• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.285-285
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• 2015

댐 및 저수지 시설물은 노후화나 안전성 미확보로 인한 파손 또는 붕괴 발생 시 하류부에 막대한 인명과 재산피해 등 치명적인 결과를 초래하게 된다. 이러한 대형 안전사고를 예방하고자 시설물의 안전관리에 관한 특별법에서는 댐 시설물을 규모별로 1, 2종 시설물로 구분하고, 이에 대해 주기적으로 안전점검 및 정밀안전진단을 실시하도록 제도화하는 한편 진단 결과에 따라 보수 보강 등의 안전조치를 의무화하고 있다. 구조물 결함에 따른 보수 보강은 보수재료와 공법 선정시 공법의 적용성, 구조적 안전성, 경제성 등을 종합적으로 검토하여 결정하여야 한다. 손상 부위에 대한 보수 보강은 제한된 예산과 인력을 효율적으로 투자하기 위해 보수재료 및 공법의 선정 뿐만 아니라 보수 보강이 이루어져야 하는 부재에 대한 우선순위를 산정하는 것이 최우선적으로 선행되어야 한다. 안전점검 및 정밀안전진단 세부지침에서는 보수 보강 대책 마련 시안전점검 및 정밀안전진단 결과를 기초로 하여 적정 재료 및 공법을 선정하고, 보수 보강의 수준 및 우선순위를 결정하도록 명시되어 있다. 하지만 우선순위 결정에 대한 가이드라인이 부재하여 불필요한 시공과 비효율적인 예산 투입으로 인해 국가예산의 낭비되고 시설물의 안전까지 위협받게 되는 경우가 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 시설물의 상태에 따른 적절한 보수 보강 필요성을 판단하고 보수 보강 수준 및 우선순위를 결정하기 위한 방법론을 개발하였다. 댐 시설물에 대한 안전점검 및 정밀안전진단의 종합평가는 평가대상 개별시설에 대하여 상태 평가 및 안전성 평가를 실시한 후 그 결과에 의해 산출된 상태평가지수와 안전성평가지수를 비교하여 평가단계별로 그 결과를 취합하여 종합평가를 실시하고 있다. 따라서 상태평가에 의해 산정된 종합평가 결과를 이용하여 개별 부재의 상태평가값 산정을 위해 하부 단계의 가중치 및 평가 지수 역산하고, 재산정된 가중치 및 평가지수를 이용하여 각 부재에 대한 보수 보강 우선순위를 산정하고자 하였다. 개발된 방법론은 점검 진단 책임기술자 및 시설물 관리주체 담당자가 댐 시설물의 개별부재에 대한 보수 보강 실시 여부를 판정할 수 있는 기준으로, 보수 보강에 대한 정책 결정시 경제성을 고려한 신뢰도 있는 기준으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.191-201
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• 2016

추계학적 확률과정을 이용하여 경사제 피복재를 예방적으로 유지관리할 수 있는 조건기반모형을 개발하였다. 완전 보수보강 조건에서 가장 경제적으로 보수보강이 수행되어야 하는 최적의 시점을 결정할 수 있는 모형이다. 본 연구에서 개발된 RRP(Renewal Reward Process) 기반 경제성 모형은 이자율을 고려할 수 있을 뿐만 아니라 기존 연구에서 상수로 취급하던 비용을 시간에 따른 확률변수로 고려할 수 있다. 누적피해와 사용한계 그리고 구조물의 중요도를 모두 고려할 수 있는 함수식을 제시하여 ABM(Age-Based Maintenance)을 CBM(Condition-Based Maintenance)으로 쉽게 확장할 수 있게 하였다. 또한 함수식에 포함된 계수들을 수학적으로 산정할 수 있는 방법도 제시하였다. 두 가지 추계학적 확률과정, WP(Wiener Process)와 GP(Gamma Process)를 이용하여 경사제 사석재를 해석하였다. 사용한계, 이자율 그리고 구조물의 중요도에 따라 시간에 따른 기대총비용율을 산정하여 기대총비용율이 최소가 되는 예방적 유지관리의 최적 시점을 쉽게 추정할 수 있었다. 동일한 사용한계에서 이자율이 높을수록 최적시점은 늦어지고 그에 따라 기대총비용율도 낮아졌다. 또한 상대적으로 GP가 WP보다 더 보수적으로 최적시점을 예측하였다. 마지막으로 동일한 조건에서 구조물의 중요도가 높을수록 더 자주 예방적 보수보강을 실시하여야 한다는 것을 알았다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.56-56
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• 2010

