• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.48-51
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• 2011

사장교에서 케이블은 하중을 지지하는 주요 부재로, 케이블 장력은 사장교의 건전성과 안전도 평가에 있어서 매우 중요한 변수이다. 케이블 장력을 추정하기 위한 대표적인 방법으로는 로드셀을 이용한 직접법과 진동 계측 자료를 이용한 간접법 등이 있으며, 최근에는 자기장-응력 관계를 이용한 EM(Elasto-Magnetic) 센서 측정법이 개발되어 케이블 장력 추정에 적용되었다. 본 논문에서는 세 가지 장력 추정 기법을 실제 시공중인 사장교에 적용하여, 그 성능을 상호 비교하였다. 본 연구는 한국의 KAIST와 미국 Northeastern 대학교의 공동연구로 수행되었다. 대상 교량은 부산 화명동과 김해 초정리를 연결하기 위해 현재 건설중인 화명대교이다. 화명대교의 교량 형식은 2주탑 콘크리트 사장교 (주탑 경간장 270m, 총 사장교 구간장 500m)이며, 사장재로는 MS (Multi-Strand) 형 케이블이 사용되었다. 실험 당시 화명대교는 중앙경간의 폐합 후 선형관리를 위한 장력조정작업을 수행하였으며, 케이블 재긴장시의 정확한 장력관리를 위하여 로드셀을 이용한 Lift-off test방법으로 케이블의 장력을 측정하였다. 이와 동시에 두 개의 케이블을 대상으로 진동 가속도 센서와 EM 센서를 설치하고 장력 계측을 수행하였으며, 재긴장 단계별 장력 변화치를 지속적으로 계측하였다. 계측된 결과를 바탕으로 케이블 장력 추정 기법의 정확성 및 실교량에서의 활용성을 비교하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.14-17
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• 2009

본 연구에서는 장대교량에서 케이블의 장력을 간편하게, 그리고 자동적으로 추정할 수 있는 저비용 무선장력계측시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 크게 비용이 저렴하고 설치 및 관리가 용이한 무선 기반 하드웨어와 케이블에서 계측된 가속도 데이터로부터 장력을 자동으로 추정하여 주는 내장 (Embedded) 자동화 소프트웨어로 구성된다. 저비용 무선 기반 하드웨어는 연산능력을 가진 무선계측유닛과, 계측 신호개선을 위한 신호처리보드, 그리고 상용 MEMS 가속도계로 구성되었으며, 내장 자동화 소프트웨어는 계측된 신호의 주파수 분석을 위한 FFT 모듈, 케이블의 푸리에 스펙트럼으로부터 고유진동수를 자동으로 추출하기 위한 자동 피크 추출(Peak-picking) 알고리즘 모듈, 그리고 추출된 고유진동수를 활용하여 케이블의 장력을 추정하는 진동법 모듈로 구성되었다. 개발된 시스템의 검증을 위하여, 사장교의 케이블 축소모델을 제작하고 케이블 모델에 다양한 장력과 새그를 주어 진동실험을 수행하였다. 실험 결과, 개발된 시스템은 케이블 모델의 주파수응답스펙트럼으로부터 고유진동수를 정확하게 추정하였으며, 장력과 새그의 크기에 상관없이 매우 정확한 장력을 추정하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.416-417
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• 2008

맨홀 설치간격과 설치장소선정은 케이블 포설장력과 관계가 깊다. 케이블 포설장력은 맨홀의 설치위치와 경간에 의해 이미 정해지기 때문이다. 맨홀경간이 길어지면 설치개소가 적어져 공사비가 절감이 되기 때문에 경제적인 이점이 있지만 반대로 케이블에는 포설장력이 반비례하게 증가하게 된다. 케이블의 수명을 오래동안 유지하기 위해서는 케이블에 적당한 장력이 걸리게 해야 하고 경제적인 측면에서도 경간을 증가시켜야 되는 상황에 처하게 된다. 설계자는 이에 경제적이고도 안정적인 지중배전선로를 구성하기 위해서는 반드시 케이블 포설장력을 계산하여 설계에 반영하여야 한다. 본고에서는 유형별로 케이블 포설장력을 계산하는 방법을 기술하였고 포설장력 산출결과에 따라 경제적인 맨홀설치 방안을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.295-311
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• 2021

