• Smart Structures and Systems
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• 제12권3_4호
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• pp.465-482
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• 2013

Recently, a novel stress sensor, which utilizes the elasto-magnetic (EM) effect of ferromagnetic materials, has been developed to measure stress in steel cables and wires. In this study, the effectiveness of this EM based stress sensors for monitoring of the cable tension force of a real scale cable-stayed bridge was investigated. Two EM stress sensors were installed on two selected multi-strand cables in Hwa-Myung Bridge, Busan, South Korea. Conventional lift-off test was conducted to obtain reference cable tension forces of two test cables. The reference forces were used to calibrate and validate cable tension force measurements from the EM sensors. Tension force variations of two test cables during the second tensioning work on Hwa-Myung Bridge were monitored using the EM sensors. Numerical simulations were conducted to compare and verify the monitoring results. Based on the results, the effectiveness of EM sensors for accurate field monitoring of the cable tension force of cable-stayed bridge is discussed.

• Smart Structures and Systems
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• 제12권3_4호
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• pp.381-397
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• 2013

In this paper, wireless health monitoring of stay cables using piezoelectric strain sensors and a smart skin technique is presented. For the cables, tension forces are estimated to examine their health status from vibration features with consideration of temperature effects. The following approaches are implemented to achieve the objective. Firstly, the tension force estimation utilizing the piezoelectric sensor-embedded smart skin is presented. A temperature correlation model to recalculate the tension force at a temperature of interest is designed by correlating the change in cable's dynamic features and temperature variation. Secondly, the wireless health monitoring system for stay cables is described. A piezoelectric strain sensor node and a tension force monitoring software which is embedded in the sensor are designed. Finally, the feasibility of the proposed monitoring technique is evaluated on stay cables of the Hwamyung Grand Bridge in Busan, Korea.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.129-138
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• 2005

본 논문은 사장교에서 모니터링 시스템을 통해 획득한 가속도 자료를 이용하여 케이블 관리기준 장력을 결정하기 위한 방법을 제시한다. 현재 한국의 많은 장대교량에 모니터링 시스템이 설치되어 있다. 모니터링 시스템은 교량의 이상현상이나 손상을 진단하고 관리주체에 경고하기 위해 설치된다. 사장교에 있어서는 그 기하학적인 형상 때문에 케이블 장력이 교량 이상징후의 중요한 지시가 될 수 있다. 만약 케이블 장력관리치가 너무 높거나 또는 너무 낮게 설정되면, 모니터링 시스템은 교량의 이상징후를 적절하게 경고하지 못할 것이다. 일반적으로, 관리치는 경험이나 공학적 판단에 의해 결정된다. 그러나 본 논문에서는 케이블 장력에 대한 확률분포모형과 신뢰성 해석에 기초한 새로운 케이블 장력관리치 설정에 대한 방법을 제시한다. 제안된 방법은 적용성 검토를 위하여 실제 콘크리트 사장교에 적용되었다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제10권3호
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• pp.261-281
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• 2023

Magnetic flux sensors are commonly used in monitoring the cable force, but the application of the sensors in large diameter non-closed Galfan cables, as those adopted in Yueqing Gymnasium which is located in Yueqing City, Zhejiang Province, China and is the largest span hybrid space structure in the world, is seldom done in engineering. Based on the construction of Yueqing Gymnasium, this paper studies the cable tension monitoring using the magnetic flux method across two stages, namely, the pre-calibration stage before the cable leaves the rigging factory and the field tension formation stage of the cable system. In the pre-calibration stage in the cable factory, a series of 1:1 full-scale comparative tests were carried out to study the feasibility and relability of this kind of monitoring method, and the influence on the monitoring results of charging and discharging voltage, sensor location, cable diameter and fitting method were also studied. Some meaningful conclusions were obtained. On this basis, the real-time cable tension monitoring system of the structure based on the magnetic flux method is established. During the construction process, the monitoring results of the cables are in good agreement with the data of the on-site pressure gauge.The work of this paper will provide a useful reference for cable force monitoring in the construction process of long-span spatial structures.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권6호
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• pp.939-957
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• 2015

In this paper, a new approach based on the continuum model is proposed to estimate the main cable tension force of suspension bridges from measured natural frequencies. This approach considered the vertical vibration of a main cable hinged at both towers and supported by an elastic girder and hangers along its entire length. The equation reflected the relationship between vibration frequency and horizontal tension force of a main cable was derived. To avoid to generate the additional cable tension force by sag-extensibility, the analytical solution of characteristic equation for anti-symmetrical vibration mode of the main cable was calculated. Then, the estimation of main cable tension force was carried out by anti-symmetric characteristic frequency vector. The errors of estimation due to characteristic frequency deviations were investigated through numerical analysis of the main cable of Taizhou Bridge. A field experiment was conducted to verify the proposed approach. Through measuring and analyzing the responses of a main cable of Taizhou Bridge under ambient excitation, the horizontal tension force of the main cable was identified from the first three odd frequencies. It is shown that the estimated results agree well with the designed values. The proposed approach can be used to conduct the long-term health monitoring of suspension bridges.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권3호
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• pp.277-283
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• 2015

