펄스형 지진은 구조물에 손상을 크게 유발한다. 펄스지표의 계산에 의해 지진 가속도 기록에 대한 속도펄스의 존재 유무와 그 세기 의 평가가 가능하다. 입사각의 변화에 따른 펄스지표 값이 동일 지진에 대하여 대략 20 정도 차이가 난다. 지진파의 입사각의 변화에 따른 펄스지표를 평가하고, 5가지 펄스지표 백분위수(0, 25, 50, 75, 100 백분위수)에 따른 한 쌍의 40개 지진파를 사용하여 교량구조 물의 지진응답과 지진취약도 평가를 수행하였다. 펄스지표가 큰 지진파일수록 가속도응답스펙트럼 또한 이에 비례하여 증가하는 경 향을 나타냄을 알 수 있다. 지진파의 펄스지표(PI)가 증가할수록 교량의 지진응답을 증가시켜 지진취약도를 증가시키는 경향을 나타 냄을 알 수 있다. 최대 펄스지표의 지진파의 경우가 최소 펄스지표의 지진파의 경우에 비하여 교각의 지진취약도를 대략 평균적으로 25~27% 정도 증가시키는 경향이 있다.

자연재해의 발생이나 화재, 폭발 등의 인재 등으로 인하여 교량이 파괴되거나 노후화 등으로 교량이 기능을 상실한 경우, 기존의 교 통량에 대하여 빠르게 대처하기 위하여 급속으로 시공이 가능한 가설교량이 필요하다. 교통 통제가 장기화되면 막대한 경제적 손실이 발생하고, 교통 체증으로 인한 불편함도 증가하게 된다. 기존의 급속시공 교량은 대부분 미리 제작한 모듈을 현장에서 조립하는 방법 을 이용하고 있고, 신규 교량 건설 수요가 발생하거나 대대적인 교량 보수보강 작업이 필요한 시점에서 모듈을 제작하고 현장에서 조 립해야 하는 기간을 고려하면 초단기간의 급속시공이 이루어진다고 보기는 어렵다. 본 연구에서는 매우 큰 인장강도로 인하여 기존의 인장재에 비하여 구조적 성능이 탁월한 CFRP를 보강재로 사용함으로써 강재의 사용량을 감소시켜 급속시공이 가능하면서 경제적인 가설교량 모델을 제시하였고, 기존 H형강 강교량의 CFRP Plate 보강 전후의 내하력을 비교하여 11% 이상의 내하력 증가효과를 확인 하였다.

지난 10년간 국내 고속도로의 관리 대상 구조물 수는 2013년 8,302개소에서 2023년 11,054개소로 약 25% 증가했다. 특히, 공용 20~30년 미만의 교량이 전체 교량의 약 40%를 차지하고 있으며, 이들 교량의 노후화가 향후 10년 내 집중적으로 발생할 것으로 예상 된다. 이에 따라 유지관리 비용이 급격히 증가할 것으로 전망된다. 효율적인 자산관리를 위해서는 상태평가 결과를 바탕으로 예측모델 을 적용하여 구조물의 성능과 생애주기 비용을 예측하는 것이 중요하다. 그러나, 유지관리에 따른 구조물 성능향상과 열화모델 적용 등 다양한 변수를 고려한 예측모델 적용할 때, 인력점검의 한계와 점검자의 주관적 판단에 따른 점검오차를 최소해야만 개별 구조물 의 현재 상태에 대한 정확한 평가가 가능할 것이다. 이와 관련하여 본 연구에서는 자산관리 개선을 위한 추진전략과 상태평가 신뢰성 확보를 위한 신기술 적용방안을 제시하고자 한다. 따라서, 교량 자산가치평가 정확도 향상을 위해 BIM(Building Information Modeling) 모델 제작 및 손상평가 AI(Artificial Intelligence) 기술을 적용한 ‘BIM 기반 외관조사망도 자동생성 시스템’을 통해 인력점검의 한계와 점검오차로 인한 문제를 개선하고자 하며, 점검/진단 자동화 기술을 구조물 유지관리 업무 시스템에 연계하여 손상정도를 시계열로 모 니터링하고, 최적 보수시기 및 공법 선정 의사결정에 활용할 수 있으며, 보수·보강 비용 및 조치편익을 분석하여 유지관리 사업계획 수립 시 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 향후 ‘점검/진단 자동화 시스템‘을 고속도로 자산관리에 시범적으로 적용하여 실제 현장 점 검자의 사용성 검증과 시스템 운영방안 수립을 통해 효율적 자산관리를 위한 도로관리자의 의사결정을 지원할 수 있을 것으로 기대한다.

