• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.51-60
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• 2011

본 연구에서는 환경적인 요인으로 인한 성능저하현상으로 내구성 저하가 예상되는 건대-구의간 고가교의 현재 상태를 분석하고 내구성 저하로 인한 내구연한의 감소를 막기 위하여 고가교 구조물의 경량화를 통한 성능개선을 수행하고자 한다. 경량화 작업은 콘크리트 방음벽을 경량재 방음벽으로, 도상을 자갈도상에서 콘크리트 도상으로, 마지막으로 트라프를 경량화 함으로써 고가교 전체의 경량화를 유도한다. 이러한 고가교 경량화에 따른 정적 및 동적 거동 변화와 성능개선 효과를 분석하고, PSC I 형교 구간의 내하율 증진에 의한 구조안전성을 확인한다. 경량화 결과 구조물의 처짐이 2.6mm가 감소하고 1.07MPa의 인장응력이 감소된 것으로 평가되어 대상 구조물의 구조성능이 효과적으로 개선되었음을 알 수 있다. 고유진동수도 경량화에 따라 약 30% 증가하여 진동이 감소하고 동적거동이 향상되었다. 또한, 해석 및 계측 결과를 근거로 하여 대상교량의 내하력을 평가한 결과, 경량화에 따라 내하율이 1.82에서 1.93으로 증가하여 경량화에 따른 성능개선 효과가 우수한 것으로 판명되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제20권3호
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• pp.15-23
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• 2002

철골구조물은 일반 철근 콘크리트 구조와는 달리 단순히 천공을 하고 폭약을 장약하여 기폭시키는 방법으로는 해체 또는 절단이 어렵다. 국내의 경우 최근 철골 구조로 건축되는 강교와 건축물 등이 증가하는 추세이며, 내구연한이 다하거나 구조적 결함으로 인하여 해체 대상으로 지목되는 철골구조물에 대해서는 특수한 형태의 해체 기술을 필요로 한다. 1997년 이후 국내에 철골구조물의 발파해체를 위하여 성형폭약에 의한 폭발절단기술에 관한 연구가 소개된 이후로 폭발절단력에 미치는 성형폭약의 라이너(Liner), 폭약의 종류, 형상 및 이격거리(Stand-off distance) 등에 대한 연구가 활발히 이루어졌으며, 또한 국산화를 위한 기초적인 설계변수에 관한 연구 등이 보고 된 바 있다. 현재 성형폭약의 사용범위가 철골구조물의 절단해체 뿐만 아니라 긴급구조를 필요로 하는 특수한 용도나 군사폭약의 해체, 항공산업 등 그 적용범위가 확대되고 있는 실정이다. 그러나, 성형폭약의 성능 향상 및 품질 보증을 위한 체계적인 설계 변수의 검토 설정에 관한 연구와 산업f'의 적용을 위한 구체적인 결과는 보고 된 바 없는 실정이다. 그래서, 보다 체계적인 현장 적용 시험 등에 대한 연구가 효율적으로 진행될 경우 국내 고유 기술에 의한 철구조물의 절단 및 해체공법에 획기적인 변화를 가져올 수 있을 것으로 기대된다. 따라서, 본 연구에서는 국산화되어 현장에 적용되고 있는 성형폭약 HAKO 제품을 기준으로 이미 국내에 알려진 성형폭약과 비교 분석하였다. 또한 보다 효율적인 산업계의 적용을 위한 각종 시험 결과 및 국산화 현황과 향후 활용 방안 등에 대하여 소개하고자 한다.

