• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.13-22
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• 2019

본 연구는 지진계측시스템이 설치되지 않은 중소형 교량의 지진손상 수준을 평가하기 위하여 대상 중소형 교량 인근에 위치한 지진관측소의 지진관측 데이터를 이용하여 대상 교량위치에서의 지반응답스펙트럼을 추정하기 위한 알고리즘을 제시하였다. 일반적으로 중소형 교량의 내진설계 및 성능평가는 동적해석법 중 응답스펙트럼해석법이 가장 널리 활용되고 있으므로 대상 중소형 교량에 대한 평가 지진력으로 지반응답스펙트럼을 적용할 수 있는 알고리즘을 제시하였으며, 제안된 알고리즘을 이용한 프로그램 알고리즘도 제안하고 제안된 알고리즘을 통하여 실제 지진계측데이터를 이용하여 특정 위치에서의 지반응답스펙트럼 추정 예를 나타내었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.29-36
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• 2001

국내 일반 국도상의 교량을 분석한 결과 형상비가 2.5 내외로서 휨-전단 파괴 거동이 예측되는 교각이 다수 존재하는 것으로 나타났으나 기존의 교각 내진 특성 연구는 주로 휨 파괴 거동을 보이는 교각에 대해 수행되어 왔다. 본 연구에서는 휨-전단 복합모드가 작용하여 파괴에 이를 가능성이 많은 형상비 2.5 내외인 기존 교각을 대상모델로 선정하고 실물크기 모형 및 축소모형 시험체를 제작하여 준정적 실험(quasi static test)을 수행하였다. 실험결과로부터 상사효과(scale effect)가 교각 내진 성능평가에 미치는 영향을 분석하였고, 또한 비내진 상세인 실험대상 교량에 대해 역량스펙트럼법을 이용하여 내진성능을 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.513-520
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• 2017

지난 60년이 넘는 시간동안 대한민국은 남과 북이 대치한 휴전상태로 각자 다른 기준을 가진 채 기반시설을 발전시켜 왔다. 특히 북한에서는 운송의 주요수단으로 철도를 사용하기 때문에 도로는 잘 발달하지 않았고 그 중에서 도로교량은 세계 기준보다 많이 낮은 수준이다. 이 논문에서는 전시라는 특별한 상황에서 북한교량을 어느 수준으로 판단하고 이용할 수 있느냐에 초점을 두고 북한의 3가지 콘크리트 교량의 표준 도면을 분석하여 군용하중급수 분류법에 따른 군용차량의 북한 콘크리트 교량의 이용 가능수준을 추정하였다. 그리고 상용프로그램을 활용한 유한요소해석을 병행하여 계산 값과 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.543-553
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• 2023

이 연구는 국내 공용 중인 교량 형식 중 건설 빈도가 가장 높은 RC 슬래브 교량의 공용내하력을 간단하게 평가할 수 있는 방안에 관한 것이다. 다수의 RC 슬래브 교량이 오랜 공용기간으로 인해 상당한 노후화가 진행된 상태지만, 교량의 규모 상 1, 2종 시설물에 포함되지 않아 그동안 안전 관리에 소홀한 측면이 있다. 기존의 이론적 선행연구에서는 실측 처짐 및 실측 고유진동수에 의해 도출된 처짐응답비와 강성저하율의 관계를 이용한 RC 슬래브 교량의 손상도 평가 프로세스(안)이 제시된 바 있다. 이 연구에서는 손상도 평가 프로세스(안)의 적정성을 검토하기 위해 실 교량에 대한 평가 결과를 시설물 안전법의 안전등급 및 Matsui의 노후도 지수와 비교·검토하였다. 또한 손상도 평가 프로세스(안)의 현장적용성을 향상시켜 실측 고유진동수만으로 개략적인 공용내하력을 평가하는 개선된 방안을 제시하였다. 연구결과, 10% 정도의 공용내하력 평가 결과의 오차를 허용하는 경우, 이 연구에서 제시된 방법은 노후화된 RC 슬래브 교량의 안전성 평가 및 유지보수 우선순위 산정 등에 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.149-159
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• 2016

본 연구에서는 Navier-Stokes solver에 기초한 TWOPM-3D와 자유수면을 효과적으로 추적할 수 있는 VOF법을 결합한 수치해석법으로 연안역의 육상 교량에 작용하는 고립파에 의한 지진해일파력을 수치적으로 검토하였으며, 연직벽체와 연직주상구조물에 작용하는 단파파력에 관한 기존의 실험치와 비교 검토하여 본 수치해석의 타당성을 검증하였다. 실제로 피해를 입은 교량에 대해 지진해일파고의 변화에 따른 파력의 특성을 수치실험을 통하여 조사하였으며, 육상 교량에 작용하는 지진해일파력의 추정에 항력 성분만을 고려한 Morison식으로부터 얻어진 항력계수의 결과와 설계기준과의 비교로부터 본 3차원 수치해석의 유용성을 논의하였다. 또한, 지진해일파력을 보다 고정도로 추정할 수 있는 합리적인 방법으로 항력과 관성력을 동시에 고려한 Morison식의 적용을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.71-80
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• 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.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.1-10
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• 2005

