• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제2권1호
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• pp.19-34
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• 2015

One of the main causes of a limited use of nondestructive evaluation (NDE) technologies in bridge deck assessment is the speed of data collection and analysis. The paper describes development and implementation of the RABIT (Robotics Assisted Bridge Inspection Tool) for data collection using multiple NDE technologies. The system is designed to characterize three most common deterioration types in concrete bridge decks: rebar corrosion, delamination, and concrete degradation. It implements four NDE technologies: electrical resistivity (ER), impact echo (IE), ground-penetrating radar (GPR), and ultrasonic surface waves (USW) method. The technologies are used in a complementary way to enhance the interpretation. In addition, the system utilizes advanced vision to complement traditional visual inspection. Finally, the RABIT collects data at a significantly higher speed than it is done using traditional NDE equipment. The robotic system is complemented by an advanced data interpretation. The associated platform for the enhanced interpretation of condition assessment in concrete bridge decks utilizes data integration, fusion, and deterioration and defect visualization. This paper concentrates on the validation and field implementation of two NDE technologies. The first one is IE used in the delamination detection and characterization, while the second one is the USW method used in the assessment of concrete quality. The validation of performance of the two methods was conducted on a 9 m long and 3.6 m wide fabricated bridge structure with numerous artificial defects embedded in the deck.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권6호통권58호
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• pp.106-114
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• 2009

건조물문화재의 부식 및 노후화에 대한 보존수리는 원형유지를 기본원칙으로 하며, 수리로 인해 인위적인 훼손을 가하는 과오를 범해서도 안 된다. 따라서 합성수지를 이용한 보존처리방법이 부각되어지고 있다. 본 연구의 목적은 합성수지로 보강한 사각단면 목재의 휨 성능에 관한 연구로서 합성수지의 보강길이, 보강면적비율, 합성수지 재료강도, 보강위치를 변수로 하여 총 11개의 시험체를 제작하여 실험하였다. 이 연구의 결과는 목재의 휨 보강재로 합성수지의 보강효과가 있는 것으로 나타났으며, 사용 가능성을 확인 할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.47-53
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• 2014

이 연구에서는 중소지간 합성형 강거더교량에 대한 신뢰성 해석을 위해 강거더와 콘크리트슬래브의 강성을 토대로 처짐을 고려한 한계 함수를 구축하여 신뢰성해석을 수행하였다. 확률적 하중과 저항모델을 통해 처짐을 예측하기 위해 계산에 필요한 변수들을 확률변수로 고려하였다. 강재의 부식에 의한 단면의 감소, 그리고 콘크리트의 크리프는 합성형교의 처짐에 많은 영향을 미친다. 따라서 이 연구에서는 AASHTO LRFD 기준으로 설계된 교량에 대해 시간에 따른 변수를 고려하여 강재단면의 감소와 크리프의 영향을 통계적 모델에 반영하기 위해 몬테-카를로 시뮬레이션 기법을 이용하였으며, 처짐과 사용성을 고려하여 다양한 지간과 거더간격을 가진 교량에 신뢰성 해석을 수행하였다. 그 결과, 장지간 교량의 경우, 단지간 교량과 비교해 보았을 때 상대적으로 크리프와 강재단면감소의 처짐에 대한 영향이 작았으며, 이에 반해 단지간 거더 교량의 경우 크리프의 진행에 따라 처짐에 많은 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.57-64
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• 2022

