• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.141-152
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• 2007

극한하중을 견딜 수 있도록 설계된 구조물이라도 내재된 확률변수의 불확실성 때문에 구조물의 응답특성을 평가하는데 있어서 기존의 결정론적 방법에 비해 확률유한요소법을 이용하는 것이 보다 합리적일 것이다. 따라서 본 연구에서는 실제 시공된 사장교를 대상으로 확률변수가 교량의 안전성에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위해 민감도 분석을 수행하였다. 초기형상해석을 수행한 후, 확률유한요소해석 및 민감도 분석과정의 효율성을 위해 섭동법을 이용하여 해석프로그램을 개발하였다. 개발된 해석프로그램의 정확성은 몬테카르로 시뮬레이션 방법에 의한 해석프로그램을 개발하여 검증하였다. 각각의 확률변수의 변동계수에 따른 대상 사장교의 응답에 대한 민감도 분석을 수행한 결과, 외부하중에 의한 영향이 지배적인 것을 확인할 수 있었다. 부재강성 및 케이블의 긴장력 등도 부재에 따라 큰 영향을 나타내므로, 구조물 설계 시 개발된 프로그램이 안전성 확보에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.403-415
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• 2014

최근, 기후변화에 따른 하절기 기온 상승으로 인하여 전력사용량이 급증하고 있다. 이에 따라 발전시설이 새로 준공되고 있으며, 생산된 전기를 도심지로 송전할 초고압 송전선로 시설의 필요성이 증가하고 있다. 쉴드 TBM을 이용한 기계화 터널 굴착공법은 기존의 재래식 공법에 비해 지반 침하와 지반에 전달되는 진동을 최소화 할 수 있는 장점이 있다. 도심지에서의 전력구터널 굴착을 위한 쉴드 TBM 공법이 증가함에도 불구하고, 전력구 쉴드 TBM 터널의 거동 분석에 관한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 파쇄대를 포함하는 복합지반에서 파쇄대 너비, 각도에 따른 전력구 쉴드 TBM 터널의 거동 특성을 분석하고, 인터페이스 요소를 적용한 파쇄대와 연속체로 모델링한 파쇄대의 거동 특성을 비교하고자 한다. 쉴드 TBM을 이용한 터널 굴착은 3D FEM을 이용하여 시뮬레이션 하였다. 파쇄대의 방향과 크기의 변화에 따라 세그먼트 라이닝에 작용되는 축력, 전단력, 휨 모멘트를 검토하고 지표면에서의 연직변위를 분석하였다. FEM 해석으로 얻어진 결과와 안정성 분석에 기초하여, 전방의 파쇄대를 예측하여 터널 구조물의 안정성을 확보할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.55-65
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• 2006

이 논문에서는 캔틸레버 공법으로 시공되는 대칭형 강 사장교의 폐합해석법을 제안한다. 폐합시공 전에는 폐합단면 양쪽에서 두개의 독립적인 구조계가 성립되기 때문에 폐합단면에 적절한 단면력을 가해 주어야만 폐합단면에서 수직 처짐과 회전각에 대한 적합조건을 만족시킬 수 있다. 그러나 실제 시공에서는 폐합단면에 단면력을 재하하는 것이 거의 불가능하기 때문에 시공 중에 실제로 교량에 재하할 수 있는 외력에 의하여 적합조건을 만족시켜야 한다. 이 논문에서는 몇 개 케이블의 무응력 길이와 데릭 크레인의 인양력을 조정하여 적합조건을 만족시킬 수 있는 해석 방법을 제안한다. 적합조건식은 케이블의 무응력 길이와 크레인 인양력에 대하여 비선형이므로 Newton-Raphson 방법에 의하여 반복적으로 푼다. 케이블 부재는 탄성현수선 요소를 사용하여 모델링하였고, 주탑과 거더는 일반적인 3차원 뼈대요소를 사용하여 이산화하였다. 교량의 케이블 무응력 길이와 인양력에 대한 변위 민감도는 평형방정식을 직접 미분하여 계산하였다. 주어진 신뢰도 구간에서 시공 오차를 예측하기 위한 몬테-카를로 모사법을 제안하였다. 제안된 방법을 제 2 진도대교의 폐합시공에 적용하여 그 타당성과 효율성을 검증하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.55-60
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• 2004

