• 제목/요약/키워드: 교량 계측

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교량구조물의 헬스모니터 링을 위한 진동계측 (Instrumentation and Structural Health Monitoring of Bridges)

  • 김두기;김종인;김두훈
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제11권5호
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    • pp.108-122
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    • 2001
  • As bridge design is advancing toward the performance-based design. it becomes increasingly important to monitor and re-evaluate the long-term structural performance of bridges. Such information is essential in developing performance criteria for design. In this research. sensor systems for long-term structural performance monitoring have been installed on two highway bridges. Pre1iminary vibration measurement and data analysis have been performed on these instrumented bridges. On one bridge, ambient vibration data have been collected. based on which natural frequencies and mode shapes have been extracted using various methods and compared with those obtained by the preliminary finite element analysis. On the other bridge, braking and bumping vibration tests have been carried out using a water truck In addition to ambient vibration tests. Natural frequencies and mode shapes have been derived and the results by the breaking and bumping vibration tests have been compared. For the development of a three dimensional baseline finite element model, the new methodology using a neural network is proposed. The proposed one have been verified and applied to develop the baseline model of the bridge.

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유비쿼터스 컴퓨팅 기술을 활용한 대형교량의 계측, 모니터링, 통제시스템 (The Development of Measuring, Monitoring and Control System for Large Bridge Using Ubiquitous Computing Technology)

  • 이승재;임종권;민대홍;황경훈
    • 한국건설관리학회:학술대회논문집
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    • 한국건설관리학회 2004년도 제5회 정기학술발표대회 논문집
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    • pp.182-187
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    • 2004
  • 최근 들어 hot spot 서비스를 비롯한 무선랜의 활용이 급격히 증가하고 있다. 전에는 주로 옥내에서 유선랜 대용으로 사용이 국한되었지만, 무선랜(유비쿼터스)의 데이터 전송속도와 성능이 크게 향상되어 옥내에서의 mobile computing 용도뿐만 아니라 옥외에서 인터넷 접속용이나 무선 브리지용으로도 그 사용이 증대되고 있다. 본 논문에서는 고속이동환경에서의 무선랜의 데이터 전송속도를 측정하여 상시 원격계측 안전감시 시스템 등의 응용 분야에서 그 사용 가능성을 검증하였다.

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의사정적재하시험을 이용한 PSC 거더교의 공용 내하력평가 (Evaluation of Bridge Load Carrying Capacity of PSC Girder Bridge using Pseudo-Static Load Test)

  • 윤상귀;신수봉
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.53-60
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    • 2019
  • 이 연구에서는 정적 변위를 사용하는 유전자 알고리즘을 이용한 교량의 유한요소해석모델 개선 기법을 제안하며, PSC 거더교를 대상으로 한 실증시험 데이터를 이용하여 제안된 방법을 검증하였다. 실증 재하시험으로 정적재하시험과 의사정적재하시험을 수행하였으며, 각 재하시험의 계측 데이터를 이용하여 대상교량의 유한요소해석모델 개선을 진행하였다. 최종적으로 의사정적재하시험의 계측 데이터를 통해 개선된 모델을 이용하여 공용 내하력평가를 수행하였다. 내하력평가에는 현 도로교설계기준과 구 도로교설계기준, AASHTO LRFD의 설계 활하중을 이용하였으며, 각 설계기준 별 내하력평가 결과를 비교하였다.

주행 열차의 정적 및 동적 재하시험 계측 데이터를 이용한 트러스 철도 교량의 주기적 거동 분석 (Behavior of Truss Railway Bridge Using Periodic Static and Dynamic Load Tests)

