기존의 건설정보 분류체계는 객체들 간의 관계성 표현 제한으로 인해 교량 구조물에 그대로 적용하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 보완하기 위하여 분류체계 기술의 국제표준인 PLIB Part 42를 활용하여 이종의 도메인 간 정보공유의 기본이 되는 형상 정보모델링에 특화된 교량 구성요소의 제품 분류체계를 제시하였다. 특히, 제안한 분류체계는 교량 구성요소의 기능적 특징을 고려한 부품의 의미적 정보가 포함 가능하도록 하였다. 또한 본 연구에서 제안한 분류체계 를 실제 모델링에 활용하기 위한 기본 프레임워크를 제안하고 이를 활용한 교량 모델을 생성함으로써 제안한 분류체계가 실 무에서 활용 가능함을 보였다.

기존의 건설정보 분류체계는 객체들 간의 관계성 표현 제한으로 인해 교량 구조물에 그대로 적용하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 보완하기 위하여 분류체계 기술의 국제표준인 PLIB Part 42를 활용하여 이종의 도메인 간정보공유의 기본이 되는 형상 정보모델링에 특화된 교량 구성요소의 제품 분류체계를 제시하였다. 특히, 제안한 분류체계는 교량 구성요소의 기능적 특징을 고려한 부품의 의미적 정보가 포함 가능하도록 하였다. 또한 본 연구에서 제안한 분류체계를 실제 모델링에 활용하기 위한 기본 프레임워크를 제안하고 이를 활용한 교량 모델을 생성함으로써 제안한 분류체계가 실무에서 활용 가능함을 보였다.

장경간 교량의 낮은 감쇠비로 인하여 발생하는 구조물의 진동은 구조물의 안전성 및 사용성에 부정적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 시공 중인 교량에 지배적으로 발생하는 연직 방향 진동을 제어하기 위하여 능동형 질량댐퍼(AMD)를 연구하였다. 대상 사장교의 동특성을 조사하기 위하여 모드 해석이 수행되었으며 이를 바탕으로 제어 성능과 설치 공간에 적합한 AMD를 설계하기 위하서 LQR(Linear Quadratic Regulator) 제어 알고리즘을 사용하였다. 성능 검증을 위하여 건설 단계의 대상 구조물과 AMD를 1/10.5의 상사비로 축소시킨 시작품을 설계, 제작하였으며, 시스템 식별을 수행하여 Linear Quadratic Gaussian (LQG) 제어 알고리즘을 적용하였다. 성능 실험 결과 AMD 제어 시에 높은 제어 효과를 구현하였으며, 실험 결과를 수치해석과 비교를 통하여 제어기 설계의 타당성을 확인하였다.

모듈러 강교량 제작, 조립, 설계, 시공단계에서 상부모듈의 부품정보를 효율적으로 제공하고 교환하기 위하여 BIM (Building Information Modeling) 프로젝트에서 정보교환을 위하여 사용하는 국제표준인 IFC 모델을 활용한 부품정보 라이 브러리 구축방법을 제시하였다. 모듈러 강교량의 상부모듈을 구성하는 부품정보를 IFC 모델로 표현하기 위하여 의미론적 인 관점에서 기존 IFC 모델에서 부품정보를 표현할 수 있는 엔티티와 모듈러 강교량의 구성요소를 매칭하여 적용하였으 며, 구성요소의 역할을 구분하기 위하여 매칭한 엔티티의 타입을 적용하거나 사용자정의 타입으로 정의하였다. 또한, 부품 정보 라이브러리에서 부품 및 조립품의 정보를 해당단계에서 효율적으로 제공하기 위하여 조립체계를 네 단계의 상세수준 (LoD)으로 구분하여 정의하였으며, 이를 IFC 모델로 표현하기 위하여 새로운 속성정보를 정의하였다. 마지막으로, IFC 모 델과 매칭하여 정의한 정보를 실제 모듈러 강교량 상부모듈에 적용하여 IFC 기반의 시범 라이브러리 정보를 생성하였다.

