 물성치를 파라미터로 조정하며 계측된 고유진동수와 일치시키는 MTM(Manual Tuning Method)이 사용되고 있다. MTM은 파라미터의 초기치 설정에 따른 임의성이 높고 여러 수렴점을 가질 수 있어 분석에 상당한 노력이 소요된다. 본 연구는 버페팅해석에 널리 적용되고 있는 단일모드 주파수영역 해석법이 구조물의 모드형상, 고유진동수 및 감쇠비의 동적특성만을 이용하는 점에 착안하여 MTM과정 없이 설계모델의 버페팅 응답을 공용교량의 버페팅 응답으로 보정하는 BRCM(Buffeting Response Correction Method)을 제안하였다. BRCM은 설계모델의 모드형상 별 버페팅 응답을 공용교량의 고유진동수만으로 보정하는 방법이다. 공용교량의 고유진동수는 상시진동에 의한 계측 가속도로부터 산정하였다. BRCM의 적용성을 단순보 모델의 시간이력 버페팅해석을 수행하여 수치적으로 평가하였으며 공용교량모델을 이용한 버페팅해석결과, BRCM과 MTM의 응답 차이는 3% 이하로 나타났다. 공용교량의 실시간 계측시스템에 BRCM을 도입할 경우 사장교의 유지관리 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.1-9
• /
• 2016

본 우리나라 철도 영업 구간중 철도교량은 2012년 기준 약 25%를 차지한다. 이러한 교량 구조들은 시공 직후부터 열차의 충격하중, 태풍, 선박 및 차량 충돌 등 다양한 하중을 받게 된다. 특히 고속 철도 교량의 경우, 열차의 속도로부터 전가되는 매우 큰 충격하중을 받게 되며, 이러한 교량에 가해지는 충격 응답을 분석하는 것은 교량의 안전성 평가에 매우 중요하다. 최근 무선 센서를 이용해 교량의 건전성을 평가하는 연구들이 주목받고 있다. 무선 센서는 가격 및 설치의 용이성으로 인해 교량의 응답계측에 유용하게 적용되고 있다. 하지만 고속철도 교량에서 발생하는 충격 하중은 그 지속시간이 10초 내외로 매우 짧게 발생하므로, 기존 무선 센서의 시스템의 자체 실행 후 시간 지연으로 인해, 이러한 충격하중의 계측은 매우 어렵게 된다. 따라서 본 연구에서는 철도 교량의 충격하중에 의한 구조물의 응답을 계측하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 프레임워크를 제안한다. 구체적으로 1) 초저전력 가속도계를 이용한 구조물의 과도응답 감지 및 평가, 2) 무선 센서 네트워크의 트리거링 후 계측이 시작되는 지연 시간의 단축, 그리고 네트워크의 시간 및 데이터 동기화 기법을 개발하였다. 최종적으로 제안된 프레임 워크에서 소수의 진동 감지 센서 노드들이 상시진동을 계측하며, 열차의 진입으로 인한 진동이 감지될 시, 전체 센서 네트워크의 계측을 시작한다. 시간 지연을 최소화하기 위해 모든 센서는 다른 시작시간을 가지며, 이를 제어하기 위해 후처리 기반 시간 동기화를 한다. 제안된 프레임워크는 실내실험 및 수치해석을 통해 그 효용성을 입증하였다.