• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2006년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.467-470
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• 2006

모든 건설공사의 기초를 이루는 토공사는 건설기계의 사용으로 오늘날까지 많은 발전을 이루어 왔으나, 공기단축 및 원가절감에 있어 중요한 요소인 토공장비의 적정한 조합시공방안이 체계적으로 정립되어 있지 않고 경험에 의존하여 수행되는 상태로 관련분야에 대한 체계적인 연구가 필요한 실정이다. 합리적인 기계화 토공은 공사에 투입될 장비의 성능 및 특성, 공사의 종류, 규모 및 주위의 여건 등을 사전에 철저히 파악해야 하며, 사용 가능한 몇 가지 규격의 장비를 선정하여 최적조합시공을 계획해야 한다. 이에 본 연구에서는 시스템 다이내믹스 기법을 활용하여 토공작업의 여러 단계 중 기계화 토공장비의 굴착 후 적재 및 운반단계를 대상으로 토공장비의 최적조합시공에 의한 토공량 산정 모형을 구축한다. 이 연구의 결과로 도출되는 토공장비의 최적조합시공모형은 토공계획을 담당하는 관리자가 토공장비의 선정에 있어 최단시간에 합리적인 판단을 하게 해줄 것으로 기대된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제12권2호
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• pp.152-160
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• 2012

건축공사의 선진화는 시공기술과 함께 재료의 성능향상이 동반되어야 한다. 특히 습식공사의 경우 인력에 의한 의존도가 높고, 재료 사용의 다양화가 미진한 대표적인 공정이라 할 수 있다. 이와 같은 마감 모르타르 공사에서 품질 및 시공의 선진화를 위한 다양한 모르타르 재료에 대한 물리적 특성 시험을 통하여 비교·확인함으로 향후 습식 미장공사의 다양한 재료 적용과 기계화 시공을 넘어 친환경 기능성 재료의 사용까지 발전될 수 있도록 제안해 보았다. 특히 공장생산 제품인 건조시멘트 모르타르 제품을 기준으로 기계화 시공이 가능한 수지플라스터와 친환경 석고플라스터의 사용 확대를 위한 각 재료의 품질 특성에 관한 연구를 통해 마감 모르타르 공사의 다양화와 선진화 방향을 제시하였다. 그 결과 압축강도의 경우 시멘트를 기본으로 하는 재료에서는 초기 양생조건이 품질 확보에 가장 중요한 관리 항목임을 다시 한번 확인할 수 있었으며, 마감 모르타르의 작업 후 균열 안정성에 영향을 주는 길이변화의 경우 석고플라스터가 가장 우수한 결과를 나타냈으며, 최종 응결이 빠르게 나타남으로 후속 공정을 보다 빨리 진행할 수 있어 공기단축에도 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.421-435
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• 2017

최근 국내 지상 구조물의 포화 및 파이프 라인 시설 과밀화 현상과 난개발로 인해 지상 구조물의 대안으로 지하 구조물에 대한 개발이 지속적으로 요구되고 있다. 도심지 인프라 구축을 위한 NATM 터널 공사에 발생하는 진동 및 소음 문제를 예방하기 위해 기계식 터널 공법인 쉴드 TBM 공법의 기계화 터널 시공이 증가하는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 기계화 터널의 직선 시공과 급곡선 시공 시 쉴드 TBM의 구조적 안정성을 위한 쉴드 TBM 추력에 대한 중절잭, 쉴드 잭, 스킨 플레이트의 구조적 안정성 기술에 대해 연구하였다. 시공 사례 및 쉴드 TBM의 작동원리를 이론적 접근 방법으로 검토, 분석한 결과, 쉴드 TBM의 직선 및 급곡선 시공시 주요 인자에 의해 커터헤드의 회전력, 중절잭, 쉴드 잭에 대한 추력 및 커터헤드의 여굴량이 중요한 것으로 나타났다. 또한 굴진 내부 작업자의 안전 및 장비의 원활한 작동을 위해 스킨 플레이트 구조의 안정성 확보는 매우 중요 사안이므로 이번 연구를 통해 장비의 일반적인 구조 및 구성을 검토하여 직선 및 급곡선 시공 시 스킨 플레이트 구조에 미치는 주요 인자 및 구조 안정성을 실험적인 시뮬레이션 수치해석을 통해 검토하였다. 이에 직선 및 급곡선 시공 시 작용 되는 가상의 토질을 선정하여 중절잭의 하중을 비교 검토 하여 스킨 플레이트의 구조 안정성을 평가하고 형상을 최적화 하였다. 현재 국내 시공 중인 쉴드 TBM 타입의 구조 및 작동 방식이 매우 유사하므로, 추후 국산화 기술 개발 및 신규 장비 개발과 쉴드 TBM의 취약부 및 안정성을 검토하는데 기여 할 것으로 기대된다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.3-10
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• 2018