In this study, the configuration and tension of a towing cable for side-scan sonar are predicted in an ambient flow and at an unsteady towing condition. The governing equation of three-dimensional dynamic analysis for a flexible cable is solved using a finite difference method. We successfully predict the configuration and tension of a side-scan sonar and designed the towing system. It is found in static analyses that the side-scan sonar must be towed to keep a its stable depth at a reasonable speed. The study also reveals in the transient analyses that the dominant component affecting the top tension is the tangential drag force for the larger towing speed than the critical speed, and the self weight of a towed instrument for the smaller towing speed than. It should be maneuvered for a towing vessel with good consideration for the impact effect in a cable due to tension peak when a towing speed is suddenly increase. The developed program can be applicable for three-dimensional dynamic analysis of a towing system for various marine survey instruments.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.650-654
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• 2007

유도전동기는 전기차량의 주요 동력원으로 광범위하게 사용되고 있으며, 유도전동기의 속도제어에 펄스변조 방식을 이용한 인버터의 사용이 증가하고 있다. 본 논문에서는 유도전동기의 인버터 구동시 발생하는 과도전압에 대해 연구하였다. 전원 케이블의 길이에 따른 과도전압의 크기를 측정하였으며, 시간변화율과 운전주파수에 의한 영향을 분석하였다. 실험결과, 케이블의 길이가 길어짐에 따라 과도전압의 최대값이 증가하였으며 50m 케이블에서 과도전압의 크기는 최대 3.3PU까지 측정되었다. 이러한 현상은 진행파의 반사와 투과에 의해 발생하며, 유도전동기의 인버터 구동시 케이블의 길이에 따른 과도전압의 영향을 고려하여 유도전동기의 절연을 설계해야 할 것이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.478-484
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• 2019

용수 파력발전소의 해저케이블이 단락되는 사고가 2014년 겨울에 발생했다. 그 원인을 밝히기 위해서 재현기간 50년 이상의 고파랑 발생 가능성과 케이블 보호공의 설계중량 과소 산정 여부를 검토하였다. 기상청에서 운용하는 부이의 관측자료와 파랑추산자료를 검토하여 겨울동안 발생한 고파랑의 재현기간을 살펴보았다. 케이블 보호공의 설계중량을 검토하기 위해서 항만 및 어항 설계기준 뿐만 아니라 파의 입사각이 큰 경우의 연구결과를 참조해서 직접 안정중량을 계산하였다. 분석 결과, 2014년 겨울동안 재현빈도 50년 이상의 고파랑은 발생하지 않았으며, 경사지게 입사하는 파랑에 대한 케이블 보호공의 중량이 부족해서 보호공이 이탈한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.727-735
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• 2006

본 논문에서는 선행논문(김 등, 2005)을 확장하여 다절점 케이블요소를 포함하는 보-기둥 요소의 기하학적 비선형성에 대해서 논의하기로 한다. 먼저 이를 위해서Hermitial 다항식을 형상함수로 채택하고 보-기둥요소의 2차 효과를 포함하는 접선강도행렬에 다절점 케이블-트러스 요소에 대한 접선강도 행렬을 추가하여 전체좌표계에 대한 접선강도행렬을 구성하고 하중증분법에 의한 유한요소 해석과정을 제시한다. 이렇게 새로이 개발된 다절점 케이블-트러스 요소를 포함하는 뼈대 구조물의 기하학적 비선형성과 그 타당성을 검증하기 위하여 IPS(Innovative Prestressed Support) 시스템의 기하학적 비선형 해석을 실시하고 이의 결과를 선형탄성해석의 결과와 비교한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.121-125
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• 2018

