• 한국해양공학회지
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• 제24권3호
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• pp.1-10
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• 2010

In this study, hybrid smart sensor nodes were developed for the autonomous structural health monitoring of prestressed concrete (PSC) girders. In order to achieve the objective, the following approaches were implemented. First, we show how two types of smart sensor nodes for the hybrid health monitoring were developed. One was an acceleration-based smart sensor node using an MEMS accelerometer to monitor the overall damage in concrete girders. The other was an impedance-based smart sensor node for monitoring the local damage in prestressing tendons. Second, a hybrid monitoring algorithm using these smart sensor nodes is proposed for the autonomous structural health monitoring of PSC girders. Finally, we show how the performance of the developed system was evaluated using a lab-scaled PSC girder model for which dynamic tests were performed on a series of prestress-loss cases and girder damage cases.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1A호
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• pp.135-146
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• 2008

본 논문에서는 가속도 및 임피던스 신호를 이용하여 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 거더교에 적합한 하이브리드 손상 모니터링 체계를 제안하였다. PSC 거더교의 주된 손상유형으로 텐던의 긴장력 감소와 콘크리트 거더의 휨 강성 저하를 고려하였다. 제안된 하이브리드 체계는 손상경보, 손상분류 및 손상평가와 같이 크게 3단계로 구성하였다. 첫 번째 단계에서는 가속도 특성 변화를 모니터링하여 전역적인 손상의 발생을 경보한다. 두 번째 단계에서는 임피던스 특성 변화를 모니터링하여 손상유형이 긴장력 감소인지 휨 강성 저하인지를 분류한다. 세 번째 단계에서는 손상유형에 적합한 손상평가기법을 이용하여 손상의 위치와 크기를 평가한다. 손상유형이 휨 강성 저하인 경우에서는 모드형상기반 손상검색 기법을 적용하였고, 손상유형이 긴장력 감소인 경우에서는 고유진동수기반 긴장력 추정 기법을 적용하였다. 모형 PSC 거더 실험을 통해 제안된 하이브리드 손상모니터링 체계의 유용성을 평가하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2002년도 추계학술대회 논문집(II)
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• pp.1035-1040
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• 2002

Railway plate girder bridges have characteristics that are not show dominant frequency in dynamic response frequencies like obtained vertical acceleration on the bridge during the train passing because the train loading relatively bigger than the bridge self-weight. This paper experimentally confirmed in FFT result has various frequencies due to inherent characteristic of railway train loading. To establish classification of dynamic frequency range in railway bridge acceleration during the train passing, vibration frequencies result from experimental test are analyzed concerning actuation vibration factors. Factors are train velocity, train type, mass ratio of vehicle/bridge, stiffness of bridge, bridge/track and vehicle/track. From the result, it is proposed that the frequencty classfication table with corresponding factors. Using the proposed table to develop rehabilitation technique of the plate girder bridge, to expect vibration reduction and comfort enhancement of the railway plate girder bridge.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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• pp.197-202
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• 2008

In this paper, a hybrid vibration-impedance approaches is newly proposed to detect the occurrence of damage, the location of damage, and extent of damage in steel plate-girder bridges. The hybrid scheme mainly consists of three sequential phases: 1) to alarm the occurrence of damage, 2) to classify the alarmed damage, and 3) to estimate the classified damage in detail. Damage types of interest include flexural stiffness-loss in girder and bolts-loose in supports. In the first phase, the global occurrence of damage is alarmed by monitoring changes in acceleration features. In the second phase, the alarmed damage is classified into subsystems by recognizing patterns of impedance features. In the final phase, the location and the extent of damage are estimated by using modal strain energy-based damage index method and root mean square deviation method. The feasibility of the proposed system is evaluated on a laboratory-scaled steel plate-girder bridge model for which hybrid vibration-impedance signatures were measured for several damage scenarios.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.774-782
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• 2011

In-site Continuous Method to improve the dynamic performance of railway plater girder bridge was developed. In this study, the In-site Continuous Method in the existing railway plate girder bridge was applied. Comparison of the results obtained from the field experiment were presented. The reductions in vertical acceleration were shown to approximately 24.8%, 45.4% and 27.5% in case of the freight train, passenger train and express tilting train, respectively. The reductions of lateral acceleration were shown to approx. 31%, 39% and 15% in the previous case. In the vertical displacement, the reductions were shown to approx. 20%, 13% and 12.6%, respectively. Through this method, we expect the problem of the restriction in speed up of train to be solve.

