국내 교량 구조물에 대한 안전점검은 현재 까지도 수작업을 토대로 관리대장에 직접 기록하여 paper형태로 보관 하거나 관리대장을 컴퓨터로 전산화시켜 보관하는 과정에서 벗어나지 못하고 있다. 이러한 과정은 자료의 신뢰성 저하, 비효율적 관리자료, 주관적인 평가로 인하여 교량 구조물에 대한 잠재적인 문제점이 발생하고 있다. 이러한 논제를 해결하고자 본 논문에서는 효율성, 경제성, 신뢰성, 편의성을 충족시킬 수 있는 방법으로 첨단 IT기술인 NFC를 이용한 교량의 지능형 유지관리 시스템을 제안하였다. 객관적이며 정밀도를 향상 시킬 수 있고, 시스템의 단순화로 기존의 전문화된 인력만 사용할 수 있었던 개념을 탈피하여 누구나 간단한 교육만으로도 쉽게 사용할 수 있는 시스템으로 연구하였다.

최근 세계가 빠른 속도로 발전하여 교량의 장대화등 특수교량이 늘어나며 예측할 수 없는 대형 자연재해와 인명피해가 발생하는 상황에서 보다 지능적인 점검 시스템이 필요한 상황이다. 교량 유지관리는 안전점검을 통하여 교량의 수명을 최대화 하며 사고발생을 예측할 수 있는 만큼 중요시 되지만, 현재 시행되고 있는 구조물의 점검은 대부분 육안점검이나 수동 측정 장비에 의존하고 있을 뿐만 아니라 접근이 가능한 구간에만 국한되어 있으며, 기존의 모니터링 시스템은 계측만을 위하여 사용되어 지고 있어 계측을 통한 안전확보가 미흡한 상태이다. 따라서 교량의 신축⋅회전 변위흡수, 하중전달의 역할을 하는 핵심적인 교좌장치의 기존 점검방식 문제점을 개선한 유비쿼터스 자동점검시스템을 제시하며 USN(Ubiquitous Sensor Network)기술과 LVDT, 센서를 이용하여 실시간 교좌장치 이동변위를 전송받고, 이동변위의 설정된 한계 값을 초과할시 교량관리 시스템에서 자동으로 액추에이터를 구동하여 VMS와 SMS를 통해 정보를 제공하는 자동점검시스템을 개발하는데 목적이 있다.

최근 들어 수질 환경 문제가 많이 발생함으로서 사회적으로 큰 이슈가 되고 있다. 오염된 하천을 회복시키기는 많은 비용과 장기간의 시간이 소요됨을 볼 때 하천 수질관리 시스템이 얼마나 중요한지 알 수 있다. 하지만 현재 관리시스템은 현장 조사와 단순모니터링에 의존하여 실시간으로 하천수질상태를 측정, 알림, 통보하는 것이 불가능하다. 이에 본 논문에서는 하천에 유량이 유입되는 주요지점에 수중환경감지 센서설치 및 USN, 수중환경 프로그램 개발을 통하여 주변오염지역 감지 및 수중환경상태를 실시간 감지하여 이상 징후 발생이 예상되는 시설물을 D/B 관리하는 지능형 수중환경 관리 시스템을 제시하고자 한다.

현재 항만은 유비쿼터스 개념의 U-Port로 많이 변화되어 가면서 안전과 운영관리에 대한 자동화 시스템이 도입되었다. 이런 시스템들은 선박 입출항 및 선박의 승무정원, 컨테이너 자동화 시스템 등에 관한 각각 기준을 정하고 있으며 항만 시설물 유지관리를 포함하는 종합적인 안전관리와 적정 수준의 유지관리 여부를 수시로 점검하는 시스템은 찾아보기 어렵다. 본 논문에서는 현재 사용하는 항만 운영시스템의 성능을 종합적으로 관리하고 수시로 점검할 수 있는 시스템으로 개선하고 항만 구조물 관리 및 제어, 자연재해 U-경보를 통한 예방 지능화등 기존 항만의 기능을 지능화 하여 극대화시키는 유비쿼터스 센서 네트워크를 통하여 효율적인 운영방안을 제안한다. 이러한 서비스 제공은 유비쿼터스가 주목을 받고 있으며 기존 IT 기술과 건설 기술의 융합을 통하여 항만 건설의 미래 방향성을 보여주고 있으며, 항만 간의 경쟁에서 우위를 점하기 위해서 매우 중요하게 적용되는 사항이므로, RFID, RTLS 및 스마트폰, 센서등의 IT기술과 융합을 통하여 항만 전체 리드 타임 단축 및 무인 자동화 녹색 항만 시스템 구축을 하여 항만의 경제적, 시간적, 효율성을 높이는 방안을 제안하고자 한다.