본 연구에서는 음향 방출 기법을 사용하여 강연선(7-wire strand)의 손상을 감지하기 위한 기초 실험을 수행하였다. 강연선은 주로 교량에 추가적인 인장력을 제공하기 위해 널리 사용되는 건설 자재이다. 프리스트레스 교량 또는 사장교가 대표적인 경우이다. 그러나 교량 노화가 급격히 진행되면서 강연선 부식 문제가 대두되고 있다. 이러한 이유로 케이블 점검을 위한 다양한 비파괴 방법이 연구되고 있고 현장 적용이 시도되고 있다. 비파괴 방법 ??중 하나인 음향 방출 기법은 케이블 손상 및 파단을 감지하는 효과적인 기술로 알려져 있다. 본 연구에서는 음향 방출 기법의 교량에 대한 적용 가능성을 평가하기 위해 강연선의 손상에 따른 음향 방출 신호 특성을 인장 실험을 분석 하고, 현장 적용을 위한 최적 센서 주파수 타입을 선정하였다. 결과적으로, 음향 방출 기법을 활용하여 향후 교량 케이블의 부식 파단 및 파단 징후를 감지 할 수 있다고 여겨진다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.1-11
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• 2006

이 논문에서는 에너지 소산장치가 장착된 사장교의 지진 취약도 해석 방법을 제시하고 에너지 소산장치의 장착 및 주탑-보강형 연결 조건에 따른 지진 취약도 변화를 살펴본다. 입력지반운동, 에너지 소산장치 특성값 및 사장교 강성 모형에 확률 변수를 도입하여 불확실성을 고려하고 에너지 소산장치의 비선형 이력거동을고려하여 시간이력 해석을 수행한다. 해석결과의 회귀분석을 통한 최대 응답과 입력지반운동 세기(intensity) 사이의 관계식으로부터 취약도 해석을 위한 소요 역량(demand)을 수립한다. 역량(capacity)에 해당하는 한계상태는 주탑 하부의 전단력, 보강형의 교축방향 변위, 케이블 장력의 변동량 그리고 강주탑의 좌굴이 고려된다. 해석 예제로서 강주탑 사장교인 제 2 진도대교 모형에 대하여 취약도 해석을 수행하였다. 취약도 해석결과 에너지 소산장치의 사용을 통하여 구속 또는 비구속 연결조건시 높은 손상확률을 보이던 한계상태에 대하여 그 손상확률을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.147-160
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• 2007

사장교 가설 시 태풍에도 내풍안정성을 확보할 수 있도록 내풍케이블 가설공법에 대한 심도 있는 실험을 수행하였다. 주경간이 각각 475m, 230m인 강합성 사장교에 대하여 가설단계별로 내풍케이블의 배치를 다양하게 적용하여 동적 풍하중이 가설 중 사장교에 미치는 영향을 전교모형실험을 통해 검토하였으며 이를 위해 풍속 별로 캔틸레버 단부의 정적 및 동적 변위, 주탑상부의 가속도 그리고 주탑 하단부의 교축방향 휨모멘트를 산정하였다. 연구 결과 캔틸레버 당 두 세트의 수직 내풍케이블이 가장 효과적인 제진대책임을 알 수 있었다. 캔틸레버 한 쪽 길이가 약 105m인 경우 한 세트의 수직 내풍케이블도 상당한 제진효과를 발휘하였으며 캔틸레버 길이가 200m 이상의 경우 수직케이블과 우물통 경사케이블이 조합된 경우와 캔틸레버 당 두 세트의 경사 내풍케이블도 좋은 제진방안으로 판단된다. 우물통 상단에 연결되는 경사케이블은 캔틸레버 단부 부근에 설치된 경우에만 어느 정도 제진효과가 나타났다.