• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.128-134
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• 2016

교량관리시스템(Bridge Management System, BMS)을 활용한 교량의 생애주기 관리를 위해서는 교량의 부재별 보수보강 비용 산정이 필수적이다. 본 연구에서는 BMS에 적용 가능한 체계적인 유지관리 비용 모델의 개발을 위하여 교량을 구성하는 대표 부재를 정의하고, 대표 부재별 세부 및 대표 보수보강 공법을 도출하였다. 세부 보수보강 공법별 단가를 산정하기 위해 표준 품셈과 실적 공사비를 이용해 각 세부 보수보강 공법별 일위대가를 구성하고, 적산 프로그램을 활용하여 보수보강 단가의 갱신이 용이하도록 체계적인 절차를 제시하였다. 또한 세부 보수보강 공법별 단가와 적용 빈도를 고려해 가중 평균 형태로 대표 보수보강 공법의 평균 단가를 산정하였다. 도출된 평균 단가를 기존의 실적 비용 단가와 비교 검증하여 적정성을 검토하였다. 제안된 평균 보수보강 비용 단가는 교량 유지관리 계획 수립 단계에서 요구 예산의 타당성을 검증하거나 보수보강 실적 비용의 적정성을 검토하는 데 활용될 수 있다. 본 연구를 통해 유지관리 비용 정보의 신뢰도와 의사결정의 합리성을 증진시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.533-542
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• 2016

교량의 유지관리 비용은 교량 건설 후 주기적으로 발생하게 되며 교량의 상태, 환경 조건 등 여러 요인들이 복합적으로 고려되어야 한다. 개축은 유지관리 단계에서 발생하는 조치 중 가장 최종적이며 대규모 비용이 투입되는 조치로서 교량 유지관리 의사 결정 지원을 위해서는 기본적인 개축 비용 산정 모델의 수립이 필수적이다. 본 연구에서는 교량의 개축 비용 산정을 위한 회귀 모델을 개발하였다. 이를 위해 교량관리시스템(Bridge Management System) 데이터베이스(database) 상의 교량 기본 제원을 분석하여 교량 형식별, 구성 요소별 대표 표본과 주요 영향 인자들을 정의하였다. 각 표본별 비용 산정변수를 고려하여 내역 작업을 수행하였다. 비용 산정 변수에 따른 대표 표본의 적산 결과를 회귀분석하여 상부구조, 하부구조, 기초 등의 신설 비용과 가교 설치 비용, 해체 폐기 비용에 대한 비용 모델을 도출하였다. 개발된 비용 모델을 활용하여 공용 중인 교량 형식별 개축 비용을 도출하고 단가를 산출하여 기존 문헌과의 비교 검토를 수행하였으며, 유지관리 의사결정에 효과적으로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.131-142
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• 2007

생애주기비용을 고려한 교량의 설계 및 유지관리에 있어서, 점검진단, 보수보강 등에 소요되는 직접적인 비용뿐만 아니라 간접적인 비용인 도로이용자비용은 중요한 비용항목으로 고려되고 있다. 직접비용과 비교하여 상대적으로 추정이 곤란한 도로이용자비용의 추정을 위하여 우회도로의 효과를 고려한 이용자지연비용과 차량운행비용의 정식화를 수행하고, 시간지체에 따른 도로이용자비용의 추정을 위한 회귀모델 개발을 위하여 교통해석과 회귀분석을 수행하였다. 개발된 회귀모델을 생애주기 비용 및 성능 기반 유지관리 전략 수립에 적용하여 도로이용자비용이 생애주기분석에 미치는 영향을 분석하고, 개발된 모델의 적용성에 대해서 고찰하였다. 도로이용자비용은 생애주기분석에 기초한 유지관리전략수립에 큰 영향을 미치며, 개발된 회귀모델은 교량의 도로이용자비용의 추정에 실용적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권3호
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• pp.569-584
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• 2016

This paper presents a method for stochastic modelling of fatigue crack growth and optimising inspection and maintenance strategy for the structural members of steel bridges. The fatigue crack evolution is considered as a stochastic process with uncertainties, and the Gamma process is adopted to simulate the propagation of fatigue crack in steel bridge members. From the stochastic modelling for fatigue crack growth, the probability of failure caused by fatigue is predicted over the service life of steel bridge members. The remaining fatigue life of steel bridge members is determined by comparing the fatigue crack length with its predetermined threshold. Furthermore, the probability of detection is adopted to consider the uncertainties in detecting fatigue crack by using existing damage detection techniques. A multi-objective optimisation problem is proposed and solved by a genetic algorithm to determine the optimised inspection and maintenance strategy for the fatigue affected steel bridge members. The optimised strategy is achieved by minimizing the life-cycle cost, including the inspection, maintenance and failure costs, and maximizing the service life after necessary intervention. The number of intervention during the service life is also taken into account to investigate the relationship between the service life and the cost for maintenance. The results from numerical examples show that the proposed method can provide a useful approach for cost-effective inspection and maintenance strategy for fatigue affected steel bridges.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.130-137
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• 2017