In this study, we evaluated the muscle tension in hemiplegia patients using a real-time monitoring system combined with high-intensity laser treatment (HILT) device. Five hemiplegia patients were treated with HILT in the left forearm muscle for 8 minutes, and the muscle was relaxed for 8 minutes following the treatment. Both the gradient of the force-displacement curves and the muscle hardness decreased during the therapy, and the effects were maintained following the treatment. The results show that muscle tension decreased rapidly during laser irradiation, and the efficacy of the treatment depended on the duration of the illness. Consequently, we conclude that this combined HILT and real-time muscle tension monitoring system is useful for evaluating the therapeutic procedure and for treatment of muscle pain.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.699-706
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• 2015

이 연구에서는 FBG센서가 내장된 강연선을 포스트텐션 UHPC 교량(길이 11.0m, 폭 5.0m, 높이 0.6m)에 적용하고 약 1년간의 긴장력 장기모니터링 결과를 정리하였다. 그리고 초기 도입 긴장력과 차량재하시험을 통하여 콘크리트 내부 강연선의 긴장력 변화를 계측하고 계측결과에 대한 분석을 수행하였다. 연구결과, 이 연구에서 제안하는 콘크리트 내부 긴장력 측정방법이 공영 중인 교량에서 외력으로 인한 콘크리트 내부의 작은 프리스트레스 변화를 효과적으로 측정할 수 있음을 알 수 있었다. 아울러 장기 계측결과를 이용하여 응력변화에 의한 유효변형률을 정확하게 얻기 위해서는 온도보정에 사용되는 열팽창계수의 선택이 매우 중요함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.17-26
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• 2011

그라운드 앵커공법은 현재 우리나라에서 가장 일반적으로 사용되는 사면보강공법들 중 하나이다. 그러므로 앵커로 보강된 사면의 안정성을 장기간 확인하기 위해서는 그라운드 앵커의 긴장력을 측정하는 것이 매우 중요하다. 그러나 전통적인 로드 셀 방식의 측정기술을 제외하고는 특별한 기술이 개발된 것이 없다. 본 논문에서는 지반구조물의 보강을 위해 널리 사용되는 그라운드 앵커의 단기 및 장기 장력을 측정하기 위해 기존에 현장에서 주로 사용되는 스트레인게이지 또는 V/W 타입 로드 셀을 대체할 수 있는 새로운 방법에 대하여 기술하였다. 사용된 센서는 스트레인게이지 또는 V/W타입의 센서에 비해 크기가 작고 내구성이 우수하며 전자기파에 의한 노이즈 발생이 없는 광섬유 브래그격자(Fiber Bragg Grating ; FBG)센서이다. FBG 센서를 내장한 7연 강연선을 이용하여 원하는 위치에서 변형률 감지가 가능한 인장형 앵커를 제작하고 앵커 정착장을 연암과 화강풍화토 지반조건에 각각 2세트(set)씩 시공하여 현장인발실험을 수행하였다. 재하-제하단계를 포함하는 전 하중단계에서 FBG센서로 측정된 변형률로부터 장력 모니터링을 수행하였고 기존 로드 셀로 측정된 결과와 비교하였다. 현장 인발실험 결과, 제안된 광섬유 센서를 이용한 그라운드 앵커의 시공 중 긴장력 측정결과 실내 UTM 결과와 달리 약간의 차이가 있으나 실용적인 차원에서는 충분히 활용 가능한 것으로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권6호
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• pp.1608-1615
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• 2000

The track tension is closely related to the maneuverability of tracked vehicles and the durability of tracks and suspension systems. In order to minimize the excessive load on the tracks and to pre vent the peal-off of tracks from the road wheels, it is required to maintain the optimum track tension throughout the maneuver. However, the track tension cannot be easily measured due to the limitation in the sensor technology, harsh environment, etc. In this paper an indirect track tension monitoring system is developed based on idler assembly models, a geometric relation around the idler, and the tractive force estimated by using the Extended Kalman Filter. The performance of the tension monitoring system is verified with the results obtained from the Multi-Body Dynamics model.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.9-18
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• 2006

영종대교에 설치된 교량 모니터링 시스템의 구성특징을 살펴보고 이로부터 계측, 수집된 각 신호들의 특성을 조사 분석하였다. 3차원 자정식 현수교인 영종대교에 설치, 운영되는 모니터링 시스템의 구성은 센서-현장하드웨어-계측서버-관리자로 연결되는 자동화된 시스템으로써 개통 이후부터 교량의 거동 및 하중효과를 대변하는 물리량을 측정하고 있다. 이 논문에서는 시스템의 구성 및 측정항목에 대한 소개와 온도변화에 의한 시그널에의 영향을 감시 할 수 있는 알고리즘의 개발과정을 언급한다. 또한, 행어 케이블의 장력측정 방법의 일환으로 길이가 짧고 장력이 큰 케이블에 대해 정적으로 장력산정이 가능한 장치 및 알고리즘의 개발에 대해 소개한다. 특히 이 교량의 공용중에 이루어진 철도통행을 위한 설비의 추가로 교량 구조계의 변화를 계측 신호를 바탕으로 분석, 제시하였다. 이러한 각종 계측 및 모니터링 결과는 향후 교량의 상태판정의 기본자료로 활용되어 효율적 유지관리를 가능하게 할 것으로 기대된다.