본 논문에서는 지진하중을 받는 사장교의 진동제어 기법 개발을 위해 제공된 벤치마크 사장교에 복합제어 기법을 적용하였다. 이 벤치마크 문제는 2003년 완공 예정으로 미국 Missouri 주에 건설중인 Cape Girardeau 교를 대상 구조물로 고려하였다. Cape Girardeau 교는 New Madrid 지진구역에 위치하고 Mississippi 강을 횡단하는 주요 교량이라는 점 때문에 설계 단계에서부터 내진 문제를 중요하게 고려하였다. 벤치마크 문제에는 사장교의 상세한 설계도면에 기초해 교량의 복잡한 거동을 나타낼 수 있는 3자원 선형모델과 각 제어기법의 성능을 평가하기 위한 18개의 평가기준이 제시되어 있다. 본 연구에서 적용한 복합제어 기법은 지진하중으로 인해 구조물에 발생되는 하중을 줄이기 위한 수동제어 기법과 상판변위와 같은 구조물의 응답을 추가적으로 제어하기 위한 능동제어 기법이 결합된 제어 방법이다. 수동제어 장지로는 납고무받침을 사용하였고 Bouc-Wen 모델을 사용하여 비선형 거동을 고려 할 수 있도륵 모델링 하였다. 능동제어 장치로는 이상적인 hydraulic actuators 가 사용되었으며 제어 알고리듬은 H_2/LQG 를 적용하였다. 수치해석 결과 제안방법의 성능은 수동제어 방법에 비해 매우 효과적이며, 능동제어 방법에 비해서는 약간 좋은 제어성능을 나타내었다. 복합제어 방법은 수동제어 부분 때문에 능동제어 방법에 비해 보다 신뢰할 수 있는 제어 방법이다. 따라서 제안된 제어방법은 지진하중을 받는 사장교의 제어를 위해 효과적으로 사용될 수 있다.

본 논문에서는 미국토목학회(ASCE)의 사장교에 대한 첫번째 벤치마크 문제를 이용하여 제어-구조물 상호작용을 고려한 새로운 반능동제어 기법을 제안하였다. 이 벤치마크 문제에서는 2003년 완공 예정으로 미국 Missouri주에 건설 중인 Cape Girardeau 교를 대상 구조물로 고려하였다. Cape Girardeau 교는 New Madrid 지진구역에 위치하고, Mississippi 강을 횡단하는 주요 교량이라는 점 때문에 설계단계에서부터 내진 문제를 중요하게 고려하였다. 본 연구에서는 MR 유체 감쇠기를 제어 장치로 제안하였고, clipped-optimal 알고리듬을 제어 알고리듬으로 사용하였다. 또한, 대용량 MR 유체 감쇠기 실험 결과를 이용하여, Bingham 모델, Bouc-Wen 모델, 수정된 Bouc-HWen 모델과 같이 수치해석에 이용할 수 있는 다양한 동적 모델을 개발하였다. MR 유체 감쇠기는 제어가능한 에너지 소산장치이며 구조물에 에너지를 가하지 않기 때문에 제안된 제어기법은 한정입출력 안정성이 보장된다. 수치해석을 통해, MR 유체 감쇠기를 이용한 반능동제어 기법이 사장교의 응답 감소에 효과적인 방법임을 증명하였다

본 논문에서는 지점근처에 납-전단 댐퍼(LSD)가 설치된 케이블의 동적 거동에 대해 다루었다. 이러한 동적 거동에 대한 파악은 케이블의 진동 감소 목적으로 댐퍼를 설계하는 경우 중요한 절차중 하나이다. 납-전단 댐퍼와 같은 이력형 댐퍼의 실제 이력곡선에 기초하여 본 연구에서는 납-전단 댐퍼의 이력곡선을 완전 탄소성으로 가정하였다. 납-전단 댐퍼의 역학적 모델은 등가 켈빈 모델을 사용하였으며 케이블의 새그 효과를 고려하였다. 납- 전단 댐퍼의 용량이라고 할 수 있는 항복력을 설계변수로 선택하고 케이블에 최적의 감쇠효과를 부여하는 동적학적 관계에 대해 연구하였다. 또한 댐퍼가 케이블에 설치되는 지점과 케이블의 장력에 대한 댐퍼의 감쇠효과에 대해서도 연구하였다. 매개변수 해석결과 케이블의 기하학적 형상 및 댐퍼의 설치조건에 따라 납-전단 댐퍼가 케이블에 부가하는 감쇠의 크기가 변함을 알 수 있었으며, 이때 최대의 감쇠성능을 발휘하는 최적 항복력이 존재하는 것을 알았다.