교량의 목표 수명 동안 통행 안전성을 유지하기 위해서는 적정한 보수보강 예산의 확보와 확보된 예산의 합리적인 배분이 필요하다. 기존의 단순 교량 규모 기반 예산 배분 방식을 개선하여 다양한 영향인자를 고려한 합리적인 예산 배분 결정 체계를 제안하였다. 전체 교량을 하위 관리주체별로 일정한 관리 수준이 확보되도록 교량의 보수보강 예산을 적정하게 배분하기 위하여 과거 보수보강 이력에 기초한 조치율 모델과 단위 비용 모델을 개발하였다. 제안된 모델을 이용하여 관리주체별 적정 예산 배분 비율 결정 방법을 제안하고 사례 분석을 수행하였다. 교량의 보수보강 예산 배분의 영향 인자로 교량 규모뿐만 아니라 종별 현황과 현재 안전등급, 공용년수가 고려되어야 적정 예산 배분이 이루어지는 것으로 나타났다. 개발된 방법을 활용하여 관리 주체별 예산 소요를 명확하게 반영한 예산 분배를 시행함으로서 불필요한 예산 낭비를 방지하고 예산 배분의 합리적인 근거를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.574-580
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• 2005

Recently, the number of bridges and tunnels in railway is increasing due to the super high-speedy of train. Also, because of successively accidents of civil structures such as bridges and dams, the importance of maintenance become influential. The purpose of this study is to show the probabilistic life cycle cost analysis technique(PLCC) of the railroad bridge as pubic-infrastructures, and reasonably to indicate the economy in life cycle cost(LCC) through a case study. Rationally for life cycle cost analysis, the data gathered through many materials considered the uncertainty such as covariance. As a result, it is indicated that prestressed concrete bridge is pretty more cost-effective during life-cycle than preflex as well as steel box bridge. In future, if the construction of database and maintenance materials for railroad infrastructure is actualized, the life cycle cost analysis for railroad can be conducted easily and practically.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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• pp.387-390
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• 2008

The importance of the life cycle cost analysis for construction projects of bridge has been recognized over the last decades. Accordingly, theoretical models, guidelines, and supporting softwares have been developed for the life cycle cost analysis of bridges. However, it is difficult to predict life cycle cost considering uncertainties precisely. This paper presents methodology for optimal design of substructure for a steel box bridge. Total life cycle cost for the service life is calculated as sum of initial cost, damage cost considering uncertainty, maintenance cost, repair and rehabilitation cost. The optimization method is applied to design of a bridge substructure with minimal cost, in which the objective function is set to life cycle cost and constraints are formulated on the basis of Korean Bridge Design Specification. Initial cost is calculated based on standard costs of the Korea Construction Price Index and damage cost on the damage probabilities to consider the uncertainty of load and resistance. An advanced first-order second moment method is used as a practical tool for reliability analysis using damage probability. Maintenance cost and cycle is determined by a stochastic method and user cost includes traffic operation costs and time delay costs.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2A호
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• pp.223-231
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• 2008

이 논문에서는 교량의 유지보수비용을 최소화할 뿐만 아니라 교량의 성능을 동시에 최대화할 수 있는 새로운 유지보수계획법을 제시한다. 교량 수명연한 동안의 유지보수비용과 교량의 바닥판, 주형, 하부구조의 상태등급으로 표현되는 교량의 성능을 동시에 최적화 하는 다목적 최적화 문제를 구성하여 최적의 유지보수계획을 수립한다. 다목적 최적화문제의 해를 얻기 위한 수치해석 방법으로 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 사용하고, 다목적 최적화방법을 적용하여 얻어진 여러 개의 해집합 중 최적해의 선택을 위한 의사결정(decision making)을 위해 선호도기반 최적화방법을 적용한다. 일반적인 5경간의 PSC I형 교량에 대한 수치예제를 통해, 이 연구에서 제안하는 방법이 유지보수비용 및 교량성능간의 균형 있는 최적화를 이룰 수 있음을 보인다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권2호
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• pp.267-275
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• 2023

최근 30년 이상 노후화된 국내 인프라의 증가로 한정된 예산 내에서 인프라 유지관리를 위한 정확한 유지관리 비용산출과 그에 따른 적절한 예산분배의 중요성이 증대되고 있다. 이에 본 연구에서는 콘크리트 교량의 대표적인 결함과 이에 대한 보수보강 공법들을 매칭하고 유지보수에 필요한 비용을 산정하였다. 표준품셈과 BMS (Bridge Management System) 데이터 분석을 통해 교량의 보수보강 공법을 분류하였으며, 결함의 위치와 종류, 크기에 따라 결함-공법을 매칭하였다. 그리고 표준품셈을 기준으로 단위당 작업량과 물량을 계산하여 노무비, 경비, 재료비를 구분하여 산출하였다. 서울시 교량 유지보수 내역서와 비교를 통해 평균 예측 정확도가 85.1 %가 나왔으며, 결함의 간단한 조건을 통해 유지보수 비용을 파악할 수 있다. 향후 현장 조건을 고려한 장비 및 야간작업 여부를 추가하여 더 높은 유지보수 비용을 파악할 수 있을 것으로 기대된다.