토목구조물의 설계와 시공에 있어서 온도변화는 매우 중요한 요소 중 하나이다. 따라서 토목구조물의 설계 및 해석에 있어서 물성변화 특성을 고려한 대표적 기후조건에서 각각의 재료의 물성치를 적용하여, 설계 또는 구조해석을 실시하여야 한다. 본 연구에서는 토목구조물의 설계 및 해석 시 정확한 온도하중 산정을 위하여 기상청의 기후데이터를 이용하여 국내 대표 도시를 선정하여, 각 도시의 기상관측소 최대 30년(1982~2011) 기간의 일평균온도 데이터를 분석하였다. 각 데이터 값의 통계적 분석을 통하여 토목구조물 설계 및 시공에 있어 고려할 수 있는 최대/최소 온도 변화 값 및 국내 고유의 온도 변화에 관한 기초 자료를 제시하였다.

최근 장대 교량 및 복잡한 교량의 형상이 자주 건설됨에 따라, 교량의 안전도 및 건전성 평가에 많은 관심이 집중되고 있다. 장대교량의 경우 다양한 종류의 계측기 들이 설치되어, 측정된 센싱(Sensing)자료를 신호처리를 통해 케이블을 이용하여 장거리 전송하거나, Smart Health 모니터링 개념으로 교량 현장에서 게이트웨이(Gateway)를 통해 외부 무선통신망에 연결하여 정보를 전송하는 최신 무선통신 기술을 적용하고 있다. 하지만, 전 세계적으로 발생한 교량 관련 안전사고의 경우 위험 또는 사고인지에 따른 실시간 예방적, 지능적 조치가 미흡하여 대형사로를 유발한 것으로 보고되고 있다. 이런 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 첨단 무선통신인 RFID(Radio Frequency Identification)/USN (Ubiquitous Sensor Network)기술의 기본 개념인 "Communication Among things" 사물 간 통신 개념을 교량 계측모니터링에 적용하여, 교량에 탑재된 다양한 계측 센서 노드로부터 내구성/안전성에 관련된 위험신호를 추출하여 긴박한 안전사고 등이 인지된 경우 사고예방개념에서 사물 간 통신개념으로, 교량의 센서노드가 바로 교량 인근의 교통신호등에 RF 무선 전파를 송신하여 교량의 교통을 차단하며, 대형 사고를 예방할 수 있는 USN기반의 지능형 교량 시스템을 구축을 위한 센서노드모듈을 설계 하였으며, TinyOS 기반 미들웨어 설계와 센서 자유공간 송수신거리 테스트를 실시하여 센서의 성능을 검증 하였다.

오늘날 첨단산업의 발전과 지구환경 문제의 심각성에 대한 인식이 증가하여 시멘트 산업에서도 다각화 측면에서 다양한 종류의 기술들이 활성화되고 있는 시점이다. 본 연구에서는 최근에 새로이 검토되고 있는 시멘트 대체 재료로서 천연제올라이트를 주원료로 사용한 제올라이트 시멘트 콘크리트에 관한 기초 물성에 대해 분석하는데 목적이 있으며, 악취 및 유독가스 제거기능이 우수하며 중금속, 암모니아와 같은 양이온성 오염물질을 제거하는 이온교환능, 흡착능, 분자체효과를 가지며 또한 다공성 물질이라 보온능력이 좋은 것으로 알려진 천연제올라이트와 알칼리 활성제(NaOH)의 양에 따라 콘크리트의 압축강도, 슬럼프, 블리딩 및 공기량 등을 실험하였다. 천연제올라이트 콘크리트의 압축강도 측정결과 거의 40MPa정도로 측정되었으며 슬럼프, 블리딩, 공기량 시험에서도 일반 콘크리트과 비슷한 성능을 나타내어 향후 고성능, 고기능성 건설재료로 사용 가능하다고 판단되어진다.

대부분의 구조물 안전성 평가에 있어서 전체적인 거동을 나타내는 인자, 즉 기하학적인 형상 변화를 추정하는 것은 매우 중요하다. 종래에는 현장에서 교량의 처짐을 손쉽게 측정할 수 있는 적절한 수단과 방법의 부재로 말미암아, 처짐의 측정이 제한된 측정점에 국한되었고, 또한 변위계를 설치한 개소에 한정되었다. 따라서, 본 연구에서는 USN(Ubiquitous Sensor Network) 기반의 무선 경사센서모듈(Wireless Tiltmeter)을 통해 건설구조물의 처짐을 추정하는 방법을 개발하고, 기존의 변위 측정 자기 센서(Linear Variable Differential Transformer: LVDT)를 이용해 측정하는 기술 대신, 유비쿼터스 개념의 무선 경사 센서 모듈의 경사 변화에 따른 저항의 변화를 전압의 형식으로 출력하고, 교정계수를 이용하여 실제 처짐각 및 처짐으로 환산하여 최대 처짐을 구하도록 개발된 유비쿼터스 기반의 처짐 추정방법을 검증하기 위하여 실내 실험을 수행하였고, 그 결과, 측정점에 상관없이 균일한 측정이 가능하고, 기존의 방법과 거의 일치하는 값을 나타내는 것으로 확인되었다.

