• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.203-211
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• 2008

최근 들어 선박의 항로에 위치하고 있는 대형 해상교량의 건설이 활발해짐에 따라 선박충돌의 위험성을 고려하여 교각 주변에 충돌방지공을 설치하는 경우가 많다. 이러한 충돌방지공 설치로 인해 교각의 세굴특성은 충돌방지공 설치 전의 교각 주변의 세굴양상과 매우 다르게 나타난다. 따라서 본 연구에서는 충돌방지공의 설치 유무에 따른 세굴의 형태를 분석하기 위해 인천대교를 대상으로 수리모형실험을 실시하였다. 충돌방지공 설치 전의 고정상, 이동상실험을 통해 유황과 세굴심 및 세굴공 범위를 파악하였으며 또한 충돌방지공 설치 후 실험을 통하여 최종적으로 충돌방지공으로 인한 교각 세굴 특성 변화를 분석하였다. 실험결과, 충돌방지공이 설치됨으로 인해 최대세굴심이 W1교각의 경우 약 0.24 m, W2+3+4교각의 경우 2.4 m 증가하는 것으로 나타났다. 또한 최대세굴심의 발생위치는 W1교각의 경우 충돌방지공 설치 전 후가 동일한 위치에서 발생하였으나 W2+3+4교각의 경우 설치 후 최대세굴심이 교각주변이 아닌 충돌방지공 주변에서 발생하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.66-67
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• 2011

항로를 횡단하여 건설되는 교량이 증가하고 해상교통의 증가에 비례하여 항로의 혼잡도가 증가하는 만큼 선박과 교량의 충돌우려가 커지고 있다. 선박과 교량의 충돌은 단순 접촉사고가 아닌 재난급 사고의 개연성이 크다. 직접 손괴를 일으키는 큰 충돌이 아니더라도 선박과 교각의 충격진동에 의하여 교량상판이 균형을 잃고 연쇄 붕괴하는 일이 종종 발생하여 많은 인명의 손실이 발생하고 있기 때문이다. 적정 교각 폭, 교각의 시인성 증진을 위한 표지와 등화의 설치 및 점등방법 등의 환경 여건 개선, 충돌방지공의 효과 검토, 교량 통과전 사전 점검사항, 교량 부근에서 선박의 조종성 유지방안, 예선의 효과 연구, 관제기법과 안전규정, 불가피한 충돌이나 접촉의 경우 손실 감소대책과 충돌방지공의 효과 등 다각적인 연구가 필요하다. 면피용 탁상이론을 배제하고 현장실무의 경험을 바탕으로 실효적인 방안을 제시하고자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.533-542
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• 2014

본 연구에서는 차량과 교각의 직접충돌해석을 통하여 기존 설계기준(도로교설계기준, AASHOTO LRFD)에서 아직 고려하고 있지 않은 동적영향을 고려한 실제 교각의 충돌 파괴 거동을 다양한 경계조건별로 검토하였다. 선정된 차량은 10톤, 16톤, 38톤의 Cargo 트럭이며 교각은 경부고속도로 상 일반적인 제원으로 선정하였다. 해석결과 가장 많은 파괴는 상부구조의 고려없이 교각의 상부면을 구속하였을 시에 발생하였으며 상부구조는 2차적인 영향을 교각에 전달하기 보다는 충돌에너지를 일부 흡수하는 역할을 하며 파괴를 감소시키는 것으로 확인되었다. 또한 해석의 효율성을 위해 차량과 강체간 충돌시 발생하는 충돌하중이력곡선을 교각에 외력으로 부여한 간접충돌해석을 수행하고, 이를 직접충돌해석 결과와 비교하였다. 해석 결과 직접충돌해석 결과와 매우 유사하게 교각의 거동을 예측하는 것으로 확인되었으며 해석효율성 또한 높아져 해석시간은 약 92%정도 감소하였다. 이러한 간접충돌해석법은 다양한 기존 모델이나 다른 해석프로그램에도 쉽게 부여될 수 있어 그 활용범위가 증가할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.169-176
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• 2005

선박충돌의 위험이 있는 교량의 교각에 대해 연파괴빈도 계산을 수행하였다. 이러한 해석을 통해 각각의 교각에 대한 선박충돌 횡방향내하력을 결정할 수 있다. 교각의 횡방향내하력은 선박충돌 위험도 평가로부터 예측된 연파괴빈도와 허용기준을 비교하는 확률기반 해석과정을 통해 결정된다. 해석과정은 교량 각 부재요소에 대한 초기 충돌저항력을 가정하여 계산된 연파괴빈도가 허용기준을 만족하도록 해석변수를 반복 수정하면서 해를 찾는 과정이다. 일반적으로 선박충돌 위험이 있는 교각들에 대한 연파괴빈도 허용기준의 분배는 설계자의 공학적 판단에 근거한다. 본 연구에서는 선박충돌 위험도 평가로부터 사전 계산되는 연파괴빈도 할당 가중치에 의해 각각의 교각에 허용기준을 분배하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2020년도 추계학술대회
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• pp.44-44
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• 2020

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.675-682
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• 2015