• 한국산림과학회지
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• 제99권1호
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• pp.1-8
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• 2010

본 연구는 유럽중부지방에서 사용되고 있는 적정임도밀도산출방법을 우리나라 지형을 대상으로 적정임도밀도를 산정하였다. 경제적 측면에서의 5가지 비용변수를 이용한 적정임도밀도의 산정 결과는 총비용이 최소가 되는 부분으로서 조사지에 대한 적정임도밀도는 10.51 m/ha로 산출되었다. 이 때 총비용은 연간 235,354원/ha이며 임도개설비용은 임도의 내구연한을 30년으로 하고 이자는 3%로 했을 경우에 연간 99,693원/ha, 임도보수비용은 연간 14,502원/ha, 집재비용은 연간 99,564원/ha, 보행경비(CF)는 연간 18,142원/ha, 임도개설을 통한 산림생산임지의 감소에 따른 손실비용은 연간 3,454원/ha으로 산출되었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1345-1351
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• 2010

본 논문에서는 현재 VVVF 직류전동차에 장착되어 있는 보조전원장치(SIV)180KVA용에 사용되는 필터콘덴서(FC) 유지보수 및 사용한도에 관한 연구를 수행하였다. 차량의 장기사용에 따른 내구연한과 혼잡도 부하에 따른 가선전압 변동 및 부하변동에 대해 출력 전압값의 변화와 SIV장치내 중요소자인 GTO Thyristor, Power Transistor Module 소자가 단락되는 현상이 자주 발생되는 등 고장원인을 분석해 본 결과 보조전원 장치내 필터 FC1~4 캐패시터의 입력측 고조파 성분의 필터링이 제대로 되지 못하는 것을 알게 되었으며, 캐패시터의 장기 사용에 따른 성분변화와 외부조건에 의해 천천히 특성변화를 일으킴으로써 사전 점검방법 및 불량 시 측정하기 어렵다는 점을 착안하여 본 연구를 검토하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 캐패시터의 유지보수를 통한 관리와 측정방법의 개선점, 캐패시터의 수명 사용한도에 대해 검토하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5039-5044
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• 2015

본 연구에서는 철도차량의 차축소재로 사용되는 RSA1 소재에 대한 해수 부식특성 평가를 하였다. 미국재료시험협회에서 규정한 ASTM-D1141에 해당하는 인공해수를 사용하여 3전극 셀 구조를 이용한 동전위 분극법과 임피던스 분광법을 바탕으로 산출된 부식전류밀도와 부식속도는 각각 $18.3{\mu}A/cm2$와 0.217 mm/yr이다. 이 결과에 따르면 철도차량의 일반적인 내구연한인 25년을 가정할 때 한 면에서의 차축부식량은 5mm정도로 예상된다. 패러데이법칙을 바탕으로 한 정전류 부식 가속화 시험을 통해 1,3,4년의 부식양을 인위적으로 형성하였고, 단면적 감소분을 고려하여 인장시험을 시행하였다. 탄성구간에서는 부식에 의한 기계적 특성변화가 관찰되지 않았지만 소재의 연성 값은 부식이 진행 될수록 감소되는 경향을 보였다. 본 연구 결과는 향후 해수환경에서 사용될 철도차량 설계 시 고려할 기초 부식데이타로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.211-215
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• 2008

전동차는 다양한 물질로 제작된 부품들을 조립하여 완성한다. 긴 내구연한과 다량의 부품 사용은 전동차의 전과정에 걸쳐 많은 환경부하를 야기한다. 따라서 전동차의 원료취득부터 폐기단계까지의 환경부하를 정량적으로 평가할 수 있는 새로운 툴을 개발하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 전동차의 환경부하와 에코효율성을 산출할 수 있는 소프트웨어인 RACE를 개발하였다. RACE는 일반 전과정평가 소프트웨어와는 달리 전동차의 주요 부품 및 물질에 대한 전과정 목록 데이터베이스를 내장하고 있다. 향후 철도분야에서 제조자와 운영자간의 환경적인 의사소통의 도구로써 RACE가 활용될 수 있다. 또한 전동차뿐만 아니라 철도차량의 환경성을 보다 쉽게 평가하기 위해서는 지속작인 RACE의 개선이 이루어져야 할 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.101-111
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• 2013