근래에 공사의 대형화, 복잡화 등으로 인해 기계화시공은 보편화되었으며, 건설기계는 성공적인 시공을 위한 주요소이다. 그러나 건설기계가 차지하는 비중이 높아지고 있음에도 불고하고 건설기계의 작업능력에 대한 분석은 미미한 실정이다. 또한 현재 품셈에서 모든 건설기계에 대한 기준이 정의되어 있지 않음으로 인해 시공계획 시 작업자에 따라 공사기간을 자의적으로 적용하고 있어 실제 시공 간 공사기간이 부족하여 돌관작업이나 공기지연이 발생된다. 따라서 본 연구에서는 PRD공법에서 사용되는 항타기의 천공작업 공사기간을 기존 방법보다 정확하게 산출할 수 있도록 작업일보를 현장 실사를 통해 천공시간 데이터를 수집하여 항타기의 천공 작업 소요시간을 산정하는 식을 정립하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 천공작업의 정확한 공사기간을 산정한다면 공사기간이 부족하여 발생하던 돌관작업이나 공기지연을 방지할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.153-166
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• 2017

최근 건설공사는 개선된 건설장비의 투입과 기계화 시공에 적합한 시공법을 적용하여 경제적인 시공을 추구하고 있다. 하지만 많은 경우에 공사관리자의 직관과 전통적인 방식으로 건설장비를 운영함으로써 생산성 및 경제적 측면에서 효과를 증대시키지 못하고 있는 실정이다. 최근의 각종 건설장비의 성능은 급속도로 발전되고 있지만 기계화 시공을 위한 관리방법 및 운영방법이 뒷받침되지 않는다면 기계화 시공으로 인한 효과를 최대한으로 누리지 못하게 된다. 전문가 설문에 따르면 전통적인 건설장비 운영방법의 문제점은 공종에 적합하지 못한 건설장비의 투입과, 실시간 작업상황을 반영하지 못하는 건설장비의 조합, 건설장비 운전자의 숙련도 저하와, 필요한 작업정보의 실시간 이용불가로 나타났다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 건설장비 운영시스템을 제안하고자 한다. 건설장비 운영시스템은 현장상황을 고려하여 필요할 때마다 건설장비 할당계획을 수립하고 이러한 정보를 실시간으로 건설장비 운전자에게 전달함에 따라 건설장비군의 작업시간율을 최대화할 수 있도록 하는 방법을 제공한다. 궁극적으로 건설장비 운영시스템의 현장적용을 통하여 작업생산성 향상과 연료사용량을 감소함으로써 탄소배출도 저감할 수 있을 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.29-40
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• 2019

최근 터널 시공 시 여러 위험요인을 감안하여 보다 안전한 터널의 시공을 위하여 해상이나 하상 밑의 연약지반에서, 도심터널공사나 주요 구조물 하부 통과를 위해서 기계화 시공의 빈도가 높아지고 있다. 그러나 굴착으로 인한 지표면의 침하거동 산정이 어려워 간편하게 예측하는 식이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 연약지반에 병렬로 터널이 시공되어지는 경우 침하거동에 대해 보다 간단한 식과 기존에 Peck(1969)이 제안한 이론을 근거로 연약지반 및 대구경 shield 터널에서 적용 가능한 수정식을 제안하고자 하였다. 이를 위해 최대 침하량, 지반조건에 따른 침하범위, 병렬시공에 따른 간섭 체적손실 등의 장기간의 계측값을 분석하였다. 그 결과 굴착면 상부가 퇴적점토인 연약지반에서 간편하게 최대 침하량을 산정할 수 있는 식을 제시하였는데, Peck(1969)의 식보다 국내 계측데이터에 더 적합한 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권3호
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• pp.223-241
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• 2024

Evaluating the performance of Tunnel Boring Machines (TBMs) stands as a pivotal juncture in the domain of hard rock mechanized tunneling, essential for achieving both a dependable construction timeline and utilization rate. In this investigation, three advanced artificial neural networks namely, gated recurrent unit (GRU), back propagation neural network (BPNN), and simple recurrent neural network (SRNN) were crafted to prognosticate TBM-rate of penetration (ROP). Drawing from a dataset comprising 1125 data points amassed during the construction of the Alborze Service Tunnel, the study commenced. Initially, five geomechanical parameters were scrutinized for their impact on TBM-ROP efficiency. Subsequent statistical analyses narrowed down the effective parameters to three, including uniaxial compressive strength (UCS), peak slope index (PSI), and Brazilian tensile strength (BTS). Among the methodologies employed, GRU emerged as the most robust model, demonstrating exceptional predictive prowess for TBM-ROP with staggering accuracy metrics on the testing subset (R² = 0.87, NRMSE = 6.76E-04, MAD = 2.85E-05). The proposed models present viable solutions for analogous ground and TBM tunneling scenarios, particularly beneficial in routes predominantly composed of volcanic and sedimentary rock formations. Leveraging forecasted parameters holds the promise of enhancing both machine efficiency and construction safety within TBM tunneling endeavors.

