• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.83-90
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• 2008

본 논문에서는 프리스트레스 콘크리트(PSC) 거더교의 긴장력 손실을 예측하기 위한 진동기반 모니터링 체계를 제안하였다. 제안한 체계는 긴장력 손실 경보 단계와 긴장력 손실 정도를 평가하는 단계로 구성하였다. 먼저, 긴장력 손실 경보를 위해 두 위치에서 취득된 주파수 응답의 변화를 사용하여 긴장력 손실의 발생을 모니터링하는 새로운 전역적 손상경보기법을 제안하였다. 제안된 기법은 응답신호의 파워스펙트럼만을 이용하기 때문에 별도의 모드해석과정 없이 실시간으로 손상경보가 가능하다. 다음으로, 긴장력 손실 정도를 평가하기 위하여 고유진동수의 변화로부터 긴장력의 상대적인 손실 정도를 평가할 수 있는 긴장력 손실 예측 기법을 선정하였다. 제안된 체계의 유용성을 축소 모형 PSC 거더에 대한 실험을 통해 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1A호
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• pp.135-146
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• 2008

본 논문에서는 가속도 및 임피던스 신호를 이용하여 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 거더교에 적합한 하이브리드 손상 모니터링 체계를 제안하였다. PSC 거더교의 주된 손상유형으로 텐던의 긴장력 감소와 콘크리트 거더의 휨 강성 저하를 고려하였다. 제안된 하이브리드 체계는 손상경보, 손상분류 및 손상평가와 같이 크게 3단계로 구성하였다. 첫 번째 단계에서는 가속도 특성 변화를 모니터링하여 전역적인 손상의 발생을 경보한다. 두 번째 단계에서는 임피던스 특성 변화를 모니터링하여 손상유형이 긴장력 감소인지 휨 강성 저하인지를 분류한다. 세 번째 단계에서는 손상유형에 적합한 손상평가기법을 이용하여 손상의 위치와 크기를 평가한다. 손상유형이 휨 강성 저하인 경우에서는 모드형상기반 손상검색 기법을 적용하였고, 손상유형이 긴장력 감소인 경우에서는 고유진동수기반 긴장력 추정 기법을 적용하였다. 모형 PSC 거더 실험을 통해 제안된 하이브리드 손상모니터링 체계의 유용성을 평가하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.287-294
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• 2008

이 연구에서는 교량 상부구조물의 보수 보강에 많이 사용되는 7연 강연선의 공용중 긴장력 관리를 위한 새로운 방법은 제안하였다. 제안된 스마트 강연선은 기존 강연선의 중앙 킹와이어를 강제튜브로 대체하고, 강제튜브의 내부에 FBG 광섬유센서를 설치하여 강연선의 변형률을 측정할 수 있도록 하였다. 내장된 센서를 통하여 이 스마트 강연선의 변형률을 쉽게 측정할 수 있으므로, 공용중 강연선의 긴장력을 모니터링할 수 있다. 본 연구에서 제안된 장력 모니터링 방법의 효용성을 증명하기 위하여 FBG센서 2개가 내장된 길이 7.0m인 스마트 강연선을 제작하고, 이를 길이 6.4m, 높이 0.6m인 RC T형 모형거더에 외장형 텐던으로 적용하였다. 그리고 이 시험거더에 대한 재하-제하시험을 실시하고 로드셀에서 계측된 긴장력과 스마트 강연선을 이용하여 예측한 긴장력을 비교하였다. 비교 결과, 제안된 스마트 강연선은 긴장력이 작용된 강연선의 장력을 정확하게 모니터링 하는데 유용함을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.115-120
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• 2018

본 논문에서는 PSC 거더의 긴장력을 계측하기 위한 EM 센싱 기법을 다양한 PS 텐던에 적용하기 위하여 PS 강종별 긴장력 변화에 따른 자기이력 모니터링 결과를 소개한다. PSC 교량의 성능평가에 있어 PS 텐던의 긴장력은 매우 중요한 인자이나 현재는 시공시 설계 긴장력의 도입 여부만을 검증하고 그 이후에는 긴장력 관리가 이루어지지 않는 실정이다. 이를 계측하기 위하여 EM 센서를 이용하여 긴장력을 계측하는 기법에 대한 연구가 이루어지고 있으나 PSC 거더에 사용되는 모든 PS 텐던에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 이에 본 연구에서는 PSC 교량에 주로 사용되는 B, C, D종 PS 텐던에 대해 EM 센싱 기법을 적용하기 위하여 각 강종별 긴장력에 따른 자기 이력 변화를 모니터링하였다. 이를 위해 B종 12.7mm, C종 15.2mm, D종 15.2mm PS 텐던 시편에 50, 100, 150, 180kN의 긴장력을 도입하고 각 긴장력 단계마다 자기 이력 곡선을 EM 센서를 통하여 계측하였다. 계측 결과 각 긴장력 단계마다 그 투자율이 정량적으로 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 특히 B, C 종의 경우 단면적이 달라 선형회귀분석식의 상수는 상이하지만 유사한 기울기를 가지고 변화하고 D종의 경우 다른 강종과 다른 기울기를 가지고 변화하는 것을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.352-355
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• 2010

본 논문에서는 내부 및 외부 긴장재로 보강된 PSC 거더의 가속도 응답 특성을 이용한 구조건전성 모니터링을 위해 실험 및 수치해석 결과를 비교 분석하는 연구를 수행하였다. 첫 번째로, 내부 및 외부 긴장재로 보강된 모형 PSC 거더를 제작하였다. 두 번째로, 모형 PSC 거더의 형상, 재료 및 경계조건과 긴장재의 배치를 고려하여 초기 유한요소모델을 설계하였다. 세 번째로, 다수의 내부 및 외부 긴장력 조건하의 모형 PSC 거더에 대한 동특성 추출 실험 및 수치해석을 수행하였다. 마지막으로, 실험결과와 수치해석 결과를 비교 분석하여 가속도 응답 특성을 이용한 내부 및 외부 긴장재로 보강된 PSC 거더의 구조건전성 모니터링에 대한 적용성을 검토하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.699-706
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• 2015

