차량재하시험에 의한 구조물 동특성 평가에 웨이블렛변환의 이용

Application of Wavelet Transform in Estimating Structural Dynamic Parameters by Vehicle Loading Test

교량의 안전진단 과정에서 안전성 평가를 위해 전면교통통제 하에 차량재하시험이 일반적으로 실시된다. 교통통제의 단점을 개선시킨 최근에 제안된 의사정적재하시험에서는 계측된 시간이력 데이터 중 자유진동 부분을 퓨리에변환시켜 고유진동수를 구한다. 이렇게 구해진 고유진동수에는 분석기법에 따른 오차가 포함되며, 자유진동 데이터의 획득에도 다소 애로사항이 따른다. 이 연구에서는 Morlet wavelet를 모웨이블렛으로 하는 웨이블렛변환을 의사정적재하시험으로 계측한 데이터에 적용하여 구한 고유진동수와 감쇠율이 신뢰성을 가지며, 이 분석기법이 의사정적재하시험에 의한 차량재하시험의 자료 분석에 적용 가능하고 타당성이 있음을 보인다.

The vehicle loading test under the strict traffic control is generally carried out as a present practice in an evaluation process of the bearing capacity of a bridge. The quasi-static load test is recently proposed to mitigate the traffic condition of test, and analyze the disturbed acceleration time-history data of free vibration due to the ambient traffic on the bridge by Fourier transform to calculate only the natural frequencies of the bridge. The calculated frequencies have some errors due to the analysis technique as well as the influence of ambient traffic loads, and in addition to it is cumbersome to obtain the free vibration data during a quasi-static load test. In this study, the wavelet transform technique using Morlet wavelet is used to analyze the acceleration data recorded during a quasi-static load test on a bridge and calculate the natural frequencies and the modal damping ratios of the bridge. The study results show that the wavelet transform technique is a reliable and reasonable method to analyze test data and obtain the natural frequencies and the modal damping ratios of a bridge regardless of the data types i.e. free or forced vibrations.