In this study, an MFL(Magnetic Flux Leakage)-based NDT(non-destructive test) method was applied to detect the inner damages of steel cable. A steel cable bunch specimen with several types of inner damage was fabricated and scanned by a MFL sensor head to measure the magnetic flux density of the specimen.the measured magnetic flux signal was visualized into a 3D MFL image for convenient cable monitoring. Finally, the results were compared with information on actual inflicted damages to confirm the accuracy and effectiveness of the proposed cable monitoring method.

This study presents a new estimation method for cable tension considering the initial deflection, the natural frequency changing, and the initial curvature shortening of an oscillating cable in the existing estimation formulas. The re-estimation for the cable-stayed Alamillo Bridge in Spain shows that the new procedure estimates tension force of the cables more accurately.

사장교 케이블은 초기 큰 인장력으로 축강성이 매우 크지만, 횡방향 휨강성은 약하다. 풍하중이나 교통하중은 케이블을 심각하게 진동시켜 사장교의 사용성에 부정적 영향을 끼친다. 그러므로 장대교량에 감쇠장치를 설치하는 진동 저감 계획이 절실히 요구된다. 마찰댐퍼는 교통하중이나 풍하중과 같은 동적하중이 작용하는 케이블 진동에서 진폭과 지속시간을 대폭 감소시킬 수 있는 효과적인 장치임을 알 수 있다. 케이블 진동은 댐퍼제작방법과 설치위치 및 형상에 따라 효율이 달라질 수 있다. 그럼에도 불구하고 본 실험연구의 마찰댐퍼 설치전 후 제진성능효과 분석결과는 향후 사장케이블의 진동을 저감시키는 기본 자료로 활용할 수 있다.

Since cable members are the major structural components in cable bridges, they should be properly inspected for surface damage as well as inside defects such as corrosion and/or breakage of wires. In this study, only the vision-based surface damage detection system based on image processing techniques is addressed. The damage detection programs are consist of real-time and post processing detection programs. The proposed damage detection programs were verified through laboratory tests on many types of cables.

In this study, a MFL (Magnetic Flux Leakage) image based 3D inspection system which is incorporated into a cable climbing robot was investigated for Steel Cable NDT of Cable-stayed Bridge and Suspension Bridge. Firstly, a MFL sensor head prototype composed of two permanent magnets and eight hall sensors was designed and fabricated. A steel cable specimen with several types of damage was inflicted and scanned by the MFL sensor head to measure the magnetic flux density of the specimen. The measured MFL signals were used to interpret the healthy condition of the steel cable. For improving the resolution and quantification of the damage level, digital signal processing techniques were performed. Finally, the measured MFL signals were visualized by using 3D imaging method.

This study presents a technical overview of inspection practices on cable-stayed bridges and suspension bridges in service. Specially, it focuses on special inspections, which are regularly scheduled or unscheduled inspections, contrary to those used in general bridges. Conceptual improvements of special inspections are discussed.

This paper introduces a HGS(Hybrid Grobal Search) method of cable system identification. This method is based on GA(Genetic Algorithms) and LOA(Local Optimization Algorithm) and combines GA and LOA. GA has a advantage of grobal search and LOA has shown a rapid and accurate solution. It is verified the accuracy and effectiveness of the proposed method through a set of numerical test.

상관관계가 높은 복합열화의 완벽한 개별예측모델의 개발은 매우 어려운 문제로, 본 논문에서는 현수교 시스템의 미래열화와 유지 예산을 예측하기 위하여, 10년간의 유지 데이터가 주어진 매개변수(파손지표와 사용성)의 사후 확률 밀도함수를 찾기 위해 베이지언 추론을 적용하였다. 마르코프 연쇄 몬테카를로법을 이용하여 매개변수의 사후 분포를 조사하였다. 감소한 사용성의 모의위험예측은 사전분포와 연간유지 업무에서 업데이트한 데이터의 가능성에 따라 작성한 사후 분포이다. 기존의 선형 예측 모델과 비교하면, 제안된 2차 모델은 교량부품의 사용성, 위험요소, 그리고 유지 예산의 측정 데이터에 대하여 매우 개선된 수렴성과 근접성을 제공한다. 따라서 제안된 2차 추계학적 회귀 모델을 기반으로 복잡한 사회간접설비의 미래 성능과 유지관리예산을 예측하고 제어할 수 있는 기회를 제공할 것으로 기대한다.

In this paper, we propose a cable climbing robot which can climb up and down the cables in the bridges. The robot mechanism consists of three parts: a wheel based driving mechanism, adhesion mechanism, and safe landing mechanism. The wheel based driving mechanism is driven by tooth clutches and motors. The adhesion mechanism plays the role of maintaining adhesion force by a combination of pantograph, ball screw, and springs even when the power is lost. The safe landing mechanism is developed for guaranteeing the safety of the robot during operations on cables. It can make the robot fall down with reduced speed by dissipating the gravitational forces. The robot mechanism is designed and manufactured for validating its effectiveness.