이 연구에서는 FBG센서가 내장된 강연선을 포스트텐션 UHPC 교량(길이 11.0m, 폭 5.0m, 높이 0.6m)에 적용하고 약 1년간의 긴장력 장기모니터링 결과를 정리하였다. 그리고 초기 도입 긴장력과 차량재하시험을 통하여 콘크리트 내부 강연선의 긴장력 변화를 계측하고 계측결과에 대한 분석을 수행하였다. 연구결과, 이 연구에서 제안하는 콘크리트 내부 긴장력 측정방법이 공영 중인 교량에서 외력으로 인한 콘크리트 내부의 작은 프리스트레스 변화를 효과적으로 측정할 수 있음을 알 수 있었다. 아울러 장기 계측결과를 이용하여 응력변화에 의한 유효변형률을 정확하게 얻기 위해서는 온도보정에 사용되는 열팽창계수의 선택이 매우 중요함을 알 수 있었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.39.2-39.2
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• 2010

본 논문에서는 프리스트레스트 콘크리트 거더 구조물의 긴장력 손실을 검색하기 위한 유한요소모델 개선기법을 제시하였다. 먼저, 유한요소모델개선 기법의 이론적 배경을 제시하였다. 두 번째로, 다수의 긴장력 조건하의 모형 PSC 거더에 대한 모드파라메터들을 측정하기위해 진동실험을 수행하였다. 세 번째로, 유한요소모델의 구조파라메터 개선을 통해 실험결과와 유사한 고유진동수를 얻기 위한 진동기반 구조식별을 수행하였다. 마지막으로, 다수의 긴장력 조건하에서 실험을 통해 측정된 고유진동수와 수치적으로 식별된 고유 진동수를 이용하여 모델개선 기법의 적합성을 검증하였다.

• 지질공학
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• 제30권4호
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• pp.673-682
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• 2020

비탈면의 안정성 측면에서 파괴형태에 따라 예상 파괴면에서의 지반 전단력과 앵커보강에 의한 저항력은 중요한 요소로 작용할 수 있다. 또한, 앵커가 보강된 비탈면에서는 지압판이 설치된 지반의 풍화, 침하 및 불완전하게 방청 처리된 강연선의 부식 등으로 인하여 앵커축력이 변할 수 있다. 그러나 앵커 축력의 변화로 인해 국부적으로 앵커의 저항력을 상실한 경우에는 앵커가 저항력을 발휘하지 못하게 되어 주변 앵커로 외력이 전가되는 경향이 있으며, 이에 따라 주변앵커의 긴장력을 증가시키게 된다. 이로 인해 전체 비탈면의 안정성에 문제가 발생하게 되므로 주의가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 비탈면에 설치되어 있는 앵커의 긴장력 변화경향을 모니터링하고 이를 고려한 비탈면 전체의 외적 안정성을 유추하는 방법을 제안하고자 하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.349-352
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• 2008

IPC 거더교(Incrementally Prestressed Concrete Girder Bridge)는 다단계 긴장을 이용하여 구조적 효율을 최대화하기 때문에 기존의 PSC-I형 거더교에 비하여 작은 단면에 큰 긴장력이 도입된다. 따라서 기존의 PSC-I형 거더교에 비하여 강성(stiffness)이 작아져서 장기적으로 큰 변형이 발생할 가능성이 있다. PSC 거더 연속교에서의 장기변형은 연속지점부의 응력에도 큰 변화를 일으키기 때문에 장기적 거동을 고려하지 않으면 구조물의 사용성 뿐만 아니라 안전성에도 문제를 일으킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 IPC 거더 연속교의 장기거동 모니터링을 통하여 예상범위를 초과하는 특이 거동의 발생을 포함한 IPC거더교의 장기적인 솟음 또는 처짐 특성을 파악하고자 하였다. 장기거동의 계측은 계측방법의 용이성과 정밀도에 대한 검토를 통하여 고정밀도의 토탈스테이션을 사용하였으며, 기존의 PSC-I형 거더교 공정과 차별되는 2차 긴장력 도입 공정부터 처짐을 계측하였다. 현재까지의 계측결과를 보면, IPC거더 연속교는 특이한 거동, 즉 과도한 솟음이나 처짐은 없었으며 장기구조해석 결과와 상당히 유사한 경향을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.107-117
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• 2011

본 논문에서는 PSC 거더 교량의 가속도-임피던스 응답 특성을 이용하는 손상 모니터링에 있어 온도유발 불확실성의 영향을 분석하였다. 먼저, 전역적 및 국부 진동 특성을 이용한 손상 모니터링 기법을 설계하였다. 전역적 및 국부 특성으로 각각 가속도 및 전기-역학적 임피던스 특성을 선정하였다. 다음으로 모형 PSC 거더 교량을 이용하여 온도유발 가속도-임피던스 응답 특성을 실험적으로 분석하였다. 실험 결과로부터 온도-가속도 및 온도-임피던스 응답 특징들에 대한 보정식을 산출하였다. 마지막으로 긴장력 감소 및 휨 강성 저하 경우들이 실험된 모형 PSC 거더를 대상으로 산출된 보정식을 이용한 가속도-임피던스기반 손상 모니터링 기법의 유용성이 평가되었다.