본 연구의 목적은 지진발생 시 발생할 수 있는 초장대교량의 관리기준을 기반으로 하여 비상대응절차를 정의하고, 지진의 레벨(Level)별 비상대응 알고리즘을 개발하여 구조물의 센서와 연동하는 교량재난관리시스템인 BDMS(Bridge Disaster Management System) 개발이다. 지금까지의 초장대교량의 지진에 대한 방재시스템은 메뉴얼(Manual) 중심의 방식이며 패쇄적인 시스템을 활용하였으나 본 연구에서는 IT 기술을 접목하고 인터넷 기반의 개방적 시스템을 활용하여 보다 실용적인 시스템으로 개발하였다. 또한 교량관리자별로 업무를 할당하고 그 절차마다 수행해야할 임무를 AAD(Activity Action Diagram)을 통하여 명확하게 규정하였다. 3D 상황판 기능을 제공하여 지진재난 뿐 아니라 다른 자연재난의 중복 발생 시에도 적절한 초기 대응이 가능하도록 설계하였다. 시나리오를 기반으로 비상대응 주체별로 행동요령을 정의 하고 비상대응절차를 구축하여 이를 시스템화한 BDMS을 개발 활용한다면 기존의 경험적, 매뉴얼 중심의 대처방식에서 신속성, 효율성을 가진 지진 재난 방제시스템을 갖게 될 것이다.

대부분의 건설기술자들은 강판형교나 콘크리트 교량을 단위 폭을 가진 보로 해석 하나 이러한 구조물은 엄연히 복합재료로 이루어진 판(plate) 구조이다. 이러한 구조물은 균등단면에 등분포하중을 받고 4변 단순 지지된 경우가 아니면 정확한 해석이 불가능하다. 복합 재료의 이론은 일반 기술자들이 이해하기 힘드나. 본 논문에서는 이러한 문제를 비교적 쉽게 정확히 해석하는 방법을 제시한다. 본 논문에서는 3경간 연속 판 교량과 포스트텐션된 강교에 대한 수치해석을 수행하였다.

Regarding bridge structure maintenance and inspection, this study was conducted to replace the current system, in which bridge diagnostics specialists ride on inspection vehicles to perform visual inspections, with a robotic system equipped with a small camera. The new system would greatly reduce the effort required, enhance the safety of inspectors and provide more accurate and efficient data that are objective and quantitative. For this purpose, a new robotic inspection system was developed for field test which was performed on Ahyun overpass bridge. Field test results are described to prove the on-site applicability.

예부선은 항만 개발 및 매립, 해상교량 건설, 항로 준설 등 우리나라 해양 산업 건설에 핵심적인 공헌과 역할을 수행하여 왔다. 또한 국내 등록 척수로는 가장 많은 비중을 차지하고 있고, 부선의 경우 전용화와 대형화가 꾸준히 진행되어 일반 상선과 등급의 부선이 운항되고 있다. 이로 인한 해양사고의 증가에도 불구하고 예부선에 대한 국가적인 차원에서의 안전운항 대책이 미흡한 실정이다. 본 연구는 최근 빈번하게 발생하고 있는 해상교량과 관련된 예부선의 사고에 대한 안전 운항 대책을 제안하고자 한 것으로, 해양사고의 통계 자료와 사례 분석, 예부선 운항 실태를 운송계약 측면과 인원 구성을 검토하여 해상교량의 안전 통항을 위해 선학 자체적으로 점검해야 하는 항해계획과 운항점검표를 일례로 제시하고, 예부선의 안전운항 향상을 위한 전자차트시스템 기반의 안전항행지원시스템을 제안한다.

본 연구는 복합재료 교량시스템의 규준 정립을 위한 연구로서 실제 설계 시공되어진 복합재료 교량의 정밀해석수행과 이를 통한 복합재료 교량의 파괴거동 및 설계기준 등을 조사하는데 그 목적이 있다. 본 연구의 효율적인 연구를 위하여 실제 미국 NEW YORK주 내에 설계 시공되어있는 Noncomposite-FRP 복합재료 교량을 대상으로 해석적 연구를 수행하였으며 본 연구에서 사용된 해석적 모델을 토대로 실제 미국에서 기 수행되어진 교량 거동에 관한 해석 및 실험하중 평가와 그 결과를 비교하였다. 특히 국내 복합재료 교량의 해석적 설계기준 평가를 위하여 보다 실질적이고 정확한 파괴모드의 조사 및 분석이 요구되어지므로 본 연구에서는 이를 위하여 기존의 해석적 연구에서 가벼운 중량으로 인하여 무시되었던 자중의 영향과 각 적층 layer에 설계된 ply orientation을 고려하여 해석하였다. 그 결과 자중을 고려한 복합재료 패널들의 경우, 제작 결함에 따른 이음부 파괴가 없을 경우 교량 상부 구조 중 횡축 보에서의 국부 좌굴 파괴가 교량의 파괴를 지배할 것으로 본 연구결과에서 예측되었다. 이는 복합재료 교량 제작 시 복합재료 상판 패널과 보의 이음부가 Noncomposite로 제작되는 경우 실제 제작되어진 복합재료 상판의 고 강성에 의하여 재하 하중에 의한 하부 강재 거더 좌굴이 선행되는 것으로 판단된다.