• 한국농공학회지
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• 제21권2호
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• pp.21-27
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• 1979

옛날에는 인력(人力)으로 수로(水路)를 만들었으나 기계(機械)의 발달(發達) 및 임금(賃金)의 상승(上昇)에 따라 기계화(機械化) 시공(施工)이 경제적(經濟的)으로 유리(有利)하게 되었으며 앞으로 이런 현상은 더욱 가속(加速)될 것이다. 수로(水路)의 기계시공(機械施工)은 굴착, 정리(整理), 포장(鋪裝)으로 나누어지며 굴착은 수로(水路)의 단면(斷面)을 대략적인 형태(形態)로 만드는 것이고 정리(整理)는 포장(鋪裝)을 할수 있게 .수로(水路)의 사면(斜面)과 바닥을 정확한 모양으로 다듬는 것이다. 정리(整理)의 정밀도(精密度)에 따라 포장용(鋪裝用) 재료(材料)의 양(量)이 크게 좌우(左右)된다. 자동정리기(自動整理機)는 종래의 것이 $20{\sim}40mm$의 표면(表面) 요철(凹凸)이 생기게 하나 현재(現在)는 ${\pm}6mm$의 정도(程度)까지 가능(可能)하다. 현재(現在)의 자동기계(自動機械)는 1인(人)의 운전원(運轉員)이 1일(日) $1,000{\sim}2,000m^3$까지 굴착 정리(整理)를 할수 있다. 콘크리트 포장(鋪裝)은 인력(人力)비빔으로 할때 1일(日) $2m^3/day$의 양(量)도 어렵고 로타리 믹서를 써도 $20m^3/day$ 정도(程度)이나 콘크리트 뱃치 푸랜트로 하면 $100{\sim}500m^3\day$가 가능하다. 그러나 대형(大型) 포장기(鋪裝機)를 사용(使用)하면 1일(日) 대형(大型) 수로(水路) $300{\sim}1,000m$를 포장(鋪裝)할수 있다. 수로(水路)의 기계시공(機械施工)은 콘크리트 포장(鋪裝) 두께를 균일(均一)하게 하므로써 콘크리트 비용(費用)을 최대(最大)로 절감(節減)하며 포장(鋪裝)의 품질(品質)을 좋게한다. 수로(水路)의 기계시공외(機械施工外)에도 많은 새로운 기계(機械)들이 사용(使用)되고 있으며 이러한 기계(機械)의 활용(活用)이 기술발전(技術發展)에 크게 기여하게 될 것이다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.1137-1140
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• 2005

Automatic welding has been used frequently on pipeline projects. The productivity and reliability are most essential features of the automatic welding system. The mechanized GMAW process is the most widely used welding process and the carriage and band system is most effective welding system for pipeline laying. This application-oriented paper introduces new automatic welding equipment for pipeline construction. It is based on cutting-edge design and practical welding physics to minimize downtime. This paper also describes the control system which was designed and implemented for new automatic welding equipment. The system has the self diagnostic function which facilitates maintenance and repairs, and also has the network function via which the welding task data can be transmitted and the welding process data can be monitored. The laser vision sensor was designed for narrow welding groove in order to implement higher accuracy of seam tracking and fully automatic operation.

• Smart Structures and Systems
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• 제1권4호
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• pp.325-338
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• 2005

Utilizing robotic based reconfigurable nodal structural health monitoring systems has many advantages over static or human positioned sensor systems. However, creating a robot capable of traversing a variety of civil infrastructures is a difficult task, as these structures each have unique features and characteristics posing a variety of challenges to the robot design. This paper outlines the design and implementation of a novel robotic platform for deployment on ferromagnetic structures as an enabling structural health monitoring technology. The key feature of this design is the utilization of an attachment device which is an advancement of the common magnetic base found in the machine tool industry. By mechanizing this switchable magnetic circuit and redesigning it for light weight and compactness, it becomes an extremely efficient and robust means of attachment for use in various robotic and structural health monitoring applications. The ability to engage and disengage the magnet as needed, the very low power required to do so, the variety of applicable geometric configurations, and the ability to hold indefinitely once engaged make this device ideally suited for numerous robotic and distributed sensor network applications. Presented here are examples of the mechanized variable force magnets, as well as a prototype robot which has been successfully deployed on a large construction site. Also presented are other applications and future directions of this technology.