국내 콘크리트 구조물의 노후화가 진행됨에 따라 안전관리를 위한 효과적인 보수 및 보강이 요구되고 있다. 특히, 교량 바닥판은 교통하중과 염화물 침투 등 다양한 유해환경에 직접 노출되어 지속적인 열화가 발생하고 있다. 국내외에서는 교량 바닥판 유지보수 의사결정을 위해 비파괴 조사 방법 중 하나인 지표투과레이더(Ground Penetrating Radar, GPR) 탐사가 주로 활용되고 있다. 차량형 다채널 GPR 장비를 통해 취득된 방대한 양의 탐사자료는 해석하는 데 많은 시간이 소요되며 분석가의 주관이나 숙련도에 따라 해석결과가 달라질 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근에는 딥러닝 (Deep Learning) 기반의 GPR 자료해석 기법들이 제안되고 있다. 본 연구에서는 교량 바닥판 상태 평가 작업 효율 향상 을 위해 딥러닝 기반 GPR 자료해석 기법을 적용하였다. 현장자료 예제로는 영동대교 정밀안전진단 과업에서 교량 바닥 판 상태조사를 위해 취득한 GPR 자료를 사용하였으며 딥러닝 기법 적용 결과를 분석가의 해석결과와 비교하여 예측 성 능을 평가하였다.

이 논문에서는 교량받침 교체용 통공앵커의 충전조건과 하중조건에 따른 구조적 안전성을 유한요소해석을 통해 확인하였다. 에폭시의 충전여부와 하중조건을 변수로 두어 통공앵커의 구조적 거동을 확인한 결과 에폭시 완충 시 앵커에 정적수평하중이 균등하게 작용하여 통공앵커가 작용하중에 저항하여 구조물의 국부적인 파괴를 방지 가능하였다.

지반운동의 입사방향 변화에 따라 구조물의 지진응답도 그 방향에 따라 변화할 것이다. 지반운동의 입사되는 방향에 따른 예제교 량의 지진응답의 영향을 분석하기 위하여 다양한 입사각에 대하여 구한 1초 주기에 대응하는 가속도응답스펙트럼을 구하였다. 이를 이용하여 5가지 종류의 백분위수에 해당하는 1쌍의 직교하는 수평성분 지진파를 40세트 생성하였다. 지반운동의 입사방향에 따른 예 제교량의 지진응답을 구하여 교각에 대한 지진취약도 해석을 수행하였다. 5가지 종류의 백분위수에 대응하는 지진파에 대한 지진취 약도 해석을 분석하여 지진파의 입사방향에 따라서 지진취약도 곡선의 중앙값이 약 1.2~2.6배 정도 차이가 남을 알 수 있었다. 다시 말 하면 지진파의 입사방향에 따라서 교량 구조물의 손상정도가 약 1.2~2.6배 정도 차이가 날 수 있음을 의미한다.

일반적으로 속도 펄스를 가진 지반운동이 속도 펄스가 없는 지반운동에 비하여 구조물에 보다 큰 손상을 줄 수 있다고 알려져 있다. 지진가속도기록으로부터 속도 펄스의 유무의 판정과 이를 정량화하는 연구가 현재 많이 진행되어 오고 있다. 기존 지진기록들을 단 층으로 떨어진 거리를 기준으로 원거리 지진과 근거리 지진으로 구분하였다. 또한, 근거리 지진은 속도 펄스의 유무를 정량화하여 펄 스를 가진 지진과 펄스를 가지지 않은 지진으로 구분하였다. 최종적으로 각 지진그룹별로 40개의 원거리지진, 40개의 속도 펄스를 가 진 근거리 지진과 40개의 속도 펄스를 가지지 않은 근거리 지진을 선정하였으며, 총 120개 지진가속도 기록을 지진취약도 평가를 위 한 지진해석에 사용하였다. 세 그룹의 지진을 이용하여 납-고무받침과 탄성받침을 가진 두 종류의 예제교량에 대한 지진응답을 평가 하여 확률론적 지진요구도 모델을 작성하였다. 확률론적 지진요구도 모델을 이용하여 지진취약도 해석을 수행하여 속도 펄스의 유무 에 따른 지진취약도 영향을 분석하였다. 지진파의 속도 펄스 유무에 따른 지진취약도 곡선의 비교 결과로부터, 속도 펄스를 가진 지진 의 지진취약도가 속도 펄스가 없는 지진의 지진취약도가 약 3배~5배 정도 정도 크게 나타난다. 이는 속도 펄스를 가진 지진의 경우가 그렇지 않은 지진의 경우에 비하여 교량의 손상 피해가 크다는 것을 의미한다.