최근 강구조물의 건설이 지속적으로 증가되어 왔다. 또한 강구조물의 유지관리 및 안전성에 대한 관심이 급증하고 있다. 시설물의 안전성 확보는 대형사고의 사전 예방, 공용 중 갑작스런 가동 중지에 의하여 발생되는 비용증가를 사전에 차단 할 수 있다는 점에서 그 중요성은 매우 크다고 할 수 있다. 또한 각종 구조물은 열악한 사용조건, 고온, 고압, 고속, 대형화됨에 따라 일단 사고가 발생 했을 경우 대형사고의 위험이 예상되므로, 제작시 검사의 강화뿐만이 아니라 공용 중 구조물의 안전성을 진단 할 수 있는 모니터링 체계의 확립이 필요한 시점이다. 현재 국내에서 강구조물들의 균열 모니터링 시스템에 관한 연구는 매우 미흡한 실정이며, 현재 사용되고 있는 비파괴검사 방법은 UT와 RT등이다. 이러한 방법들은 많은 시간과 경비가 소요되며 또한 거대구조물 혹은 사람의 접근이 어려운 곳에는 적용하기가 힘들다. 또한 주기적인 검사 작업으로 인한 막대한 시간과 비용의 손실이 발생되고 있으며 초기 결함을 조기에 인지하지 못함으로써 적절한 보수 보강 대책이 이루어지지 않아 보수 보강 비용의 증대를 초래한다. 더욱이, 결함이 진전된 이후에도 이것을 인지하지 못하여 적절한 대응을 하지 않는다면 대형사고로 이어질 수도 있다. 따라서 강구조물에 대한 효율적인 유지관리가 가능하고, 초기결함으로부터 균열이 진전하여 붕괴되는 사고를 미연에 방지하며 초기에 보수보강 작업을 수행함으로써 보수보강 비용도 절감 할 수 있는 모니터링 시스템의 개발이 요구되고 있다. 이러한 모니터링 시스템의 개발은 기술적 측면에서 강구조물의 효율적인 유지 관리 노하우를 얻을 수 있으며 경제 산업적 측면에서는 보수 보강 비용 및 불필요한 주기적 점검 비용을 절감 할 수 있다. 이 연구에서는 전위차법을 이용하여 강구조물의 필렛 용접부에서의 균열진전양상을 파악하고 정량화를 통해 필렛용접부의 잔여수명을 예측하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.109-120
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• 2017

경사제 피복재를 예방적으로 유지관리할 수 있는 조건기반 할인비용모형을 제안하였다. 하중발생 사상을 이산시간 확률과정으로 고려하는 추계학적 누적 피해모형과 보수보강 비용에 대한 경제성 모형을 결합하여 수학적으로 유도하였다. 특히 본 논문에서 유도된 조건기반 유지관리의 할인비용모형은 시간에 따른 비용의 가치 뿐만 아니라 누적피해의 비선형성도 고려할 수 있다. 본 연구의 결과는 기존 모형들의 결과와 비교하여 만족스럽게 검증되었다. 또한 구조물의 중요도와 이자율 변화에 대한 민감도 분석도 수행하여, 구조물의 중요도가 높아질수록 예방적 보수보강의 최적시기는 빨라지나 이자율은 커질수록 반대의 경향이 나타난다는 것을 알았다. 한편 본 연구에서 유도된 추계학적 기대비용모형을 이용하여 여러 조건에 대하여 임의의 경사제 피복재 단면을 해석하였다. 표본경로기법을 적용하여 임의의 태풍 내습에 따른 경사제 피복재의 기대 누적피해수준을 예측하여 피해강도함수의 계수들을 추정할 수 있었다. 특히 하중발생 과정을 HPP(Homogeneous Poisson Process) 뿐만 아니라 DSPP(Doubly Stochastic Poisson Process)로도 해석하여 기대 누적피해수준에 미치는 하중발생의 불확실성에 대한 영향을 분석하여 하중발생사상을 이산시간 확률과정으로 고려해도 된다는 것을 확인하였다. 조건기반 할인비용모형의 해석 결과에 의하면 경사제 피복재의 설계조건에 따라 기대 누적피해수준의 거동특성이 크게 달라지고 이에 따라 예방적 보수보강을 수행하는 최적시기도 변한다는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 파괴한계, 구조물의 중요도 그리고 이자율을 변화시키면서 예방적 유지관리를 가장 경제적으로 수행할 수 있는 최적시점과 피해규모를 결정할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.45-52
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• 2007

국내 노후화된 필댐의 경우에는 수문학적 안정성과 더불어 구조적 안정성 확보가 국가재난 예방차원에서 요구되고 있는 실정이다. 설계 및 시공시의 문제나 지진 등 자연현상으로 인하여 댐체가 손상되었거나 노후화로 문제된 댐의 대부분이 필댐 타입이며, 이중 일부는 차수(코아) 존이 손상되어 과다한 누수현상이 발생되고 있어 홍수시 댐 붕괴로까지의 진행이 우려되는 바 차수보강대책에 대한 체계적인 연구가 시급하다고 여겨진다. 본 연구에서는 침투그라우팅으로 보강된 필댐에 있어서 보수.보강 전후의 차수 성능변화를 전기비저항탐사 등의 물리조사를 이용하여 분석 평가하고자 하였다. 연구결과 전기비저항탐사는 그라우팅으로 보강된 필댐의 보강효과를 판단하는 유효한 도구로 사용될 수 있음을 알 수 있었으며, 그라우팅으로 보강된 필댐의 누수량은 크게 저하되어 안정성이 향상 되었음을 알 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.276-284
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• 2013