본 연구는 케이블 파단이 콘크리트사장교의 동적거동에 미치는 영향을 강합성사장교에 대한 것과 비교하여 검토하는데 그 목적이 있다. 이를 위해, 강합성사장교를 대상으로 시간이력함수를 이용한 케이블 파단을 모사하는 적합한 해석기법을 검토하고, 동적확대계수를 평가하였다. 콘크리트사장교에서 계산된 동적확대계수를 설계기준을 기반으로 강합성사장교에 대한 것과 비교 검토하였다. 그 결과, 동적확대계수에 대한 현행 설계기준이 전반적으로 신뢰할 수 있는 것으로 판단되며 콘크리트사장교의 경우 동적확대계수 값이 강합성사장교에 비해 상대적으로 상승되는 경향을 보이나 설계기준을 만족한다.

Despite the fact that wireless sensor is needed to be activated in order to do efficient and continuous management, batteries are limited on their lives in case of wireless sensor. This paper suggests that the energy harvester model can be used within low frequency and examined using single crystal PMN-PT material which is definitely good at the efficiency of piezoelectric in order to maximize the output power. And the possibility of wireless sensor node power supply is verified by using an acceleration data of cable hangers of YoungJong Grand Bridge.

This study presents a method to monitor cable force using an Imote2/SHM-DAQ sensor node and a PZT sensor. The following approaches are carried out to achieve the objective. Firstly, the principle of piezoelectric material (e.g., PZT) as a strain sensor is reviewed. According to its piezoelectric features, the use of PZT sensor for strain measurement of a stay cable is presented. Secondly, the design of the data acquisition sensor node Imote2/SHM-DAQ is described. The sensor node is used to monitor strain-induced voltage from the PZT sensor. The advantages of the system are cheap, and enable for wireless communication and automated operation. Finally, the feasibility of the sensing system is evaluated on a lab-scale stay cable.

본 연구는 장소애착이 자연지역 내 케이블카 설치에 대한 방문객의 태도에 미치는 영향을 조사하기 위해 시행되었다. 본 연구의 분석을 위해 2010년 9월 중 수집된 총 126명의 무등산도립공원 방문객에 의한 설문답변이 이용되었다. 분석결과, 장소애착은 케이블카 설치에 대한 방문객의 태도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 장소애착이 낮은 응답자는 높은 응답자에 비해 케이블카 개발을 지지하는 경향이 있었다. 전반적으로 장소애착은 케이블카 설치로 인한 잠재적 영향에 대한 신념(beliefs about the potential impacts of cable car: BICC)과 통계적 관련이 없었다. 장소정체성은 BICC와 관련이 있었지만 장소의존성은 BICC와 관련이 없는 것으로 조사되었다. 연령, 거주지, 거주기간, 무등산도립공원 방문경험수준이 장소애착과 관련이 있었다. PA는 사람들의 친환경 행동을 이끌 수 있는 선행인자로서의 역할 가능성을 보유하고 있다. 자연공원을 보다 바람직한 방향으로 관리하기 위해서 PA를 높일 수 있는 영향인자의 규명과 이러한 영향인자의 조절 및 활용을 위한 방법 모색이 필요하다.

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.

Since cable members are the major structural components in cable bridges, they should be properly inspected for surface damage as well as inside defects such as corrosion and/or breakage of wires. Starting from August 2010, a new research project supported by Korea Ministry of Land, Transportation Maritime Affairs (MLTM) was initiated to develop the cable inspection robot. In this study, only the vision-based surface damage detection system based on image processing techniques is addressed. The damage detection algorithm combines some image enhancement techniques with principal component analysis (PCA) to detect damages on cable surface. The images from three cameras attached to the cable climbing robot are wirelessly transmitted to the server computer at the cable support. They are processed with image enhancement method together with noise removal technique to improve overall image quality. Then they are projected into PCA sub-space. Finally, the Mahalanobis square distances of the projected images to all sample patterns are calculated. The smallest distance is found to be the match for the input image. The proposed damage detection algorithm was verified through laboratory tests on three types of cables.

본 연구에서는 대공간 구조물로서 2002년 건축된 6개 월드컵경기장 인장케이블의 특성과 관련하여 케이블의 고유진동수와 이를 이용한 기존 이론식들의 적용성에 대하여 실험적으로 검토하였다. 실험결과, 케이블의 휨강성을 고려함으로서 8%이내의 정확도를 가지고 케이블의 인장력을 추정할 수 있는 것으로 나타났으나 휨강성의 영향이 큰 범위(ξ≤7)에 있어서는 추정오차가 증가하는 경향을 나타내고 있어 이 범위에 대해서는 추가적인 연구가 필요한 것으로 사료되며, 다중진동모드를 사용하더라도 단일진동모드를 사용하는 경우와 비교하여 장력추정 오차는 크게 개선할 수 없는 것으로 나타났다.