미국 AASHTO LRFD(AASHTO, 2012)나 국내의 도로교설계기준(2012)의 차랑충돌에 대한 교각설계기준을 참조하면 교각 설계 시 차량충돌에 대해 정적인 하중을 고려하도록 제시하고 있다. 한편 2003년 미국 네브래스카 주에 트럭이 교각에 충돌하여 교각 및 교량 상부구조가 붕괴되는 사고가 발생하는 등 차량충돌에 의한 교량붕괴사고는 홍수에 의한 교량붕괴사고에 이은 두 번째 요인으로 분류되기도 한다. 화물차량의 대형화와 도로시스템의 개선으로 인하여 이러한 사고가 발생할 가능성이 중가하고 있다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 교각 설계시 차량충돌에 대한 동적 해석을 수행하게 되면 많은 비용과 시간이 소요되어 실용적인 측면에서 연구결과가 쉽게 반영되지 못하고 있으므로 충돌해석 비용과 시간을 저감할 수 있는 모델축소법(model reduction)을 이용한 해석방법을 개발하였으며 그 효용성을 최종변위에 대해 직접충돌해석결과와 비교함으로써 평가하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2007년도 추계학술대회 및 제23회 정기총회
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• pp.376-382
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• 2007

항로를 횡단하여 건설된 교량은 부근을 지나던 선박의 기관이나 조타기의 고장 또는 비상한 외력의 영향이나 인위적인 판단오류로 인하여 발생할 수 있는 선박과 교각의 충돌을 예방하고 불가피한 충돌의 경우에도 교량의 붕괴를 방지하는 대책을 마련하여야 한다. 충돌이나 간접 충격에 의하여 교량의 상판이 붕괴되는 경우 많은 인명의 손실과 교량으로 연결되는 간선도로의 장기간 폐쇄는 국가적인 재앙이 될 것이기 때문이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권1호
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• pp.175-183
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• 2022

선박과 교각이 충돌하면 생명과 안전에 큰 위협이 될 수 있다. 따라서 선박-교각 충돌력 영향 인자를 식별하고 다양한 충돌 조건에서의 충돌력에 대한 연구의 필요성이 있다. 본 논문에서는 선박-교각 충돌의 유한요소 모델을 설정하고, 수치 시뮬레이션을 통해 선적상태, 운항속도, 충돌 각도의 세 가지 입력조건을 조합하여 50가지 케이스에서의 선박-교각 최대 충돌력을 계산하였다. 계산된 유한요소해석 결과를 사용하여 신경망 추정 모델을 학습하고 최대 충돌력을 추정함으로써 빠른 시간에 최대 충돌력을 추정하는 프로세스를 제안하였다. 신경망 예측 모델은 가장 기초적인 역전파 신경망과 시간정보를 고려할 수 있는 순환신경망인 Elman 신경망 2가지 모델을 사용하였다. 10가지 케이스의 테스트 데이터로 시험한 결과 Elman 신경망을 사용했을 경우에 평균상대오차가 4.566%로 역전파 신경망보다 나은 최대 충돌력 추정이 가능함을 확인하였고 8가지 케이스에서 5%이하의 상대오차를 보여 주었다. 본 신경망을 이용한 최대 충돌력 추정법은 유한요소해석을 수행하지 않아도 되므로 계산 시간이 짧아 선박 항해 중 충돌을 회피할 수 없는 경우 피해를 최소화하는 의사결정의 기초 방법으로 사용할 수 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.165-166
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• 2010

내부공사 및 유지관리 기간 중 발생 가능한 충돌시나리오를 설정하여 갑문 및 교각의 충돌해석 및 손상도를 구조해석 하였다. 또한, 충돌해석은 재료비선형을 고려하여 시간이력해석을 수행하였으며 충돌해석에서 교각에 전달되는 충돌하중을 산정하여 구조해석한 후 손상도를 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.1-9
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• 2006

선박충돌의 위험이 있는 교량의 교각에 대해 연파괴빈도 계산을 수행하였다. 이러한 해석을 통해 각각의 교각에 대한 선박충돌 수평내하력을 결정할 수 있다. 교각의 수평내하력은 선박충돌 위험도 평가로부터 예측된 연파괴빈도와 허용기준을 비교하는 확률기반 해석과정을 통해 결정된다. 해석과정은 교량 각 부재요소에 대한 초기 충돌저항력을 가정하여 계산된 연파괴빈도가 허용기준을 만족하도록 해석변수를 반복 수정하면서 해를 찾는 과정이다. 일반적으로 선박충돌 위험이 있는 교각들에 대한 연파괴빈도 허용기준의 분배는 설계자의 공학적 판단에 근거한다. 본 연구에서는 선박충돌 위험도 평가로부터 사전 계산되는 연파괴빈도 할당 가중치에 의해 각각의 교각에 허용기준을 분배하였다. 주탑과 교각 등 교량 부재요소의 설계 수평내하력을 결정하기 위해 주탑과 교각의 충격저항력 비를 변수로 수치해석을 수행하였다. 설계 수평내하력은 수로의 기하형상, 수심, 교각의 배치, 선박 통행량의 특성에 의해 동일한 교량에서도 많은 변화가 있다. 따라서 연파괴빈도의 분배 모델과 수평내하력 결정에 대한 많은 연구가 요구된다.