비선형 누적피해모형과 경제성 모형을 결합하여 경사제 피복재를 예방적으로 최적 유지관리할 수 있는 추계학적 기대비용모형을 제안하였다. 기존 모형과의 비교를 통해 만족스럽게 검증되었으며, 관련 변수들의 민감도 분석도 자세히 수행하였다. 구조물의 중요도, 피해강도함수 그리고 저항한계에 따른 단위시간당 기대비용이 최소가 되는 최적의 보수 보강 시간을 산정할 수 있었다. 마지막으로 개발된 추계학적 기대비용모형을 경사제 피복재에 적용하였다. 구조물의 유지관리 비용과 편익을 최적화하여 어느 시점에 설계 당시 수준으로 보수 보강이 이루어져야 하는지를 정량적으로 결정할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.1007-1015
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• 2013

하중 발생과정에 따른 누적피해의 선형뿐만 아니라 비선형 거동을 해석할 수 있는 추계학적 확률모형이 수립되었다. 여러 종류의 피해강도함수를 도입하여 내용년수의 파괴확률과 비선형 누적피해의 거동이 자세히 해석되었다. 특히 본 연구에서는 저항한계를 임의의 분포함수를 갖는 확률변수로 취급하여 한계상태의 불확실성을 고려하였다. 또한 피복재에 대한 피해수준을 이용하여 처음으로 추계학적 확률모형을 경사제에 적용하였다. 실험 자료와의 비교를 통해 추정된 경사제 피복재에 대해 피해강도함수를 이용하여 내용년수에 따른 파괴확률과 비선형 누적피해의 거동을 해석하였다. 마지막으로 해석 결과를 이용하여 경사제 피복재의 보수 보강 시점과 최소한의 보수 보강규모를 정량적으로 산정할 수 있는 예방적 유지관리 방법을 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권4호통권56호
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• pp.101-106
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• 2009

현재 시설물의 안전 및 유지관리 선진화를 위한 국가 기본시책과 비전을 제시하고 시설물을 효율적으로 관리할 수 있는 체계를 마련하기 위하여 안전 및 유지관리 기본계획이 수립되어 추진하고 있는 실정이다. 이와 같이 선진국에서 수행하고 있는 시설물에 대하여 예방적이고 적극적인 보수 보강을 수행하는 예방적 유지관리전략을 우리나라에서도 적극적으로 도입하여 안전 및 유지관리체계를 마련하고 이를 수행하는 것이 필요할 것으로 판단된다. 또한 시설물의 안전 및 유지관리기술에 생애주기분석기법을 적극적으로 도입하여 경제성을 높일 수 있는 기반을 마련해야 하겠다. 따라서 본 논문에서는 시설물의 안전 및 유지 관리의 체계, 제도적 문제, 예산 등에 대한 현재 국내의 실태와 문제점에 대한 분석과 함께 개선방안을 제시하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.53-60
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• 2018

PSC 박스교에서 긴장재에 대한 조사는 체계적인 방법에 의해서 수행되어야 한다. 대표 긴장재 유형별로 위험 요인을 분석하고 장기적으로 위험도를 낮출 수 있도록 유지관리 계획이 수행되어야 할 예방적 유지관리 활동을 도출하는 것이 중요하다. 하지만 현 유지관리체계에서는 긴장재의 조사 및 보수보강을 위한 다양한 방법론이 연구되어 지고 있으나, 현실적으로 긴장재를 전수조사하는 것에는 어려움이 있다. 따라서 긴장재 선별에 대한 리스크 평가를 국내 PSC 박스교에 적용하기 위해 상태평가 및 유지관리체계에 맞춘 리스크 매트릭스 평가 지표를 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.1-9
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• 2016

본 논문은 교량의 예방적 유지관리 효과를 생애주기비용 절감 측면에서 분석 하였다. 예방적 유지관리는 현재 실시되고 있는 대응적 유지관리 전략과 대비 되는 유지관리 전략으로 교량의 열화지연을 통해 궁극적으로는 교량의 사용수명을 연장 시키며 생애주기비용을 절감시키는 유지관리 전략이다. 이러한 예방적 유지관리 효과를 분석하기 위해 교량의 공용연수에 따른 건전도 점수 변화 모델과 FHWA 자료를 바탕으로 한 국내 고속도로 교량의 건전도 점수에 따른 보수 보강 비용 모델을 제시 하였다. 제시한 복수의 모델과 국내외 참고 문헌을 바탕으로 제안된 예방적 유지관리 항목(청소와 도장)의 비용과 주기를 활용하여 사용수명 100년까지의 표준교량($1,730m^2$/교량) 당 생애주기 비용과 향후 20년간의 고속도로 총 유지관리 비용을 산정 하였다. 분석 결과 100년간 예방적 유지관리 활동으로 인해 교량 당 5억원의 절감효과를 볼 수 있으며 현재 예방적 유지관리 활동을 실시할 경우 20년 후(2035년)에는 총 1,837억원, 즉 연간 약 92억원의 비용 절감효과를 볼 수 있는 것으로 분석 되었다.