• Steel and Composite Structures
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• 제30권6호
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• pp.577-589
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• 2019

In this study, on-site testing was carried out to investigate the vibration performance of a composite steel-bar truss slab with steel girder system. Ambient vibration was performed to capture the primary vibration parameters (natural frequencies, damping ratios, and mode shapes). The composite floor possesses low frequency (< 10 Hz) and damping (< 2%). Based on experimental, theoretical, and numerical analyses on natural frequencies and mode shapes, the boundary condition of SCSC (i.e., two opposite edges simply-supported and the other two edges clamped) is deemed more reasonable for the composite floor. Walking excitations by one person (single excitation), two persons (dual excitation), and three persons (triple excitation) were considered to evaluate the vibration serviceability of the composite floor. The measured acceleration results show a satisfactory vibration perceptibility. For design convenience and safety, a crest factor ${\beta}_{rp}$ describing the ratio of peak acceleration to root-mean-square acceleration induced from the walking excitations is proposed. The comparisons of the modal parameters determined by ambient vibration and walking tests reveal the interaction effect between the human excitation and the composite floor.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.83-90
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• 2008

본 논문에서는 프리스트레스 콘크리트(PSC) 거더교의 긴장력 손실을 예측하기 위한 진동기반 모니터링 체계를 제안하였다. 제안한 체계는 긴장력 손실 경보 단계와 긴장력 손실 정도를 평가하는 단계로 구성하였다. 먼저, 긴장력 손실 경보를 위해 두 위치에서 취득된 주파수 응답의 변화를 사용하여 긴장력 손실의 발생을 모니터링하는 새로운 전역적 손상경보기법을 제안하였다. 제안된 기법은 응답신호의 파워스펙트럼만을 이용하기 때문에 별도의 모드해석과정 없이 실시간으로 손상경보가 가능하다. 다음으로, 긴장력 손실 정도를 평가하기 위하여 고유진동수의 변화로부터 긴장력의 상대적인 손실 정도를 평가할 수 있는 긴장력 손실 예측 기법을 선정하였다. 제안된 체계의 유용성을 축소 모형 PSC 거더에 대한 실험을 통해 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1A호
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• pp.61-73
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• 2009

본 논문에서는 강판형교의 주된 두 손상유형인 거더의 휨 강성 저하와 지점부의 손상을 검색하기 위해 가속도-임피던스 특성을 이용한 하이브리드 구조건전성 모니터링 기법을 제안하였다. 하이브리드 기법은 1) 전역적인 방법으로 손상의 발생을 경보하고, 2) 구조물의 구조 부재내의 발생된 손상을 분류하며, 3) 구조 부재에 따라 적절한 방법을 이용하여 세부적으로 분류된 손상을 평가하는 크게 3단계로 구성되었다. 첫 번째 단계에서는 가속도 특성 변화를 모니터링하여 전역적인 손상의 발생을 경보한다. 두 번째 단계에서는 임피던스 특성 변화를 모니터링하여 경보된 손상유형을 분류한다. 세 번째 단계에서는 모드변형에너지기반 손상지수법과 RMSD 기법을 이용하여 손상의 위치와 크기를 평가한다. 몇몇의 손상 시나리오에 의해 측정된 하이브리드 가속도-임피던스 신호를 이용한 모형 강판형교 실험을 통해 제안된 하이브리드 기법의 유용성을 평가하였다. 또한, 온도변화 및 지점손상 조건에 대한 실험을 통해 임피던스기반 손상모니터링의 정확도에 미치는 온도유발 영향을 검토하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.165-174
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• 2010

본 논문에서는 실물 콘크리트 거더 교량의 가속도 응답 신호를 이용하여 구조물의 상태변화를 경보한 후 그 위치 변화를 검색하는 2단계 구조건전성 모니터링 체계를 제시하였다. 먼저, 2경간 연속 콘크리트 거더 교량인 미호천교를 대상교량으로 선정하였으며, 볼링공을 이용한 강제진동 실험으로부터 동특성을 추출하였다. 다음으로, 미호천교의 2단계 구조건전성 모니터링 체계 구축을 위한 손상 발생 경보 및 손상 위치 검색 기법들을 선정하였다. 손상 경보 기법으로는 시간영역 특징을 이용하는 자기회귀모델과 주파수응답함수의 상관계수, 주파수응답비보증지수를 선정하였다. 손상 위치 검색 기법으로는 모드변형에너지기반 손상지수법을 선정하였다. 마지막으로, 덤프트럭을 이용한 정적 재하 실험을 통해 2단계 손상 모니터링 체계의 적합성을 검증하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.851-858
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• 2023

연구목적: 종래의 PSC 거더에 비해 단면 효율이 개선된 양각 거더교의 구조적 안전성을 확보하기 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 거더 길이, 높이, 폭과 같은 단면의 제원을 정하고 강연선의 배치를 설계하여 정적 및 동적 하중에 의한 양각 거더의 실질적인 성능을 검증하였다. 연구방법: 정적 성능 실험은 1차 및 2차 정적 하중에 대한 처짐, 균열 등의 거동 응답을 측정하여 사용성 한계상태를 검토하였다. 또한, 동적 하중 재하 실험은 시간에 따른 가속도, 변위 거동 응답을 측정하여 고유진동수 및 감쇠비를 산정하여 사용성 한계상태를 검토하였다. 연구결과: 정적 성능 실험 결과 최대 재하하중 기준 처짐값은 안정적인 거동을 나타났고, 최대 재하하중 수준에서 측정된 균열폭은 매우 작아서 사용성 한계상태를 만족하는 것으로 나타났다. 또한, 동적 하중 재하 실험 설계 시 산정된 고유진동수를 상회하는 고유진동수가 나타났으며, 현행 규정에 만족하는 감쇠비를 확보하는 것으로 나타났다.