현수교는 주케이블이 목표하는 형상을 이루어 기하학적 강성을 갖도록 앵커, 새들과 같은 장치를 적용하고 있다. 지금까지의 연구에서는 두 장치를 모두 고정절점으로 단순화하여 해석하는 것이 일반적이었다. 그러나 새들의 경우 주케이블의 슬라이딩 현상이 발생할 수 있으며 이로 인하여 구조물의 응답이 달라진다. 특히 현수교의 시공단계 초기에 셋백로프를 철거하거나 셋백을 수행하지 않는 경우 새들 전후 주케이블의 장력 차이가 커지므로 슬라이딩이 발생하기 쉽다. 따라서 본 연구는 유한요소법을 이용한 케이블의 슬라이딩 해석방법을 제시하고 슬라이딩을 고려한 현수교의 시공단계별 해석을 수행하여 슬라이딩을 고려하지 않은 해석결과와 차이를 분석하였다. 슬라이딩을 고려한 해석을 통해 얻어진 결과는 구조물에 불리한 응답을 나타낼 수 있으므로 주케이블과 새들 사이의 슬라이딩을 고려한 해석은 필수적이다. 또한 본 연구의 슬라이딩 해석방법 및 해석결과는 이후 현수교의 설계와 시공시의 참고자료로 활용될 수 있다.

주케이블과 행어로프로 구성된 케이블 시스템은 현수교에서 가장 중요한 부재로서 외부의 하중을 장력을 통해 전달하여 구조물의 안전성을 확보하는 비선형 요소의 부재이다. 장기간 공용된 교량의 케이블 시스템은 유지관리 활동에 따른 보수 및 보강의 영향을 받아 장력의 증가 혹은 변형이 발생하나 정확한 거동파악이 쉽지 않다. 국내 건설된 사장교에서의 케이블은 상시 모니터링 시스템이 개발되어 관리되고 있으나, 현수교의 주케이블에 대해서는 여전히 관리방법 개발이 필요하다. 이를 위해서 본 논문은 약 35년 공용되어온 남해대교에 대해서, 사용년수 증가에 따른 영향과 과거에 수행되었던 보수 및 보강공사가 케이블 시스템에 어떠한 영향을 주었는지를 파악하기 위해 그 동안 조사되었던 케이블의 손상, 행어로프의 장력 측정 결과 및 주 케이블의 형상측량 결과를 통하여 장기적인 거동을 분석하고 주케이블의 장력 변화를 분석하였다.

교량 지지용으로 사용되는 강재 케이블에 대한 장력측정은 교량 안전관리의 중요한 측정항목이다. 현재 케이블에 걸린 장력을 진동법과 로드셀로 측정하고 있으며, 최근에는 선진국에서 자기적 방식에 의한 장력측정 방법을 연구하여 이에 대해 여러 가지 결과물을 제공하고 있다. 그러나 아직 우리나라에서는 이에 대한 체계적인 연구가 수행되지 않고 있어 자기적 방식에 의한 장력측정 연구를 시작하였으며 장력측정 정밀도 향상을 위해 연구하고 있다. 자기적 방식의 장력측정에서 강재 케이블 내의 온도와 자기장에 대한 영향을 검토해야 한다. 금번 논문에서는 온도에 따라 장력센서의 출력특성을 시험하였고 주어진 자기장에서 온도보정계수를 도출하였으며 시험실 내의 장력측정 시스템에 보정계수를 적용하여 케이블 장력에 따른 장력센서의 출력특성에 대한 시험 결과를 분석하고 평가하였다.

이 연구에서는 사장교의 시공 중 장력보정을 위한 최적 변위계측 위치(OLD) 결정법을 제안한다. 변위 민감도를 구하여 Fisher Information Matrix(FIM)를 정식화하였고, 이를 이용한 유효독립분포벡터(EIDV)를 계산하여 최적 변위계측 위치의 우선순위를 결정하였다. 결정된 최적 변위계측 위치의 효율성과 신뢰성을 검증하기 위하여 사장교에 대한 수치예제를 수행하였다. 변위를 사용한 FIM을 정식화하여 이의 결과를 변위 민감도를 사용한 결과와 수치예제를 통해 비교하였다. 또한 변위 측정오차와 케이블 길이오차가 장력 보정에 미치는 영향을 Monte Carlo 기법을 사용하여 통계적으로 분석하였다.