• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.92-92
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• 2011

최근 건설기술의 발전과 함께 강재 케이블을 이용하는 시설물의 시공이 점점 증가하는 추세이다. 특히 현수교, 사장교와 같은 초장대 교량에 사용되는 케이블은 주거더 및 상판에 의한 하중의 대부분을 지지하는 핵심부재이다. 하지만 이러한 케이블 부재는 부식, 파단 등으로 인한 단면손실이 발생할 수 있고, 이로 인한 손상부의 응력집중으로 인해 시설물 전체의 붕괴로 이어질 수 있는 위험성을 가진다. 따라서 조기에 단면손실을 찾아 사고를 미연에 방지할 수 있는 강재 케이블 비파괴 검사 기술기반의 건전성 모니터링이 필수적이다. 이러한 효율적인 건전성 모니터링을 위해 스마트 센서를 활용한 연구가 활발히 이루어지고 있는데, 그중 대표적인 스마트 센서중 하나인 마그네틱 센서는 높은 신뢰도와 어디에나 적용 가능한 재현성 때문에 구조물 건전성 평가에 적용하기 유용한 기술로 그 적용범위가 선박, 항공등으로 점점 넓어지고 있는 추세이다. 마그네틱 센서는 그 적용대상에 따라 다양한 마그네틱 특성을 활용할 수 있는데, 최근에는 투자율 계측을 통해 케이블의 장력 측정이 가능한 Elasto-Magnetic 센서(E/M 센서)가 개발되었고 그 활용성에 대한 연구가 이뤄지고 있다. 이에 본 연구에서는 E/M 센서를 이용한 강재 케이블 모니터링 기술을 제안하고자 한다. E/M 센서는 본래 케이블의 장력측정을 위해 개발되었지만 본 연구에서는 강재 케이블 부재의 단면손실 검색을 위해 적용하였다. 제안된 기술의 실험적 검증을 위해 E/M 센서를 이용하여 4가지의 다른 직경을 가지는 강봉시편을 E/M 센서헤드의 1차 코일을 통해 자화시키고, 각각의 직경에서 출력전압을 2차 코일을 이용하여 계측하였다. 그 결과 강봉의 직경이 감소함에 따라 출력 전압이 감소함을 보였다. 반복실험을 통해 해상도 및 선형성이 확보되는 최적의 입력전압과 출력전압의 워킹포인트를 선정하였고, 선정된 조건에서 강봉시편을 일정 간격으로 스캔한 결과 단면감소에 따른 선형적인 출력전압 감소와 동시에 단면 변화 지점에서는 추세선에서 크게 벗어난 출력전압 계측값을 나타내었다. 본 실험을 통해 제안된 E/M 센서를 이용한 강재 케이블 모니터링 기술의 유용성 및 적용가능성을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.22 no.2
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• pp.1-7
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• 2018

Suspension bridge cables made of high strength steel wires require periodical maintenance in accordance with the axial force of cable-band bolts, since the bolts in suspension bridges can undergo tension decrease due to creep of cable wires, bolt relaxation, load fluctuation, and cable re-arrangement, etc. Consequently, this study is aimed at investigating and subsequently evaluating the critical factors with respect to the bolt tension-decrease phenomenon in SR suspension bridge in Korea, based on field monitoring, theoretical studies, and field record management works. From the observation, it is interesting to note that the decrease in the bolt tension force is typically accompanied by plastic deformation of the zinc plating layers in the cable wires. In addition, a framework corresponding to generic methodologies to characterize the deformation in terms of the bolt tension-decrease and long-term history management has been developed in this exploratory study.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1277-1278
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• 2015

본 논문에서는 유도결합 실험을 통해 동축 구조를 갖는 전력케이블의 차폐효과에 대해 분석했다. 케이블의 차폐 도체의 재료에 따라 차폐 정도를 비교했고, 또한 주파수의 변화에 따른 차폐 정도를 비교했다. 측정 결과, 주파수가 증가할수록 차폐효과가 감소하는 것을 알 수 있었으며, 차폐 재질에 따라서도 차폐효과가 달라지는 것을 확인 할 수 있었다. 전달 임피던스를 통해 차폐효과를 분석한 실험의 결과와 비교를 통한 실험의 타당성도 보였다.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.11 no.2
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• pp.139-149
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• 2011

A cable structures have the advantage that cover a large space without column but it is very sensitive to deal with shape control because of its flexibility. Especially, location of control member and needed elongation of member are important things. Therefore, the purpose of this paper is studied on displacement control technique for pre-stressed cable structures by force method considering order of control. The layout of this paper is as follows. Firstly, in section 2, the control technique by force method for cable structures is given. Secondly, section 3 briefly introduces simple cable net in order to apply control technique considering ordering of actuator. Finally, more complex example for effective member and the conclusion are in section 4 and 5, respectively.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.12 no.2
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• pp.81-88
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• 2012

Cable dome structures are composed of cables-masts and the cables should be in pre-tension since a structure without pre-tension is not stable. Under the pretension, self equilibrium stress state is the main characteristic of a cable dome structure. In this paper, a new method based on the basic principle of closed force polygon for equilibrium system is proposed for the determination of self-equilibrium mode of cable dome structure. The proposed method which is called geometric method has the unique characteristic of visualization of the force mode needed for maintenance of self-equilibrium. The basic theory for a self equilibrium of structure is that the summation of forces at each joint without any external load should be zero. The simplicity of the method which involves only drawing close polygon with the aid of suitable CAD software has been illustrated by means of a example. The results compared with mechanical calculation and existed method and shows good agreement.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.28 no.3
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• pp.66-73
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• 2024