  • 김진모;김건우;김시형;김도형;김두기
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.120-129
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    • 2023
  • 본 연구는 기존의 재하시험에 의한 계측 결과와 시험 열차 및 상시주행 열차 간의 결과 비교를 통해 주행 열차에 의한 재하시험을 검증하였다. 또한 계측된 자료로부터 정적,·동적 거동 특성을 추출하여 평가를 진행하여 재하시험의 신뢰성 검증을 위해 기존 계측자료와 열차속도, 노선 간 응답 비교, 경향분석, 충격계수 선정 및 고유진동수 분석을 통해 타당성을 입증하였다. 이를 위해 동호철교를 대상지로 적용하였으며 제안 방법의 적용성을 검증하였다. 상시 운행 열차 10대와 시험 열차를 이용하여 교량에 44개의 센서를 부착하고 재하시험 경간에 대한 변형률, 처짐 등을 계측하여 이론치와 비교분석 하였다. 분석 결과 하중의 대칭성 및 중첩성은 양호하며 정적 동적 재하시험 결과에 대한 비교 또한 양호한 것으로 나타났다. 충격계수 분석 결과 최대 실측 충격계수(0.092)가 이론충격계수(0.327)보다 작은 것으로 분석되어, 활하중에 의한 충격 영향은 양호한 것으로 판단된다. 실측 고유진동수는 최저 2.393Hz로 해석 값 2.415Hz와 비교 시 근사하게 평가되었다. 위 결과를 바탕으로 본 논문에서는 내하력 평가 시 열차의 통행 차단이 필요하지 않고, 기존의 처짐 및 응답 계측보다 계측이 용이하도록 트러스 교량구조의 응답 결과를 도출하였다. 주행 열차의 재하시험을 통해 트러스 철도 교량의 변형률 및 처짐을 측정하고 정적, 동적 거동 특성을 파악하여 응력보정을 위한 응답비 및 동적 강성을 평가할 수 있음을 보였다.

무선계측 모니터링 시스템을 이용한 고성능-고강도 콘크리트 계측기법 연구 (Measuring Method Development for High Performance Concrete Structures by Wireless FBG Monitoring System)

  • 장일영;운영위;유정수;손창호;박승민
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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    • pp.507-508
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    • 2009
  • 본 연구는 최근 토목구조물의 장대화로 인해 고성능-고강도 콘크리트 사용이 급증하면서, 초고층 구조물이나 장스팬 교량 등의 위험요소에 대비하기 위해 고성능-고강도 콘크리트의 타설시부터 장기 재령까지의 특성을 계측할 수 있는 모니터링 시스템을 연구하였다.

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미계측중소유역에서의 설계홍수량산정을 위한 Nash 순간단위도모델 개선 (Improvement of Nash's instantaneous unit hydrograph model for estimating design flood of ungauged mid-/small watersheds)

  • 강부식;김종민;김진겸
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.946-946
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    • 2012
  • 현재 국내 하천의 설계홍수량은 하천정비 기본계획이나 유역종합 치수계획 등을 통하여 고시 되고 있다. 이러한 설계홍수량은 홍수량 산정 지침에 따라 산정되며, 최종적으로 결정된 설계홍수량을 기준으로 하도계획이나 교량, 암거 등의 설계를 실시하였다. 현재 많은 수의 홍수조절용 다목적 댐과 강변저류지 등 각종 수리조작 구조물들이 축조되면서부터 홍수량을 시간별로 조절할 수 있게 되었지만, 미계측 유역에서는 유역의 유출량을 예측하기가 쉽지 않기 때문에 수리조작 구조물들의 효과를 예상하고 조작 및 운영방법을 결정하기 어려운 실정이다. 이러한 이유로, 본 연구에서는 미계측 유역 내 축조하는 수공 구조물의 최적 설계 및 운영방법 결정을 위하여 설계홍수량과 함께 합성단위도법을 적용한 수문곡선을 적용할 수 있도록 Nash 모형을 이용하였다. 유역의 유출특성이 반영된 대표단위도를 산정하기 위해 여러 유역의 다양한 형상계수를 이용하여, 도달시간과 첨두유량에 관한 회귀식을 산정하였다. 이렇게 산정된 회귀식을 여러 형태의 유역과 강우-유출 사상에 적용하여, 미계측 유역의 특정지점에서 발생의 개연성이 충분하고 수공구조물의 설계와 효과에 가장 중요하게 영향을 미칠 수 있는 설계홍수수문곡선을 도출하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구의 결과로 나타나는 대표홍수수문곡선을 미계측 유역에 적용한다면 미지의 설계홍수량을 추정함과 동시에 설계홍수량에 상응하는 수문곡선을 도출하여 수공구조물 설계에 이용할 수 있을 것이라 기대한다.

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동특성 분석을 위한 합성단면을 갖는 교량구조물의 FE 모델링 기법 (A Study on FE Modeling Techniques of Steel Plate Girder Bridge with Composite Section for the Dynamic Analysis)

  • 허광희
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.139-148
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    • 2006
  • 모델링을 통한 교량구조물의 동적인 특성은 주로 구조물의 기학학적 형상에서 계산된 강성과 질량에 의해서 결정된다. 따라서 본 연구는 합성단면을 갖는 강판형거더교량의 FE 모델링 기법을 제시하고 제시된 모델링 기법은 실계측된 동특성과 비교 분석하여 유용성을 제시했다. 제시된 FE 모델링 기법은 단순화된 1-2차원 모델과 3차원 상세모델로 구분하여 각각의 기법을 제안하고 유용성을 보여 주었다. 구조물의 동적 응답은 상부 슬래브를 지지하는 거더에 가속도계를 부착하여 일반 차량하중 상태에서 발생하는 상시 진동에 의해 측정되었다. 이렇게 측정된 교차파워스펙트럼을 역퓨리에 변환에 의해 교차상관함수로 변환하여 구조물의 특성을 분석하였다. 이들결과는 FE모델링의 결과와 비교하여 제안된 모델링 기법의 유용성을 제시하였다.