염화물은 철근 콘크리트 구조물의 주요 열화 요인 중 하나로 철근 부식을 발생시켜 구조물의 성능을 저하시킨다. 염해에 의한 철근 콘크리트 구조물의 열화정도 또는 철근 부식 개시 시기를 확인하기 위해서는 철근 깊이에서의 염화물 농도 또는 콘크리트 내에서 염화물 침투 속도를 확인할 필요가 있다. 일반적인 콘크리트내 염화물 침투를 확인할 수 있는 방법으로는 염화물 침투 깊이별로 전위차 적정법과 같은 방법으로 염화물 농도를 측정하는 염화물 프로파일링 방법이나 질산은 용액을 이용하여 콘크리트의 변색된 범위를 다지점 측정하여 침투 깊이를 측정하는 방법이 대표적이다. 전자의 경우에는 정확하게 염화물 농도를 직접 측정하기 때문에 염화물 침투 속도 (일반적으로 확산계수)를 정확하게 예측할 수 있는 장점이 있지만, 작업이 번거롭다는 단점이 있다. 후자는 질산은 용액과의 반응에 따른 변색 범위를 측정하여 염화물 침투 깊이를 산정하는 것이기 때문에 간편하고 결과의 신뢰성도 확보할 수 있는 장점이 있지만, 침투 깊이를 산정하는데 있어서 작업자의 숙련도에 따라 오류가 발생할 수 있는 단점이 있다. 본 연구에서는 변색법에 의해 얻어진 결과를 이미지 분석을 통해 콘크리트 내의 염화물 침투 깊이를 분석하였다. 이를 통해 작업자에 의해 발생될 수 있는 오류를 최소화할 수 있도록 하였다. 또한 콘크리트의 미세 균열이 염화물 침투에 미치는 영향에 대해서도 확인하였다. 이미지 분석을 통해 염화물 침투 깊이를 정량화한 결과 염화물은 미세균열부를 통해 빠른 속도로 염화물 침투가 발생한다는 것을 확인 하였기 때문에, 콘크리트 구조물에서는 특히 균열 발생에 주의가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.55-61
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• 2023

본 연구에서는 항만시설물의 환경적인 요인과 열화 특성을 고려한 유지관리 방안을 수립하기 위한 기초연구로서 인천 및 부산 항만시설물을 대상으로 점검 보고서를 참고하여 열화 및 손상정도를 검토하였으며 현재 지침에서 제시하고 있는 열화환경평가와의 관계를 분석하였다. 인천 및 부산 항만시설물의 손상 정도를 분석한 결과 인천항이 부산항보다 약 3배 정도 높은 손상률을 나타내었으며 인천항의 경우 철근부식 손상과 외부요인 손상의 비율이 유사하게 나타났으며, 부산항의 경우 철근부식 손상이 외부요인 손상의 비율보다 높게 나타났다. 한편 지침에서 제시하고 있는 열화환경 평가와 비교한 결과 지침에서 제시하고 있는 열화환경 평가를 바탕으로 항만시설물을 평가할 경우 정량적 평가를 수행함에 다소 한계가 있는 것으로 확인되었으며 기존 문헌을 참고하여 조수간만의 차를 바탕으로 분석을 수행하였다. 인천 및 부산 지역에 대한 조수간만의 차를 분석한 결과 인천이 부산보다 약 5배 높은 조수간만의 차를 나타내었으며 이는 기존 열화환경 평가 항목보다 지역 및 해역에 대해 정량적으로 열화환경을 평가할 수 있는 항목이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제19권5호
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• pp.265-280
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• 2020

External corrosion of buried pipes can be controlled using both coating and cathodic protection. However, deterioration of the coating can occur due to several reasons. The detection reliabilty of coating flaw detection methods is affected by interference such as metal objects connected to rectifiers and copper grids. When performing parallel direct current voltage gradient (DCVG) inspection, a sine wave form without potential reversal in voltage gradient appears in the area where the interference exists. However, this area may be not identified using existing methods. The objective of this study was to determine the effect of analyzing direction on the reliability of coating flaw detection of pipes buried in soil using a multi-electrode detector. DCVG on the buried pipe was measured along the buried pipe. This measurement parallel to the pipe was repeated. Measured data were analyzed for parallel, vertical, and diagonal directions. The reliability of coating flaw detection was improved by up to 46.4% compared to the conventional method.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.23-32
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• 2022

PSCB 거더교는 고속도로에서 공용중인 교량의 4%로 많은 비중을 차지하고 있지는 않지만, PSCB 거더교의 약 98%가 1·2종 교량이며 전체 교량 연장의 약 16%(192km)를 차지하는 만큼 유지관리가 매우 중요한 교량 형식 중 하나이다. PSCB 거더교의 손상유형을 분석하기 위해 고속도로 공용중 교량의 가설공법, 제설환경 노출등급 비율을 고려한 62개소(477경간) 정밀안전진단 보고서를 선정하여 상세 분석을 수행함과 동시에 실제 열화·손상이 발생한 교량의 현장조사를 수행하였으며, 그 결과 대부분의 열화·손상 원인은 교면포장으로 유입된 우수(염수)가 상부플랜지와 계면 사이에 체수되어 콘크리트가 열화되고, 이후 교면포장의 균열 및 파손, 철근의 부식·팽창으로 인한 콘크리트 박락 등으로 진전되어 나타난 것으로 조사되었다. 또한, 상부플랜지 하면에 발생한 교축방향 균열 원인은 수화열, 건조수축 등으로 인한 균열로 판단된다. 결론적으로 PSCB 거더교의 특성을 고려한 합리적인 유지관리를 위해서는 시공초기 발생되는 상부플랜지 하면 교축방향 균열 제어를 위한 설계측면의 개선 방안이 제시되어야 할 것이며, 공용중 발생되는 열화는 상부플랜지 열화 이전 교면포장의 유지관리를 통한 선제적 대응과 제설환경 노출등급에 따른 차별화된 유지관리 방안이 제시되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.147-153
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• 2018