기존 교량을 일체식 교대 교량과 같이 거동할 수 있도록 교대 흉벽과 상부슬래브를 일체화하는 흉 벽 일체식 교대 교량 공법에 관한 것으로, 교대 흉벽은 뒤채움 토사의 토압을 주요 하중으로 설계되기 때문에 배면부에는 휨보강 철근이 배치되지만 흉벽 일체화에 따른 흉벽 전면부에 온도팽창에 저항하 기에 부족한 철근량을 가지게 된다. 본 실험 연구는 일체화된 흉벽 구조체의 단차부 전면에 부착-정 착방식으로 제작된 FRP 보강체를 사용하여 휨 실험을 수행하고 이를 비교 분석하였다.

교량은 국가의 사회경제 발전과 국민 안전에 중대한 영향을 미치는 중요한 인프라이다. 하지만 다수 의 국내 교량이 1970년대와 1980년대의 고도의 경제성장기에 완공되었으며, 현재 교량의 노후화 비중 은 전체 교량의 30%에 달하고 있다. 현재 노후화 교량에 대한 유지 보수 시스템의 부족으로 인해 교 량 붕괴 사고가 발생한 사례들이 발생하고 있다. 따라서 노후화가 진행되는 교량에 대해 효율적으로 관리하기 위한 우선순위 평가 모델 개발은 중요시된다. 본 연구에서는 개발한 유지관리 우선순위 모델 을 개발하였고, 이를 실제 교량에 대해 적용하여 평가하였다. 제안된 모델의 활용을 통해 위험에 노출 된 교량의 유지 보수 및 관리를 효율적이고 신뢰할 수 있게 수행할 수 있을 것으로 판단된다.

우리나라에서 공용중인 시설물은 총 172,111개로 집계되고 있으며, 그 중 교량은 34,199개로 사회 기반시설 중 가장 많은 비중을 차지한다. 이러한 교량은 공용하중, 온도, 습도 등에 의해 거더간 신축 량이 발생하게 되고 신축량 발생으로 인한 유간거리에 대해 차량의 통행 안정성 및 주행성 확보를 위 한 신축이음장치를 설치하게 된다. 신축이음장치를 설치하여 차량의 통행 안정성 및 주행성을 확보할 수 있지만 누수 및 퇴적물 낙하 등을 직접적으로 방지하지 못하여 고무지수재를 별도로 설치하게 된 다. 하지만 이러한 고무지수재는 다양한 원인에 의해 쉽게 손상이 발생한다. 손상된 고무지수재를 통 해 거더의 부식, 교량하부 인명사고 등 다양한 2차 피해가 발생할 수 있다. 피해방지를 위한 교량의 유지관리를 지속적으로 수행하고 있지만 고무지수재 특성상 지속적인 교체가 불가피한 실정이다. 따라 서 본 연구에서는 기존 신축이음장치에 활용되는 고무지수재의 문제점을 해결하기 위하여 초탄성 형 상기억합금을 활용한 새로운 지수재 개발 연구를 수행하였다. 이에 대해 초탄성 형상기억합금 지수재 와 고무지수재에 대한 유한요소해석을 수행하고 비교 및 분석하였으며, 하중 제거 후 원형으로 복원되 는 효과를 통해 지속 사용 가능한 지수재 연구를 검증하였다.

교량의 내하력을 확인하기 위해서는 외관상태 점검 및 차량재하시험, 유한요소해석 수행이 필요하 다. 규모가 작은 교량은 시간 혹은 비용적인 문제로 인해, 상기 과업을 수행하여 내하력을 확인하기가 어려운 점이 있다. 본 연구에서는 플랫폼을 통해 교량의 정보를 등록하여 데이터의 분석에 의해 추정 내하성능을 제공하기 위한 연구를 수행하였다. 추정 내하성능 결과는 점검진단 보고서 상의 안전성 평 가 데이터를 수집하여 통계 분석에 의한 결과를 제공한다.