본 연구에서는 울산~포항 간 복선전철 건설예정인 교량을 사례로 교량형식별 LCC 개념을 적용 경제성이 가장 우수한 공법을 적용하기 위하여 같은 연장 (L=1,615m)을 갖는 유사한 4개 교량에 대한 DEA (Data Envelopment Analysis) 분석을 실시하였다. DEA 모형은 상대적 효율성 평가를 위해 개발된 CCR 모형을 사용하였으며, 투입변수로 초기건설비용, 유지관리비용, 간접비용 (사용자비용 + 사회간접 손실비용), 생애주기비용을 사용, 산출변수로는 평균 내구연한을 사용하였다. 투입 변수 산정을 위해 생애주기비용 분석을 사용하였는데 생애주기 비용 산정은 분석기간 100년, 실질할인율 4.83%를 적용 하였으며, 비용의 분류는 초기건설비용, 유지관리비용, 사용자비용, 사회간접손실비용으로 분류 하였다. 분석결과, 비교 2안과 비교 3안이 가장 효율적인 것으로 분석되었으며, 나머지 대안의 효율성은 비교 1안, 기본안, 비교 4안 순서로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.31-39
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• 2010

우리나라는 선진국에 비하여 스프링클러설비 의무 설치대상이 다소 제한적인데도 불구하고 대부분의 건축물 소유주 또는 운영주체들은 법률에서 지정하고 있는 설치대상 건축물에 한해서만 설치하거나, 건축물 설계 시 스프링클러설비의 설치대상 기준에 해당되지 않도록 하는 경향이 있다. 이는 건축물의 화재 안전성 보다는 스프링클러설비 설치비용의 절감이 우선적이라고 생각하고 있기 때문으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 스프링클러설비를 설치하고 관리하는데 소요되는 제반 비용을 투자의 개념으로 하여 이로부터 얻을 수 있는 급부를 추정하였다. 결과적으로 스프링클러설비의 투자비용과 설치하였을 경우 얻을 수 있는 경제적 이득을 경제적 효용성 분석을 통하여 비교한 결과, 초기 투자비용 회수기간이 건축물의 내구연한의 약 1/20 수준으로 나타났으며 효용성도 비용의 2배 이상으로 나타났다. 따라서 스프링클러 설치는 경제적 효용성을 갖춘 제도로 볼 수 있어 적극적인 확대를 고려해 보는 것이 바람직할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.482-482
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• 2023