본 논문에서는 실용적 체계신뢰성에 기초한 강사장교의 안전도평가를 위한 체계적인 모형을 제안하였다. 공용중인 강사장교의 시스템 안전도평가를 위하여 요소신뢰성해석을 위한 케이블, 주형 그리고 주탑의 한계 상태모형과 각 요소들간의 조합파괴를 포함하는 주파괴경로를 정의할 수 있는 체계신뢰성해석 모형을 제안하였다. 요소신뢰성해석을 위한 수치해석기법으로는 AFOSM(Advanced First Order Second Moment) 방법을 사용하였고, 체계신뢰성해석을 위해서는 부분 ETA(partial Event Tree Analysis) 모형을 사용하였다. 제안된 방법의 타당성을 고찰하기 위하여 진도대교의 안전도 평가에 적용하였다. 부분 ETA 모혀을 사용한 체계신뢰성 평가 방법은 기존의 요소신뢰성 방법에 비해 구조물의 여용성을 충분히 반영하는 상당히 합리적이며 실제적인 결과를 보여주는 실용적인 방법으로 판단된다.

본 논문은 교통하중에 대한 강사장교의 체계신뢰성에 기초한 체계적이며 실용적인 내하력평가 및 여용성평가 모형을 제안하였다. 고량 주형과 주탑의 조합상관 한계상태에 기초한 내하력평가를 위하여 개선된 조합상관식에 기초한 LRFR(Load and Resistance Factor Rating) 방법과 신뢰성에 기초한 시스템수준의 평가를 위해서 목표체계신뢰성지수의 항으로 표현되는 등가시스템저항강도에 의한 접근방법을 제안하였다. 또한 시스템의 여용성을 정의하기 위해서 체계신뢰성해석의 결과와 내하력평가 결과를 이용한 실제적인 시스템여용성 평가방법을 적용하였다. 제안한 체계신뢰성에 기초한 평가방법은 기존의 요소신뢰성 방법에 비해 구조물의 여용성을 충분히 반영하는 상당히 합리적이며 실제적인 결과를 보여주는 실용적인 방법으로 판단된다.

공용 중인 교량의 건전성을 파악하고 유지관리에 활용하기 위해 서해대교 사장교 구간에는 구조건전성모니터링(structural health monitoring) 시스템이 설치되어 있다. 이를 통해 바람, 지진과 같은 작용하중(applied loads)과 함께 진동, 형상변화, 신축, 부재력, 응력(변형률)과 같은 구조응답(structural response)을 모니터링하고 있다. 2000년 준공 이후 현재까지 장기간 축적된 구조응답 데이터를 기반으로 분석 및 평가를 수행한 결과, 상시 거동뿐만 아니라 다양한 재난상황 시에도 교량 구조계의 거동은 건전한 상태임을 확인할 수 있었다.

본 논문에서는 사장교를 지탱하는 주요 부재인 케이블의 손상 위치를 빠르게 검출할 수 있는 손상평가 기술을 개발하고, 모형 교량 손상 실험을 통하여 개발한 기술의 손상평가 성능을 검증하고자 하였다. 손상평가 기술의 개발을 위하여 통계적 패턴 인식 기술인 마할라노비스 거리 이론을 활용하였으며, 복잡한 구조체의 손상위치 판별을 위하여 계측 위치별 획득 데이터의 변동성을 손상평가 기술에 반영하였다. 개발한 기술의 손상평가 성능을 확인하기 위하여 모형 사장교를 대상으로 손상 실험을 진행하였다. 그 결과, 개발한 손상평가 기술은 무손상 상태의 응답과 손상 상태의 응답을 활용하여 사장교 케이블 의 손상 위치를 검출할 수 있는 통계적 패턴을 제공하는 성능을 보이는 것을 확인하였다.

