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.

신안군 해역의 섬을 통한 관광사업이 활발해지면서 도서 간을 연결하는 해상교량은 현재까지 총 13개가 완공되었다. 그러나 통항로에 설치된 해상교량은 선박통항에 있어 위험성을 주며, 특히 섬과 섬을 연결하는 연도교의 경우 수로의 폭이 매우 좁아 그 위험도 는 더욱 높다. 본 연구는 신안군 해역의 연도교에 대한 해상교통조사를 토대로 교각과 선박의 충돌위험도를 항만수로의 위험도 평가 모 델인 IWRAP(IALA Waterway Risk Assessment Program)을 활용하여 평가하였다. 그 결과 신안1교가 충돌확률이 가장 높은 것으로 분석되었으 며, 통항선박의 대부분은 연안 여객선으로 나타났다. 또한, 신안1교는 대상해역의 교각 중 가장 충돌사고가 많이 발생한 곳으로 본 연구 에서는 그 원인을 분석하고자 하였다. 신안1교 해역환경의 위성사진을 영상처리기법으로 분석한 결과 해도에는 볼 수 없는 장애물이 교 량 근처에 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 이로 인해 장애물을 피해 교량의 통항유도방식인 양방향 통항과 달리 한 방향으로 통항이 집 중되는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 영상처리기법을 활용한 위험원인 분석방법은 향후 연도교의 위험요인 분석을 하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

해상교량 하부의 직선항로 길이 확보는 선박 통항 안전을 위한 중요한 요소 중 하나이다. 그러나 항만 및 어항 설계기준에 따르면 해상교량 하부 직선항로 길이는 선박길이의 8배로 획일적인 가이드라인을 적용하고 있다. 본 연구는 적정 해상교량 하부 직선길이를 도출하기 위해 ES 모델을 이용하여 항로폭, 통항량, 항로의 곡률, 직선항로길이에 따른 위험도 비율을 확인했다. 확인 결과 항로의 곡률이 45°의 경우 항로길이가 3L에서 10L로 길어짐에 따라 위험도 비율이 2.27 % 감소했다. 곡률에 따른 위험도는 직선항 로의 길이가 3L의 경우 곡률이 45°에서 0°로 변하면서 위험도 비율이 4.83 % 감소하는 것을 확인했다. 또한 항로폭 400 m, 시간당 발 생선박이 20척의 조건에서 항로의 곡률별, 직선항로에 따른 위험도 비율은 최대 1.45 % 감소하는 것을 확인했다. 이를 통해 해상 교량 건설 시 항로의 혼잡도 및 곡률에 따라 일정 길이 이상의 직선항로가 필요함을 검증했다.

본 연구에서는 남해안에 건설된 사용기간이 5~34년의 해상 콘크리트 교량의 염화물이온농도에 대한 실측데이터로부터 표면 염화물이온농도를 추정하고, 기존에 제시된 시방서와 타 연구결과에서 제시한 값들의 타당성을 평가하였다. 그리고 해상 콘크리트 교량의 염해방지도장의 유무, 염화물이온농도, 탄산화 깊이 및 콘크리트 압축강도의 상관관계를 도출하여 상호 작용을 평가하였다. 연구결과에 의하면, 표면염화물이온농도는 간만대에서 KCI 2009, 물보라지역과 해상대기중에서 Cheong et al.(2005)의 제안한 값이 타당한 것으로 판단된다. 또한, 해상 콘크리트 교량의 염해방지도장은 염화물이온의 침투, 탄산화 깊이 및 압축강도 저하 대한 방지효과가 있음을 알 수 있었다. 콘크리트의 압축 강도는 탄산화 깊이와 염화물이온농도의 증가에 따라 감소하였다.

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.

기존의 해상교량 기둥의 외부보강에 따른 연구들은 현재까지 주로 중앙점 재하에 따른 성능을 평가하였다. 하지만, 장대교량의 기둥은 정확한 중심축을 기준으로 축하중을 받는 경우와 편심으로 인한 큰 모멘트가 동시에 작용하는 경우가 많이 발생한다. 이 연구에서는 해상장대교량의 고강도 철근콘크리트 기둥의 하중재하 위치와 2가지의 보강 재료인 탄소섬유 및 고성능 유리섬유를 각각 보강하여 그 효과를 분석하였다. 실험에 사용된 12개의 기둥 실험체는 모두 같은 크기로 제작 및 실험을 하였다. 그 중 6개 실험체의 횡보강 철끈은 띠철근으로 배근하였으며, 그 외 6개의 실험체는 나선철근으로 매끈하였다. 그리고 각각 3겹의 탄소섬유 및 고성능 유리섬유를 적용하여 감싸기 방법으로 보강하였다. 실험변수는 하중재하 위치에 따른 철근의 보강행태 및 보강재료가 고려되었다. 실험결과, 편심축에 따른 하중재하 기둥부재는 중심축 하중재하에 비해 최대 파괴하중이 감소하였지만 고성능 유리섬유를 보강한 기둥부재는 축하중 및 편심하중에서 탄소섬유를 보강한 경우보다 내력과 연성이 우수하였다.

최근 민간투자에 의한 사회기반시설 확충, 육상 도로망의 직선화 및 최적화를 위해 항만 및 주요 항로를 횡단하는 해상교량 건설이 활발히 추진되고 있다. 이러한 해상교량 건설에 있어 해상이용자의 통항 안전, 항만 운영의 효율화 및 장기 개발 등에 미치는 영향을 충분히 고려하지 않고 경제적인 측면만을 부각하여 건설되고 있다. 이로 인해 해상교량의 위치 및 규모 결정시 해상교통안전 확보를 요구하는 해상이용자와 해상교량 건설주체와 지속적인 갈등이 반복되고 있는 실정이다. 이러한 문제들의 근본적 원인은 항만의 개발 운영 및 해상교통안전 관점에서 제시된 해상교량 건설시에 필요한 교량규모 및 통항 예상 대상 선박 등에 대한 설계기준 및 절차 통이 없기 때문이다. 이에 본 연구에서는 항만별 해상교량 건설현황을 조사 분석을 통해 국내 해상교량 건설에 따른 절차상의 문제점을 우선 고찰하여 개선 방안을 제시하고자 한다.

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.