상수도관은 사용년수가 경과함에 따라 노후화가 진행되며, 노후화된 상수관은 내부적으로 부식, 이물질 퇴적, 균열 등의 현상이 발생하게 되고, 이는 결국 수질문제로 연결되어, 탁수사고 발생 확률증가의 주요 원인이 되고 있다. 국내 상수도관의 경우 매설년수의 증가로 인해 내구연한이 도래한 상수관망의 비중이 점차 증가하고 있으며, 2019년 서울시 문래동 수질사고, 2019년 인천 붉은 수돗물 사고, 2022년 안양 동안구 탁수사고, 2022년 여수시 웅천 탁수사고 등 관의 노후화로인한 탁수 사고가 빈번하게 발생되고 있어 수도 사용자에게 불편함을 끼치고 있다. 현재 정수장 및 상수관망에 설치된 탁도계를 통해 수질에 대한 감시를 진행하고 있지만, 경제적인 문제로 인해 모든 상수도관에 탁도계를 설치하기에는 현실적으로 불가능하며, 제한적인 탁도계의 개수를 통해 수질에 대한 감시 및 관리를 진행하고 있는 실정이다. 이러한 상황으로 인해 탁수사고 발생 시 발생 원인분석 및 최초 발생위치 결정이 쉽지 않으며, 보수 보강을 통한 상수도관의 정상화까지 오랜 시간이 걸리게 된다. 이에 본 연구에서는 상수관망에서 탁수 발생 시 최초 발생 위치를 결정할 수 있는 기법을 개발하였으며, 이를 실제 상수도관망에 적용하여 탁수발생 파이프를 탐지하였다. 탁수사고 발생 시 실측된 수질 데이터의 부족으로 인해 임의의 파이프에서 탁수가 발생하였다고 가상의 탁수 발생시나리오를 가정하였으며, 완전혼합농도식을 통해 관망에 설치된 탁도계의 NTU(Nethelometric Paultity Unit) 농도를 계산하여 가상의 탁수발생 시나리오를 상수도관망에 적용하였다. 이후, 역추적 계산기법을 통해 파이프의 초기 NTU 농도를 변화시켜주며 관망내 설치된 탁도계의 NTU 농도를 계산하였으며, 가상 시나리오를 적용하여 계산된 탁도계의 NTU 농도와 역추적 계산법을 적용하여 계산된 탁도계의 NTU 농도의 Percentage Error를 비교/분석하여 탁수 발생 파이프를 탐지하였다. 분석결과, 가상 시나리오의 최초 탁수발생 파이프와 역추적 계산법을 적용하여 탐지한 최초 탁수발생 파이프의 위치가 일치하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 역추적계산을 통한 탁수발생 파이프 탐지기법을 실제 관로 교체사업에 활용한다면 파이프의 개선 우선순위를 보다 명확하게 판단할 수 있으며, 더 나아가 상수도 관망의 유지관리에 활용하여 경제적이고 효율적인 상수관망 시스템관리를 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.357-357
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• 2023

2017년 7월 16일 집중호우로 인해 무심천 상류에 위치한 충청북도 청주시 상당구 남일면 고은리 655번지의 농경지 침수 피해가 발생하였다. 대상지역의 우안 제방에는 기존에 수동식 수문이 설치되어 있었으나 내구연한이 지나고 부식되어 수년전에 망실되었으며, 2017년 7월 홍수 이후 유사한 규모의 홍수가 발생 할 경우 대상지역은 홍수피해를 겪을 수밖에 없는 상황에 처해 있다. 이에 따라 홍수방어 시설인 전동식 수문을 설치하여 설치 전·후의 침수 피해를 분석하였다. 본 연구에서는 청주 수위관측소의 2017년 7월 15~16일 수위자료를 수집하여 수위-유량관계곡선식(Rating Curve)을 적용한 시간당 유량자료를 산정하였으며, 수문설치 지점인 고은리 655번지를 시점으로 하류 약 15.871km에 위치한 흥덕교까지 HEC-RAS 모형을 이용하여 홍수분석을 수행하였다. 무심천 우안 제방 내 수문이 설치되기 전과 후에 따른 대상지역의 제내지 침수구역 범위를 산정하여 비교 분석하였다. 측점은 96개의 횡단면으로 구성하였으며, 부정류 해석을 위한 경계조건으로 상류단 유입량, 측방 유입량 및 하류단 수위를 적용하였다. 홍수분석 결과 단면별 최대수위는 EL.41.92m~EL.66.29m의 범위를 나타내고 있으며, 적용 홍수에 따른 최대 유속은 3.17 m/s로나타났다. 수문설치 지점의 하천 횡단에서 발생하는 최고 수위는 EL.66.29m로 산정되었으며, EL.66.29m를 기준으로 전동식 수문이 설치되기 전과 후의 침수범위를 분석하였다. 설치 전 홍수분석 결과 제내지 침수구역의 면적은 141,309.3m²로 분석되었다. 전동식 수문을 설치함에 따라 대상지역의 제내지 침수 피해를 겪지 않은 것으로 분석되었다. 향후 전동식 수문과 IoT기술을 접목하여 지자체의 재난관리 시스템과 연동할 수 있다면, 유사한 침수피해를 최소화 하는데 기여할 것으로 판단된다.