철도선하역사 접속교량의 진동전달 특성 분석 (Analysis of Vibration Transfer Characteristics of Approach Bridges for an Elevated Railroad Station)

  • 최상현;김진호;유용;권세곤
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.2911-2916
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    • 2015
  • 선하역사는 구조물 상부에 열차가 운행하는 구조로서 타 역사 구조물에 비하여 역사 내의 소음 진동에 취약한 구조이다. 선하역사의 진동 특성을 보다 정확히 파악하기 위해서는 접속교량에서 전달되는 진동에 대한 분석이 필요하다. 이 논문에서는 실험 및 해석을 통하여 접속교량에서 선하역사로 전달되는 진동의 특성을 분석하였다. 대상 구조물은 경춘선 금곡역으로 ABAQUS 3차원 수치해석 모델을 이용하여 해석을 수행하였다. 받침 변화에 따른 접속교량과 역사의 전달 특성 변화를 분석하기 위하여, 철도교량에 적용되어온 다양한 받침의 역학적 성질을 고려하여 해석을 수행하였다. 현장 진동 계측은 열차진행 방향에 따라 접속 교량 및 역사 구조물에 대하여 가속도계를 이용하여 수행하였다.

외부강선 파단실험을 통한 노후 PSC 교량의 보강효과 평가 (Evaluation of Reinforcement Effect of Deteriorated PSC Beam through Cutting Its External Tendons)

  • 박창호;이병주;이원태;구본성
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.178-186
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    • 2005
  • 본 연구에서는 장기공용 중 외부강선보강공법에 의하여 보강된 PSC Beam교량에 대한 강선 파단 시험을 통하여 보강효과를 분석하였다. 외부강선 보강효과를 분석하기 위하여 기 보강된 강선을 인위적으로 절단하면서, 교량의 처짐과 변형률을 측정하였다. 또한 강선절단 전과 후에 재하시험을 실시하여 교량의 거동변화를 평가하였다. 실험결과에 의하면 외부강선 절단 전과 후의 재하시험을 통하여 보강효과가 교량의 거동특성을 크게 변화시키지는 않지만, 보강시의 긴장력에 의하여 고유진동수는 증가하였다. 외부강선 절단시의 처짐과 응력 계측결과로부터 보강효과가 충분히 유지되고 있다는 것을 확인할 수 있었으며, 구조해석 결과와도 잘 일치하였다. 따라서 외부강선을 이용하여 노후교량을 보강할 경우 정밀구조해석을 통하여 그 효과를 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

LoRa 센서네트워크 기반의 무선교량유지관리 시스템 구축 (Bridge Monitoring System based on LoRa Sensor Network)

  • 박진오;박상헌;김경수;박원주;김종훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제33권2호
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    • pp.113-119
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    • 2020
  • 사물인터넷 기반의 센서네트워크는 저렴한 비용으로 효율적으로 교량 등의 시설물 유지관리에 적용할 수 있는 한 방안이다. 본 연구에서는 사물인터넷 통신의 하나인, LoRa LPWAN 기반으로 교량 구조건전성모니터링을 위한 시스템을 개발하기 위해서 케이블 장력 모니터링을 위한 센서보드, 기존 계측 센서들과 함께 센서네트워크를 구축하기 위한 DAQ 보드, 데이터들 처리하고 LoRa 통신을 위한 스마트센서노드를 설계 및 제작하였으며 모니터링을 위한 센서네트워크를 구축하였다. 또한 본 시스템의 성능검증을 위해 영광대교에 Test Bed를 구축하여 교량 구조건전성 모니터링을 위한 센서네트워크에 적용가능성 여부를 살펴보았다. Test Bed 검증 결과 LoRa LPWAN 기반 센서네트워크는 데이터 전송률, 정확도, 경제성면에서 교량 구조 건전성 모니터링의 기술 중에 하나로 적용될 수 있으며, 향후 교량구조물 뿐만 아니라 다양한 공공기반 시설물에 유지관리를 위한 시스템으로 보급될 수 있기를 기대한다.