본 논문에서는 가속도계로 측정된 교량 데이터를 딥러닝 기법 모델로 분석하여 교량의 케이블 손상 위치를 예측하는 연구를 진행하였다. 먼저 서해대교 1/200 스케일로 제작된 모형에 8개의 가속도계를 부착, 케이블 위치별 손상 시나리오를 5개로 나누어 해당 케이블을 교량에서 해체했다. 그리고 교량 중심에 일정한 충격을 주어 가속도계로 충격 데이터를 수집하였다. 수집한 데이터 중 70%를 Train set으로 선전하여 딥러닝 모델에 학습시키고, 나머지 30%를 Test set으로 선정하여 모델에 테스트 한 결과 평균 89%의 정확도로 케이블 손상 위치를 예측하였다.

A damage case of parallel strand cable anchorage was introduced, in which 7 strands were slipped from each wedge at the anchorage of the cable stayed bridge in service. Also, a cable damage detection scheme was proposed on the basis of tension force measurement and model updating method by least square estimation to minimize tension variation. The proposed scheme has been verified from analytical simulations and the actual damage case. The damaged cable leading to tension variation more than noise level of cable force measurement was successfully detected with 7~8 strands damage indication of 2% error in the actual strand slippage case.

In this research, the measurement of vibration for stay-cable installed in cable stayed bridge was carried out by using wireless accelerometer. The vibration measurement data can be used for the evaluation of safety and serviceability of cable stayed bridge. The acquired data was analyzed for the evaluation of maximum vibration, tension force and fatigue. To verify the reliability of data, the additional measurements with total station and video camera. The data from three different measurement methods showed similarity within 15 % gap.

This paper discusses the loads on bridges based on long-term measurements. Applied Loads such as winds, earthquakes, temperature variations and traffic effects have been monitored on an existing bridge from the completion of the structure to now. It is confirmed that the monitoring results are within the design values.

The purpose of this study is to investigate the causes of corrosion of steel plate deck longitudinal U-ribs and to investigate the reinforcement method. It was confirmed that the corrosion of the longitudinal U-ribs occurred due to penetration water of the bolt hole of the shear key used in construction. The longitudinal U-ribs which were corroded were stiffened by attaching reinforcing plates, and finishing treatment was performed to prevent the surface water from flowing into the inside.

This research provides analysis result of the vibration behavior of cable-stayed bridge in the time to storm and it provides that vibration behavrior is able to be applied in bridge management.

In this study, the damping ratio was estimated using the developed automatic calculation software based on the field measurement data of vibration of stay cable in cable-stayed bridge. For the field measurement, two accelerometers were used for obtaining of dynamic behavior of 1st, 2nd and 3rd mode. The damping ratio after installation of the damper was calculated as higher than the requirement values, also it was confirmed that the damping effect was improved with the range of 19~92%.

In this study, the method of measuring cable tension using the vision-based system was proposed, and a portable digital camcorder was used as a sensor for the measurement of the cable tension positioned at remote distances, considering the user convenience and the cost-efficiency. The vibration method (accelerometer, vision-based system) was used to measure the cable tensions, and the result was compared and analyzed.

This paper presents the seismic assessment of the effect of vertical ground motion on the three-story RC building with different geometric configurations considering the vertical-to-horizontal peak ground acceleration (V/H) ratio increases. The effects of a suite of earthquake ground motion records on three-story RC buildings are presented and the results are compared with the case of horizontal only excitation. Interstory drift was considered as a global failure criterion, while the curvature ductility and shear capacity of structural members were monitored to assess failure on a local level. The effect of vertical ground motion on axial force and shear capacity is also investigated.

In this study, a vision-based monitoring system was applied to measure the dynamic characteristics of the stay cable. The image was acquired during the day to measure the dynamic characteristics of the stay cable and the image filter processing algorithm was applied to reduce the analytical noise of the image.

In this study, to verify the validity of the dynamic responses of cables with the image processing technique, the lift-off test and vibration method (Vision-based System) were used to measure the cable tensions, and the results were compared and analyzed.

In this research, experiment and simulation plans for evaluating the performance of the cables used for cable-stayed type bridges is presented. 27 cables are prepared where each of the cables are introduced with either corrosion or/and fatigue damage. Then the acquired data is analyzed with the vibration characteristics to evaluate the performance of the cables subjected to the two damage types.

To monitor static and dynamic responses of bridges, an image-based monitoring system using networking Pan-Tilt-Zoom IP (Internet Protocol) cameras has been developed. Verification testing is carried out during the human-excited vibration test of the stay cables in a cable-stayed bridge. As well as identifying the natural frequencies of the stay cable, the reasonable damping ratios are successfully extracted from the acquired images.