본 연구에서는 고속철도 강합성형 교통비 동적해석에 기반한 피로신뢰성평가 기법을 제시하고 동조질량감쇠기의 효과를 피로수명연장 측면에서 검토하였다. 피로 신뢰성 평가를 수행하기 위하여 S-N 곡선 및 선형누적손상이론을 이용하여 한계상태식을 설정하였다. 열차 속도와 교량 감쇠비의 불확실성을 고려하여 교량에 대한 반복적인 동적해석을 수행하고, 이 결과로부터 전체 교량수명동안에 교량이 받는 피로 손상도와 연관된 확률변수의 특성을 통계적으로 추정하였다. 최종적으로 결정된 확률변수와 한계상태식에 개선된 일계이차모멘트법(AFOSM)을 적용하여 피로 신뢰도 지수를 산정하였다. 40m 지간 강합성교량의 수치모사로부터 동조질량감쇠기 장착여부에 따라 피로 신뢰도 지수를 평가하고 그 결과를 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.61-71
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• 2010

기 수행된 1, 2종 교량에 관한 정밀안전진단 등의 많은 사례를 분석해 보면, 실제로 많은 경우 외관상태가 교량의 대표등급 결정에 지배적인 요인이 되는 것을 볼 수 있다. 본 연구는 기 시행된 점검 및 진단 자료를 학습사례집합으로 인공지능 분야의 귀납적 학습법을 활용하여 철근 콘크리트 교량 바닥판의 상태평가를 지배하는 상태속성들의 교량등급에 대한 계층적 영향도와 구조적 연관성을 분석하였다. 이는 세부적으로 목표속성은 평가등급으로, 평가속성은 1방향균열, 2방향균열, 백태, 박락 및 층분리, 재료분리 등 7가지로 구성하고, 엔트로피 분석을 통해 주요 속성의 정보량, 정보기대값 및 정보 이득을 산정하고 범주별 상태 등급 분포를 분석하였다. 이를 위해 본 논문은 먼저 6개 교량에 대한 안전진단보고서를 토대로 상태등급 평가 과정에서 각 속성이 미치는 간접적 영향을 개관하고 정보공학적 분석의 동기를 부여하였다. 아울러 본 연구는 정보 변별력에 대한 순서로 평가를 지배하는 주 속성 및 조건별 하위 속성 연관성을 의사결정트리 형태로 나타내어 계층적 영향 및 속성간의 구조적 연관성을 보임으로써 손상에 대한 이해도를 높이고 차후 상태평가를 위한 합리적 접근을 지원할 수 있도록 하였다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권4A호
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• pp.269-278
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• 2011

최근 들어 여러 분야에서 환경오염을 최소한으로 줄일 수 있는 대책을 연구하고 있다. 하지만 토목구조물의 경우 많은 자재와 공정과정을 거쳐 건설되어 환경에 미치는 영향이 적지 않을 것으로 예상됨에도 불구하고 현재까지도 환경오염에 대한 대책과 연구가 부족한 현실이다. 따라서 본 논문에서는 환경오염 대책 수립을 위해 반드시 수행하여야 하는 환경적합성평가를 강박스교량을 대상으로 수행하였다. 토목구조물 생애주기 단계를 반영하여 타 분야에서도 널리 쓰이고 있는 환경적합성평가방법인 전과정평가(LCA)절차에 따라 평가를 실시하였으며, 대표적인 전과정평가 방법인 직접조사법과 간접추계법을 사용하여 대상교량의 환경영향을 검토하였다. 분석결과, 온실가스의 대표적인 $CO_2$를 기준으로 평가하였을 때 직접조사법을 이용할 경우 241.27 ton의 $CO_2$가 발생하였으며, 간접추계법을 사용할 경우 221.03 ton의 $CO_2$ 배출량이 발생하였다. 또한 발생한 $CO_2$는 대부분 건설자재 제조/생산단계에서 배출되는 경향을 보여, 환경오염을 줄이기 위해서는 구조적 안전성을 유지하는 범위 내에서 원자재의 총량을 줄이는 효율적인 설계가 필요할 것이라 판단된다. 본 논문에서 진행된 토목구조물에 대한 상세한 전과정평가는 향후 토목구조물에 대한 환경적합성 평가 기준 마련을 위한 연구 시, 참고자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.