산업의 발전과 소득의 증대는 국민들의 삶의 질 향상을 한층 더 요구하게 되어 보다 안전한 생활을 영위하고자 하는 욕구가 증대되고 있으며, 지난 2011년 3월 일본의 쓰나미 사건 이후 재해에 대한 많은 관심을 가지게 되었다. 뿐만 아니라 기후 환경의 급속한 변화로 환경을 보호하고자 하는 노력들이 계속되고 있으며 국내에서도 지난 2008년 국가비전으로 제시된 청정에너지와 녹색기술을 통해 에너지자립을 이루겠다는 녹색성장 기본법이 발효됨으로 각 분야에서의 친환경에 관한 필요가 증대되고 있다. 터널은 그 특성상 터널 내 재난 발생 시 효과적인 초기대응이 어렵고 인명피해 발생이 불가피하며, 오염물질의 제거가 어렵다. 따라서 터널이용자들이 재난발생시 용이하고 신속하게 대응할 수 있는 방재 시스템과 효과적이고 친환경적인 환경조성, 환기계획은 매우 중요한 요소이다. 본 논문에서는 기존터널에 부재되었던 친환경적인 요소를 부합한 신개념 Organic Green Tunnel 시스템을 제시하고자 한다.

기존의 녹색도시설계 기법과 정책들을 보면, 단순하고, 탄소의 저감량 등을 알기가 힘들다. 또한 사회기반시설이나 기본적인 도시계획단계에서 부터의 저감 대책이라기보다는 단순한 신재생에너지, 혹은 기술을 사용한다는 내용이 대부분이다. 이러한 부분은 최근의 기부변화 폭염이나 태풍 집중호우, 해수면 상승에 따른 침수와 범람 등 우리나라를 포함하여 세계적인 피해를 일으키고 있다. 이러한 것을 극복하기 휘해서는 궁극적인 도시설계가 필요하다. 또한 이러한 기후변화의 원인이 탄소배출량과 필수불가변의 관계에 있는 점에 주목해 그에 관한 연구도 필요하다. 본 연구는 실직적인 궁극적 탄소중립도시 계획 구현을 위해, 먼저 대한민국 도시 및 지역을 대상으로 인구가 CO2배출량에 미치는 영향을 분석한다. 이는 단순히 총인구수가 CO2배출량에 미치는 영향을 분석했던 기존연구에서 나아가 회기분석을 사용하여 인구에 따른 배출식을 산정하고 분석한다는 것에 의의를 둔다. 이로써 탄소중립도시 설계시 CO2 배출량을 예측하고 그에 맞게 도시계획을 하고 또 그에 맞는 CO2배출량저감 계획도 할 수 있을 것이다.

근래 토목 구조물에서 방재 및 유지관리 시스템에 대한 중요성이 부각되고 있고 상당히 중요한 역할을 하고 있다. 특히 교량, 터널, 기타 구조물 유지관리시스템에서 무선통신 기술을 접목시켜 신개념 관리 시스템 구축이 활발히 진행되고 있다. 더욱이 무선통신 기술의 발전으로 보다 신속하고 정확한 위치인식이 가능하고 일반 이용자들도 전문 기술자들의 지식을 인터넷이나 스마트 폰과 같은 통신매체를 통해 쉽게 인지할 수 있다. 본 논문의 목적은 UWB 측위시스템 개념을 교량 케이블 형상관리와 융합시켜 모든 자유 공간 내에 목적대상물에 대하여 전 구역에 구축되어 있는 기지국과 유무선 망을 이용해, 각 기지국과 AP(Access Point) 등에 좌표를 부여하고, Tag의 전파를 통해 언제, 어디서나, 누구나 정적, 동적 객체 위치 개념의 교량 케이블 정보, 해석, 관리를 할 수 있는 신개념 교량 케이블 형상관리 시스템을 구축하는데 있다.