The increase of traffic over a bridge has been emerged as one of the most severe problems in view of bridge maintenance, since the load effect caused by the vehicle passage over the bridge has brought out a long-term damage to bridge structure, and it is nearly impossible to maintain operational serviceability of bridge to user's satisfactory level without any concern on bridge maintenance at the phase of completion. This study has the aim of development on automated inspection system to lower surface of bridge superstructures to replace the conventional system of bridge inspection with the naked eye, where the monitoring staff is directly on board to refractive or other type of maintenance vehicles, with which it is expected that we can solve the problems essentially where the results of inspection are varied to change with subjective manner from monitoring staff, increase stabilities in safety during the inspection, and make contribution to construct data base by providing objective and quantitative data and materials through image processing method over data captured by cameras. By this system it is also expected that objective estimation over the right time of maintenance and reinforcement work will lead enormous decrease in maintenance cost.

복잡한 구조물의 유한요소해석 응답값으로부터 계산된 요소신뢰성 지수와 파괴확률은 음함수의 미분 및 극히 작은 파괴확률의 계산상 1계2차 모멘트법 (FOSM)과 몬테카를로 시뮬레이션(Monte-Carlo Simulation)의 적용이 어려우므로, 선택된 확률변수만의 함수인 한계상태방정식을 음함수로 구성하는 응답면기법을 적용하여, 기본설계단계의 아치교량의 설계값으로 구성된 확률변수를 고려하여 교량시스템의 완성단계에 대한 위험성을 해석하였다. 체계신뢰성 해석에서는 모든 붕괴모드의 발생경로와 단면에 대한 해석에 많은 시간이 소요되어 유한요소 구조해석 결과와 기존의 아치교 사고사례 등을 통해서 밝혀진 중요한 위험경로 및 위험단면의 파괴를 일으키는 사건에 대하여만 고려하였다. 교량시스템의 체계신뢰성을 평가하여 상관관계의 변동에 따른 시스템붕괴에 대한 발생확률의 상하한계를 결정하였다. 시스템의 요소간 저항연결구조는 요소파괴의 순서와 전체강성의 감소정도에 따라서 결정하였다. 체계신뢰성에서 검토되지 않는 다른 요소간의 상관관계를 검토하기 위해서 가정된 붕괴순서와 다른 거동을 보일 경우에 대해서는 통계적으로 독립된 요소들의 파괴와 그 모든 붕괴모드 조합경우에 대해서 검토하였다. 붕괴모드조합의 검토 결과 거더와의 파괴조합과 아치리브와의 파괴조합에서 체계신뢰성보다 위험한 상한계 시스템 파괴확률과 안전한 하한계 파괴확률이 발견되었다.