본 연구에서는 사장교 케이블에 대한 장력계측장치의 현장적용성에 대한 실험을 수행하였다. 사장교 케이블의 장력을 추정하기 위해서 진동법을 이용하였으며 대상교량에 대해서 케이블의 가진을 통해서 모드특성을 분석하였고 케이블의 장력을 추정하기 위한 계측장치로는 GTDL360, NI Module, 9 Axes Motion Sensor등을 적용하였고 5개의 대상교량에 대해서 상기 계측장치들을 이용하여 케이블의 모드특성을 분석하여 케이블장력측정실험의 적정성을 평가하고 케이블의 장력을 추정하였다. 또한 5개의 대상교량에 대해서 수치해석을 실시하여 케이블의 고유진동수 및 케이블장력을 해석하였다. 현장 계측결과에 의한 케이블의 추정장력과 수치해석에 의한 케이블의 추정장력을 비교하여 현장계측방법의 적정성을 판단하였으며 분석결과 현장 계측에 의한 케이블의 계측장력과 해석에 의한 추정장력은 오차범위내에 있어서 상기 계측장치들을 현장에 적용하여도 무방할 것으로 판단된다. 현장실증교량의 가속도 기반의 케이블 추정장력과 수치해석에 의한 해석장력과의 값을 비교분석한 결과 값이 허용범위 내로 가속도 기반의 케이블 추정장력값은 적정한 것으로 판단된다. 또한, 현장적용성 분석결과 센서의 설치위치 및 기상조건의 제한 등 계측장치의 한계점이 존재하므로 추후 케이블 스마트 장력계측시스템에 관한 지속적인 후속연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.562-563
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• 2011

초고압케이블을 관로식으로 포설할 경우 케이블 포설장력이 증가함에 따라 측압은 커지게 된다. 측압은 지중관로 내 케이블 포설시 도르래 및 굴곡부에서 발생하는 관로 내면과 케이블 사이의 압력을 의미하며, 단심배열의 경우 곡률반경과 장력에 의존한다. 케이블의 측압을 정확하게 알고 안전성에 기초하여 장경간 포설을 한다면, 케이블 포설 시 긴 케이블 조장에 따라 접속함과 굴착개소의 감소로 이어지기 때문에 원가절감 뿐 아니라 공기 단축 차원에서도 큰 역할을 할 수 있다. 그러나 현재 케이블 측압은 포설 장력을 이용하여 계산되기 때문에 실제 측압과 오차가 발생할 수 있으며, 정확한 장력을 케이블에 인가하는것 또한 어려운 일이다. 따라서 본 논문에서는 케이블 포설시 발생하는 측압을 작용시키며, 장력을 케이블에 정확히 인가할 수 있는 측정기기 개발에 관한 내용을 정리하였다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2002년도 학술대회지
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• pp.174-179
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• 2002

케이블로 지지되는 제주월드컵경기장의 지붕구조물이 구조적으로 안정한 거동을 하기 위해서는 케이블의 시공시 구조설계자가 요구하는 정확한 초기장력을 케이블에 부여해야 한다. 본 연구에서는 케이블의 시공을 위하여 장력도입 절차와 절차에 따른 장력의 계산을 기하학적 비선형을 고려한 유한요소해석을 통하여 수행하여 그 유효성을 평가하고 적용하였다. 지붕구조물을 지지하는 케이블에 장력을 도입하는 작업은 정확한 장력의 계산뿐 아니라, 각 작업을 진행 중 구조적으로 안정성을 확보해야 하며, 작업공정을 최소로 줄이고 후속공정에 영향을 미치는 요인을 분석하여 최소한 공기와 효율적인 장비의 운용되도록 계획하여야 한다. 본 연구에서는 현장의 여건과 기술적 오류를 보완하기 위한 작업 절차의 변경 등을 고려하여 제주월드컵경기장의 지지케이블의 장력을 허용오차범위내에서 조정할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.93-100
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• 2014