본 논문에서는 저열포틀랜드 시멘트와 steel aggregates인 Ferro-Silicon, 실리카흄, 충전재로서 미세석영과 고강도화에 따른 취성파괴 문제를 개선하기위해 강섬유를 사용하여 압축강도 400MPa이상의 초고강도 분체 콘크리트를 개발 하고자 하였다. 콘크리트의 초고강도화의 영향을 고려하여 물-시멘트비 저감이 가능한 저열포틀랜드 시멘트와 비교대상으로 보통포틀랜드 시멘트를 사용하고, 골재 대체 재료로 Ferro Silicon을 각각의 배합비, 양생조건을 달리하여 압축강도를 비교분석 하였다. 초고강도 콘크리트는 보통콘크리트와 달리 사용재료의 영향이 대단히 중요하며, SEM 촬영결과 Type III, Type IV의 C-S-H수화물이 비교적 많이 생성되었고, 고온고압양생으로 토버모라이트와 조놀라이트가 생성된것을 확인 하였다. 또한 골재의 세립화, 분체의 치밀충전화 및 반응성 재료의 사용으로 인해 페이스트가 고강도화 되고, 강섬유를 사용하여 인성을 보강하므로써, 28일 압축강도 420Mpa의 초고강도 분체콘크리트를 성공적으로 개발 하였다.

FRP 스트럿을 가진 PSC 박스거더 교량 구조는 기존의 PSC 박스거더를 효율적으로 변형시켜 넓어진 상부 슬래브의 캔틸레버 부분을 스트럿으로 지지하는 구조형식으로, 상부구조의 자중을 줄여 하부구조의 크기를 경감시키므로 경제적이고 미관이 뛰어난 교량 건설을 가능하게 한다. 본 연구에서는 국내에서 처음 시도되는 FRP 스트럿을 가진 PSC 박스거더의 실물모형 재하실험과 유한요소해석을 수행하여 상호 결과를 비교함으로써 FRP 스트럿을 가진 PSC 박스거더 교량 구조에서 FRP 스트럿과 스트럿 적용에 따른 상부 슬래브의 구조적 안전성에 대하여 평가하였다.

일반적으로 PSC 교량은 여러개의 강선을 포함하며, 이러한 강선들의 긴장순서에 따라 정착부의 파열력의 크기는 좌우된다. 그럼에도 불구하고 강선긴장순서에 대한 연구부족으로 강선긴장시 긴장순서를 설계자의 경험이나 직관에 의하여 결정하고 있다. 본 연구에서는 정착부의 파열력을 산정하는 여러 방법에 대하여 고찰한 후, 가장 합리적인 해석방법을 선택하여 PSC 교량중에서 가장 대표적인 PSC빔교와 PSC박스거더교에 대하여 해석을 통한 합리적인 긴장순서를 결정하였다. 본 연구에서 제시한 방법은 PSC교량 정착부의 파열력을 최소화하는 강선긴장순서 결정에 유용한 방법이 될 것이다.

This study is conducted for the four elementary schools in Chuncheon city and Hoengseong-gun that are in the process of making a school forest. First, the community support of a school forest needed to be analyzed through surveys. The surveys provided information about community opinion on a desirable process for making the school forest. According to the results from the survey, which were given to 455 school community members at four elementary schools, the participants reacted positively to the idea of making the school forest. Based on these study results, the following information is presented as a suggestion for making the school forest. In the case of students, They should be done positive opinion suggestions as well as the opinion accepting process for making the forest process are needed It should be achieved to enlarge participation of community members and to establish and maintain the school forest. Important factors to consider for making the forest include the type of deciduous trees to be used and the appropriate size of trees to be planted so that members can easily manage them. In addition, various efforts are needed to encourage teachers’ participation. Moreover, since community members have different preferences in planning the area, it is necessary to reflect on the characteristics of each party’s opinion and recommendation. The school forest should be formed as a dynamic place where all community members can use it as well as participate in its development. Proper plans are therefore needed to encourage community members to participate in the process, from making the school forest to its use and management.

교량의 설계에 있어서 정확한 하중의 산정은 교량의 안전성 확보에 가장 핵심적인 사항이며 향후 유지관리 측면에서도 매우 중요하다. 교량구조물에서 차량에 의한 하중효과는 주로 활하중(충격하중 포함) 및 피로하중으로 나타난다. 이들 하중의 정형화를 위해서는 실제 교량상을 주행하는 중차량의 중량 및 통행특성을 정확히 파악하는 것이 중요하다. 이를 위해서 주행중인 차량을 정지시키지 않고 중량을 계측할 수 있는 시스템(Bridge Weigh-In-Motion, BWIM)의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 다양한 기능을 갖는 BWIM시스템을 국내실정에 맞게 개발하고 이를 고속도로상의 교량에서 검증하였다.