해상특수교량은 특수한 환경적 조건뿐 아니라 고주탑의 구조형식, 보호재로 쌓여있는 케이블 등 특 수한 형식을 가지고 있어 일반적인 육안전검으로 안전점검을 할 수 없는 사각지대가 존재한다. 주탑의 외부 손상상태 및 케이블의 손상에 대해서는 정밀안전점검에서도 점검이 되지 않는 경우가 대부분이 므로 이에 대한 대책 마련이 시급하다. 또한 해상특수교량에 대한 전문적인 경험과 기술이 부족한 관 리자도 대상교량의 손상과 이상거동을 직관적으로 확인하고 판단할 수 있는 지원체계가 필요하다. 이 에 본 연구에서는 해상특수교량 고주탑에 대한 손상정보를 파악하기 위하여 드론의 자동비행 기술을 개발하고 이를 이용하여 주탑 외부 균열 손상에 대한 안전점검을 실시하고 이를 분석하였다.

PSC(Prestressed Concrete)거더 교량은 긴장재(강선)를 통하여 교량 양쪽에서 압축력을 추가하는 방 식으로 외부에 대한 저항력을 확보한다. PSC 거더 교량의 긴장 방식에 따라 콘크리트 타설 전(프리텐 션)과 타설 후(포스트텐션)로 구분할 수 있다. 반면에 프리텐션 긴장의 경우 강선이 구조물과 직접 결 합하는 방식이기 때문에 전용관 삽입 및 그라우트 채움 공정이 생략되어 하중이 비교적 가벼울 뿐만 아니라, 긴장재 부식 방지를 위한 유지관리에 매우 효율적이다. 그러나 프리텐션 긴장 방식은 별도의 긴장 시설이 필요하므로 주로 공장에서 제작되고, 건설 현장까지 이동이 필요하기 때문에 길이 (L=18m) 및 무게(W=30tonf)의 제한이 있다. 프리텐션 긴장 공법의 경우 별도의 반력대 및 긴장 시설 이 필요하여 주로 공장에서 제작하고 현장으로 이동 및 설치되고 있다. 도로를 이용한 이동이 필요하 기 때문에 거더의 경간 및 중량의 제한이 발생하게 된다. 따라서, 경간장 25 m 이상의 거더의 경우 포스트텐션을 통한 현장 제작이 주로 이루어 지고 있다. 본 연구에서는 별도의 시설없이 현장에서 프 리텐션 긴장이 가능한 PSC 거더 시공 공법을 제안하였다. 또한, 장경간 PSC 거더 제작을 위한 포스트 텐션 기반의 세그먼트 제작 공법을 제안하고, 그 성능을 검증하였다.

최근의 국제사회는 경제성장에 따른 기상이변의 방지를 위한 국가 간 기후변화협력 체결(1992년)을 시작으로 환경 오염물질 배출 저감을 요구하고 있다(Moon et al, 2014). 따라서 최근에는 전 세계적으로 지구온난화와 기후변화의 원인이 되는 온실가스의 발생을 줄 이고자 노력하고 있으며, 건설 산업은 이러한 온실가스 배출량의 주요 원인으로 인식되고 있다(Kong et al., 2016) 교량 건설사업이 환 경에 미치는 정도를 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA)방법을 활용하여 재료 및 공법의 지속가능성에 대한 객관적, 정량적 평가 체계를 구축하고자한다. 본 연구에서는 선행적으로 국내외 환경성적표지제도(Environment Product Declaration, EPD), 탄소발자국(Carbon footprint) 등을 분석함으로써, LCA 관련 제도에 대한 전반적인 동향을 파악하였다. 그다음, 국제적으로 통용되고 있는 제품 범주 규칙 (PCR)과 환경제품선언(EPD) 사례를 분석하여 LCA 관련 분석 범위를 확인했으며, 전과정영향평가(LCIA) 방법론과 국내외 LCI DB(Ecoinvent, Athena Pavement LCA, LCA PAVE 등)을 분석함으로써 국내외 환경 영향인자 관련 기술자료를 확보하였다. 또한, 건설 자재, 시공, 유지 관리 관련 설계 명세서, 표준품셈, 단가 산출표를 분석함으로써, 자재 투입량, 장비 연료 소모량에 대한 기초 DB를 도출하였다. 기존 프로그램을 토대로 고속도로 온실가스 산정 프로그램을 개발하여 건설자재, 수송, 시공, 유지 관리 단계에서의 탄소 배출량 산정 사례 분석을 수행했다. 교량 분야는 STEEL BOX교를 선정했다. 이에대하여 건설자재. 시공, 수송, 유지관리에 탄소배출량 을 산정하였다. 산정된 결과를 바탕으로 LCA분석의 기틀을 마련하였으며, 이를 통하여 추후 추가적인 기초 DB를 추가하여 교량 분야 전과정평가 LCA를 분석하기 위한 플랫폼을 제작할 예정이다.