콘크리트 구조물 표면에 발생하는 균열은 사용자에게 심리적인 불안감을 제공하며, 장기간 열려있는 큰 폭의 균열은 구조물의 사용성능 및 내구성에 영향을 준다. 국내에서는 건축물을 포함한 시설물의 노후화에 따른 안전관리를 위해 균열정도를 파악하는 조사가 인력에 의한 육안조사로 수행되고 있지만 인력의 고비용성과 객관성 미흡 등의 문제점이 대두되고 있다. 이를 해결하기 위해 영상분석을 통한 균열 추출 등 다양한 연구가 수행되고 있으나 균열인식 정확도 향상에 2차원 영상 분석만으로는 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존 2차원 영상 분석의 한계를 극복하기 위하여 3차원 특성을 정확하게 파악할 수 있는 3차원 광삼각 스캐닝기법을 활용하여 콘크리트 구조물 표면의 균열정보를 획득하는 기법을 개발하였다. 본 하드웨어의 개발과 더불어 균열 패턴분석을 위한 획득된 균열의 세분화와 균열의 특성분석 알고리즘을 개발하였으며, 이를 실제 콘크리트 빔의 균열 탐지 적용을 통해 검증하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제3권4호
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• pp.475-494
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• 2007

This paper deals with the development of an innovative distributed construction system based on smart prefabricated concrete elements for the real-time condition assessment of civil infrastructure. So far, two reduced-scale prototypes have been produced, each consisting of a $0.2{\times}0.3{\times}5.6$ m RC beam specifically designed for permanent instrumentation with 8 long-gauge Fiber Optic Sensors (FOS) at the lower edge. The sensing system is Fiber Bragg Grating (FBG)-based and can measure finite displacements both static and dynamic with a sample frequency of 625 Hz per channel. The performance of the system underwent validation in the laboratory. The scope of the experiment was to correlate changes in the dynamic response of the beams with different damage scenarios, using a direct modal strain approach. Each specimen was dynamically characterized in the undamaged state and in various damage conditions, simulating different cracking levels and recurrent deterioration scenarios, including cover spalling and corrosion of the reinforcement. The location and the extent of damage are evaluated by calculating damage indices which take account of changes in frequency and in strain-mode-shapes. The outcomes of the experiment demonstrate how the damage distribution detected by the system is fully compatible with the damage extent appraised by inspection.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.44-49
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• 2016

철근 콘크리트 구조물의 철근에 대한 부식을 발생시키는 다양한 유해 열화인자 중 염화물 이온(Cl-)은 침투로 인한 확산속도가 빠르고, 철근에 직접적으로 관여하여 부식을 야기시켜 매우 중요한 열화원인이다. 대형 콘크리트 구조물의 타설에서 불가피하게 발생하는 콜드 조인트는 전단력에 취약하여, 이는 내구적 열화에 대한 피해를 증가시키는 경향을 보인다. 본 연구에서는 콜드조인트를 가진 OPC(Ordinary Portland Cement) 콘크리트와 GGBFS(Ground Granulated Blast Furnace Slag) 염화물 촉진 실험으로 염화물 확산계수를 정량적으로 평가하였다. GGBFS 콘크리트에서는 $6.6{\times}10^{-12}m^2/sec$의 확산계수가 측정되었는데. 이는 OPC 콘크리트에 비하여 약 30% 수준의 낮은 확산계수값을 나타내었으며, 콜드조인트를 가진 콘크리트에서도 비슷한 경향이 관측되었다. OPC 건전부 콘크리트에 비하여 GGBFS 콘크리트의 염화물 확산계수는 건전부에서 0.30배, 콜드조인트부에서 0.39배 정도의 우수한 염해 저항성을 나타내었다.