Stay-cable is one of the most important load carrying members in cable-stayed bridges. Monitoring structural integrity of stay-cables is crucial for evaluating the structural condition of the cable-stayed bridge. For stay-cables, tension and damping ratio are estimated based on modal properties as a measure of structural integrity. Since the monitoring system continuously measures the vibration for the long-term period, data acquisition systems should be stable and power-efficiency as the hardware system. In addition, massive signals from the data acquisition systems are continuously generated, so that automated analysis system should be indispensable. In order to fulfill these purpose simultaneously, this study presents an autonomous cable monitoring system based on domain-knowledge using IoT for continuous cable monitoring systems of cable-stayed bridges. An IoT system was developed to provide effective and power-efficient data acquisition and on-board processing capability for Edge-computing. Automated peak-picking algorithm using domain knowledge was embedded to the IoT system in order to analyze massive data from continuous monitoring automatically and reliably. To evaluate its operational performance in real fields, the developed autonomous monitoring system has been installed on a cable-stayed bridge in Korea. The operational performance are confirmed and validated by comparing with the existing system in terms of data transmission rates, accuracy and efficiency of tension estimation.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.340-343
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• 2011

장대 케이블 교량의 풍응답을 계측할 수 있는 무선센서네트워크 기반의 풍응답 계측시스템을 개발하고, 이를 사용하여 인천대교의 시공단계별로 고유진동수, Mode Shape과 같은 Modal Parameters의 변화를 추정하고 보강형에서의 풍압분포와 보강형, 주탑, 케이블의 가속도를 계측하여 내풍 성능을 분석하였다. 개발된 계측 시스템은 인천대교 사장교의 전체 거동을 계측할 수 있도록, 1.5km 범위에 넓게 분포된 최대 55 Nodes에서 최대 1kHz의 동기화된 계측을 수행할 수 있으며, 각 Node별로 3축가속도나 풍압을 측정할 수 있다. 전체 Node에서 가속도를 계측하는 경우에는 최대 165 Channel을 1kHz로 측정할 수 있다. Modal 해석의 경우에, 고가교, 접속교, 사장교 주탑, 보강형, 케이블의 시공 단계별 동특성의 변화를 추정하였으며, 고가교에서는 모드해석을 통해 역추정한 구조계수를 정적재하실험 및 실험실에서의 Mold 시험결과와 비교하였으며 사장교 케이블에서는 케이블 댐퍼의 성능을 분석하였다. 또한 인천대교 보강형에서의 풍압분포를 계측하였으며, 풍압의 공간상관관계를 분석하였고, 풍하중 및 풍진동 특성을 분석하여 가속도 계측 결과와 비교하였다. 계측 및 분석 결과를 바탕으로 장대교량의 내풍성능을 확보하고 향상시키는데 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.619-622
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• 2011

케이블 정착구 검토를 위해서 사장교 전 체계를 모델링하는 것은 전체모델링 해석시 많은 노력과 시간이 요구되고 해석결과의 분석 또한 어려움이 많다. 따라서 문제가 예상되는 부분만을 국부 상세해석하여 구조적 거동을 정확히 파악하는 것이 필요하다. 케이블 정착부에는 여러 보강재들로 구성되어 있어 국부해석에 어려움이 있다. 따라서 실제와 가능한 한 근접하도록 모델링을 하고 전체 구조물의 거동을 국부 상세모델에 적적히 반영할 수 있도록 경계조건을 설정하는 것이다. 본 논문에서는 부산 지하철 4호선의 아치형 사장교를 국내 범용 구조해석 프로그램인 MIDAS/CIVIL을 이용하여 아치리브와 거더정착구 모델링을 실시하였다. 해석 후 해석의 타당성을 검토하고 정착부의 안전성을 확보할 수 있는지 검토 분석 하고자 한다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.9 no.2
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• pp.137-146
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• 2005

This study presents the shape iteration method and the updated Lagrangian methods to calculate the initial tension and the reference length of cables of cable-stayed bridges. The girders and towers of cable-stayed bridge are modelled as 3-dimensional frame elements and the cable as nonlinear truss element or Ernst's cable element. Compared with the initial tensions of cables by finite element method in this study and by trial-and error method in practices, the tensions by the former are shown to be a little less than the those by the latter. The reference lengths of cables by Ernst's cable elements are almost consistent with those of cables by nonlinear truss elements. And the reference length of cables in this study are almost consistent with the arc length of beam with the same initial tension. Therefore the reference lengths of cables in cable-stayed bridges are shown to be obtained simply by the theory of beam with the initial tension calculated in this study.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.22 no.1
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• pp.21-31
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• 2010

In this study, a technique that uses wireless impedance sensor nodes is proposed to monitor tensile force of structural cable. To achieve this goal, the following approaches were implemented. First, a wireless impedance sensor node was designed for automated and cost-efficient prestress-loss monitoring. Second, an impedance-based algorithm was embedded in the wireless impedance sensor node for autonomous structural health monitoring of structural cables. Third, a tensile force monitoring technique that uses an interface plate for structural cables was proposed to overcome the limitations of the wireless impedance sensor node such as its narrow-band measurable frequency ranges. Finally, the applicability of the wireless impedance sensor node and the technique that uses the interface washer were evaluated in a lab-scaled prestressed concrete (PSC) girder model with internal and external tendons for which several prestress-loss scenarios were experimentally monitored with the wireless impedance sensor nodes.