국토교통부 보고서 “2022 도로교 현황보고”에 따르면, 국내 교량의 수는 연간 2.9%씩 증가하고 있으며 그에 따라 보수 가 필요한 교량의 수도 늘어나는 추세이다. 교량 하부를 보수할 때 보통은 몰탈을 사용하여 보수해 왔고, 직접 보수하기 에는 작업자의 안전성 및 작업의 효율성이 떨어져 숏크리트를 사용하여 보수해 왔다. 숏크리트는 건식 숏크리트와 습식 숏크리트가 있다. 습식 숏크리트는 시멘트와 골재, 그리고 미리 혼합된 물이 호스를 통하여 이송되고 호스 끝에서 압축 공기가 이를 고속으로 분사하는 공법이다. 다만 재료를 미리 계량하고 배합한다는 한계가 재료 공급의 제약을 가져온다. 건식 숏크리트란 시멘트, 골재, 섬유 등 건조된 재료들이 호스로 빠르게 압송되어 노즐부에서 물과 만나 빠르게 분사되 는 공법이다. 이러한 공법은 장거리 압송 가능, 습식 숏크리트에 비해 상대적으로 적은 장비, 청소와 보수의 용이성, 쉬 운 적용성이 장점이다. 따라서 본 연구에서는 건식 숏크리트 공법을 채택하여 교량 슬래브 하부인 천정부에 대한 단면보 수를 진행하고자 한다. 배합설계는 혼합골재 입도곡선을 고려하고 실리카퓸은 중량의 3%를 차지한다. 연구결과 고압 살 수 및 건식 숏크리트의 현장 적용성은 우수하며, 작업의 용이성 등 교량 하부 구조물 보수에 대한 다양한 장점을 가질 수 있다고 사료된다.

PURPOSES : The purpose of this study is to conduct basic research on the development of repair materials for cross-sectional repair of the concrete of the lower slab ceiling of an old bridge. METHODS : To estimate the performance as restoration materials, cross section rebound test, compressive strength test, flexural strength test, and firing shrinkage test was done. Rebound test was done by weight of amount of rebound and weight of concrete accumulated in frame. Cross section rebound test was done by put ruler in the deepest part of concrete stick on frame. Compressive and flexural strength test was done based on KS F 2405 and KS F 2408. Firing shrinkage test was done based on ASTM C 1579-16. RESULTS : As a result of the experiment, an appropriate bonding thickness was secured by mixing natural fibers, polymers, early steel cement, and expansion materials, and the dust reducing agent was excluded due to the problem of lowering compressive strength. In addition, the amount of rebound was reduced by using a hydro mix nozzle, and plastic shrinkage cracks were also reduced due to the internal curing effect of natural fibers. CONCLUSIONS : This study was a basic study in the development of repair materials for cross-sectional repair of the lower ceiling of an aged bridge slab, and developed a material with appropriate performance. However, there is a problem that the amount of rebound and dust increases depending on the type of cement, so experiments will be conducted by changing the type of cement in future research.

PURPOSES : The objectives of this study are to evaluate the condition of concrete bridge decks using the multi-channel ground penetrating radar (GPR) testing and compare the value of its dielectric constant value with actual concrete condition. METHODS : The reflection coefficient method was used to measure the dielectric properties of concrete bridge decks. Air-coupled step-frequency GPR testing was used to measure the time taken for reflection from the interfaces between the layers. Specimens of the asphalt mixture and concrete bridge-deck were collected by field coring. GPR testing was conducted on two bridges with different concrete bridge deck conditions on national highways. After the GPR tests, the actual conditions of the concrete bridge deck were investigated using specimen coring. RESULTS : GPR testing indicated that the dielectric constants of concrete bridge decks in good condition ranged from 8 to 10, whereas those corresponding to poor condition ranged from 4 to 6. The results of GPR testing can determine the actual condition and degree of distress of concrete bridge decks determined from the specimen coring data. Therefore, GPR testing is appropriate for nondestructively evaluating the condition of a concrete bridge deck. CONCLUSIONS : The analysis results of the dielectric constants of the concrete bridge deck obtained from multichannel GPR testing were consistent with the actual bridge deck conditions. In the near future, an additional verification process for this approach under different bridge conditions will be required to improve its precision and ensure reliability.