본 연구의 주목적은 최근 국내 아스팔트 교면포장의 가장 빈번한 파손의 하나인 포트홀의 발생을 저감하기 위해 포장체내에 체류된 수분을 신속히 배수할 수 있는 배수시스템을 개발하는 것이다. 이러한 배수시스템은 방수층과 포장층 사이에 2~3cm의 두께로 박층의 배수층을 구성하는 것으로서 방수층의 내구성 확보와 골재 최대입경 10mm이하의 배수성 혼합물을 박층으로 시공하는 기술이 가장 중요한 사항이다. 이를 위해 본 연구에서는 먼저 NCAT 배합설계법을 바탕으로 10mm 이하 배수성 혼합물을 개발하였고, 다양한 실내시험을 통하여 배수성 혼합물이 모든 품질기준을 만족함을 확인하였다. 방수층의 경우 MMA(Methyl Methacrylate)계 방수제의 적용성을 평가하기 위하여 저온 휨 시험, 접착인장강도 시험 등의 시험을 실시하였고 모든 물성이 기준을 만족하였다. 본 연구에서 개발된 배수시스템의 현장시공성 및 공용성을 평가하기 위하여 고속도로의 1개소 교량에 시험시공을 실시하였다. 시공후 각 포장층 재료에 대한 품질확인 시험결과 모두 기준을 만족하였고 체류수가 원활히 배수되는 것을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 교량의 내진보강을 위하여 기존 교량에 지진격리장치를 추가하는 접근법을 제안하였다. 기존 받침을 지진 격리받침으로 완전히 대체하는 접근법도 이미 제안되어 있지만 본 연구에서는 경제성과 안전성을 고려하여 기존 받침을 제거하지 않고 활용하도록 하였다. 이는 지진격리받침이 상부 수직하중을 분담하지 않고, 수평방향의 지진운동에 대한 주기 이동과 감쇠 역할만 한다. 이 접근법의 실험적 검증을 위해 실제 교량을 대상으로 납-적층고무받침(LRB)을 설계하고 실물크기로 기존 받침과 LRB를 제작하였다. 이 지진격리시스템의 가상 지진입력에 대한 응답은 유사동적실험으로 구하였다. 아울러 범용해석프로그램을 통한 지진응답해석과 비교하여 실험결과의 신뢰성을 확인하였다. 실험결과 제안된 지진격리시스템은 지진시 안정적인 거동을 보였다.

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.

본 논문에서는 교량 모니터링 시스템의 일부분으로 서해대교에 설치된 교량 하중측정 시스템(BWIM system)으로부터 획득한 신호를 분석하여 통행차량의 정보를 추출하기 위한 알고리즘의 개발과정과 이를 위해 수행한 현장 차량주행시험에 대하여 기술하였다. 개발된 BWIM 시스템은 포장층에 매설하는 축감지기가 없는 형태로, 바닥판과 가로보에 설치된 변형률계로부터 측정한 시간이력 변형률신호만을 이용하였다. 이들 측정신호로부터 추출하고자 하는 차량의 정보는 통과차로, 통과속도, 차 축수 및 총 중량이며, 이들 정보의 추출을 위해 패턴인식기법의 일종인 인공신경망(Aritificial Neural Network, ANN) 기법을 사용하였다. 현장 차량주행시험을 통하여 기지차량 및 미지차량 통행시의 BWIM 응답 데이터를 측정하였으며, 이들 실측데이터를 사용하여 인공신경망의 학습 및 성능검증을 수행하였다. 개발된 기법을 사용하여 추출되는 차량의 정보들은 현재의 교량상태 및 피로수명 평가시 활용될 수 있을 것이며, 향후 설계트럭 하중모델의 개정시 기초자료로도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 지진하중을 받는 교량의 거동을 확률밀도함수를 통하여 분석할 수 있는 기법을 개발하였다. 확률밀도함수의 전개는 추계론적 이론을 이용한 반해석적 방법을 통하여 구하였으며, 반해석적 방법은 교량운동방정식으로부터 상응하는 Fokker-Planck equation을 구한 후, path-integral solution을 유도하여 이를 수치적으로 해석함으로써 구할 수 있다. 교량거동의 확률밀도 함수전개로부터 교량거동의 확률적 특성을 파악하고 확률밀도함수의 범위로부터 교량응답거동의 포락선을 얻을 수 있으며 이를 이용하여 최대응답의 범위를 결정할 수 있다는 것을 밝혔다.

Three general algorithms for evaluating the reliability for complex bridge system are proposed. These methods, such as Keystone, Boolean, Network algorithms are powerful and effective to derive an reliability expression for many practical complex systems. The combination approach of RBD and FTA proposed in this paper provides an effective way to evaluate the functional dependency for applications of FMEA.

본 논문에서는 핫셀에서의 원격 운전 및 유지보수 작업을 위해 개발한 천정이동 서보 조작기시스템에 대해 소개한다. 조작기 시스템은 텔레스코픽형 이송장치, 슬레이브, 마스터, 그리고 제어시스템으로 구성되어 있다. 개발한 시스템에 대해 위치 추종, 하중 취급, 신뢰성, 및 조작성에 대한 테스트를 수행하였으며 이에 대한 테스트 결과를 제시한다. 이러한 테스트 결과를 바탕으로 개선된 시스템 이 설계되었으며 이 개선된 시스템 이 차세대 공정의 실증에 적용될 예정이다.