본 연구는 교량의 상시계측자료인 고유진동수 및 고유모드를 기준으로 계측기반모델을 구성하고, 구조해석을 수행하여 교량 공용상태에서 사장케이블 장력평가를 수행하였다. 케이블 설치 위치에 따라 하중유형별 케이블 장력이 다르다는 것을 알 수 있다. 고정하중과 활하중에 의한 케이블 계측장력은 케이블 설치위치에 따라 차이가 크지 않으나 설계하중을 적용한 해석결과보다 큰 값을 나타낸다. 계측기반모델에 대한 케이블장력분포는, 설계모델에 대한 장력보다 크지만, 계측장력과 유사한 분포를 나타낸다. 그러므로 장기거동을 고려하여 사장교 케이블설계는 계측기반모델의 해석결과를 반영할 필요가 있다. 이를 위하여 많은 계측자료를 이용한 장기거동 분석연구가 요구된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.418-419
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• 2008

관로에 케이블을 포설할 때에는 최대포설장력(Maximum Pulling Tension Factors)과 허용측압(Sidewall Bearing Pressure)이 고려되어야 한다. 최대포설장력은 케이블의 무게와 관로의 마찰계수에 의해 계산이 되고 관로의 경간에 의해 변화하게 된다. 측압은 관로의 곡률반경, 포설장력, 케이블 무게 등과 직접 관련이 있다. 관로의 곡률반경은 현장에서 도로의 길이와 현의길이, 호의 높이 등을 측정하여 구하기도 하고 도면상에서 계산에 의해 구하기도 한다. 곡률반경과 포설장력, 측압의 관계성을 비교해 보면 포설장력은 곡률반경의 영향을 거의 받지 않지만 측압은 곡률반경의 영향을 크게 받는다. 허용측압이상의 측압이 굴곡부에서 관로와 케이블사이에 발생하면 관로와 케이블이 손상되기 때문에 관로 설계시에는 측압을 반드시 고려하여야 된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2452-2454
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• 2000

현재, 전차선의 트롤리선을 설치하는 것은 수작업에 의해 행해지고 있어 작업의 효율화와 함께 최적의 장력제어가 필요하다. 케이블을 새롭게 가설하는 장치는 케이블을 릴에 감아 올릴 필요성은 거의 없기 때문에 케이블을 풀어주는 속도와 로드셀에 의해 장력을 검출하고 장력을 발생하는 하드웨어 구성방법을 연구하는 것이다 본 연구는 현수형 케이블(Catenary Cable)의 동적 모델링을 작성한다. 이 시스템에 대하여 교류서보 전동기를 이용한 장력 발생장치를 모델링한다. 현수형 시스템의 장력계측 장치는 하중변환기(load cell)를 사용하고 수학적 모델링을 행한다. 장력계측 장치에 관해서 스프링 저울을 이용해 출력을 비교 검토한 결과, 인장력을 계측하는 장치로서의 유효성을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.113-120
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• 2008

본 연구는 케이블의 초기길이를 조절하여 케이블 배치가 끝난 후 발생한 장력과 목표장력을 서로 일치시킬 수 있는 초기길이 수정법을 제시하였다. 케이블 지지교량에 대해 정확한 초기길이를 결정하기 위하여 본 연구는 탄성현수선 케이블 요소를 사용하였다. 검증 예제를 해석한 결과 목표장력에 따라 이를 만족하는 초기길이를 결정할 수 있었고 케이블 교량에 대해서도 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 초기길이를 수정하는 본 연구의 방법을 이용하면 목표장력을 도입할 수 있을 것으로 판단된다.