• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.36-43
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• 2021

교량은 국가 주요 기반시설물 중의 하나로서 '시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법'에 따라 정기적인 안전점검 또는 진단이 실시되고 있다. 이를 통해 교량의 상태평가 및 안전성평가 결과에 의해 각각 상태등급과 안전성등급이 개별적으로 산정되고, 두 등급의 결과 중 상대적으로 낮은 등급이 해당 교량의 안전등급으로 결정된다. 본 연구에서는 교량 안전등급의 핵심인 상태등급과 안전성등급의 상관관계를 일반국도 상에 위치한 교량의 대표적인 상부구조형식인 RC슬래브교, PSCI거더교, 강박스거더교, 라멘교 및 프리플렉스거더교를 대상으로 분석하였다. 또한 분석 대상 교량의 형식별로 각각의 등급 간의 상관현황, 상관범위 등을 파악하고, 교량 상부구조형식별 점검 및 진단의 적정 수행주기 변경 방안을 제안하여 국내의 기존 유지관리 정책 수립의 합리적인 개선 방향을 제시하고자 하였다. 연구 결과에 근거하여 교량은 상부구조형식, 안전등급에 따라 기존 점검 및 진단 주기의 일부 조정이 필요할 것으로 판단되며, 향후 보다 다양한 교량형식에 대한 세부적인 연구를 통해 유지관리 정책의 개선이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.67-74
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• 2021

본 논문에서는 노후화된 PSC I형 교량을 대상으로 철근부식에 대한 구조적 안전성을 평가하였다. 대상 PSC I형 교량은 실제 구조물을 참고하여 철근을 배근하고 해석 시 콘크리트의 파괴와 철근의 항복을 고려하였다. 한국시설안전공단 정밀안전진단의 교량 평가 기준을 참고하여 철근노출면적률과 철근부식률로 구분하여 총 32가지의 철근부식 시나리오를 구성하였다. 철근노출은 교량의 바닥판 하부 인장철근이 콘크리트 피복 탈락에 의해 노출된 것으로 가정하였다. 각 시나리오별 해석 결과, PSC I형 교량의 안전율과 내하율은 철근노출면적률과 철근부식률이 증가함에 따라 감소하였다. 철근부식률이 50% 이상일 경우는 모든 철근노출면적률에 대해서 안전성등급을 세밀하게 분석할 필요가 있었으며, 철근부식률 57%이상인 경우는 철근노출면적률에 관계없이 모두 E등급으로 산정되었다. 철근노출면적률 2%에 대해서 상관도 분석을 실시한 결과,철근부식률이 약 55.8% 까지는 A등급, 56.9% 까지는 C등급, 58.5% 까지는 D등급, 58.5% 이상인 경우 E등급으로 평가되었다. 본 연구를 통해 노후화된 교량에 대한 철근부식의 정량적인 구조적 안전성 평가가 필요할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6A호
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• pp.597-605
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• 2009

고속도로 교량의 안전성은 주요 구조부재의 정밀육안검사, 비파괴 현장시험 및 재료시험 등의 결과를 바탕으로 외관 상태등급을 검토하고, 현장재하시험 결과에 의해 공용 내하력을 산정함으로써 평가되고 있다. 그러나 교량의 공용 내하력이 설계기준에 비하여 상당히 낮은 상태임에도 불구하고, 실제 외관 상태등급은 비교적 양호한 교량이 상당수 있는 것으로 검토되고 있다. 또한 비슷한 준공시기 및 구조형식을 갖는 교량이라도 여러 가지 조건에 따라 공용 내하력은 큰 차이를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 고속도로 교량의 현황, 외관 상태등급 및 유지관리 위한 안전진단 및 보수 보강방안 등을 고찰한 후, 기존 고속도로 교량의 안전성 평가에 관한 다양한 문제점을 제시하였다. 400여 개소의 고속도로 교량 실측자료를 기초로 교량형식, 공용기간, 설계활하중, 외관 상태등급 및 교통량을 변수로 하여 공용 내하력을 정량적으로 비교 분석하였다. 본 연구결과는 합리적인 고속도로 교량 안전성 평가를 위한 기초자료를 제공할 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권3호
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• pp.397-411
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• 2023

국내에서 공용연수 30년 이상인 노후 교량의 수가 급증하고 있다. 이에 따라 교량 노후도, 상태 및 성능 예측을 바탕으로 한 첨단 유지관리 기술의 중요성이 점차 주목받고 있다. 이 연구에서는 머신러닝 기반의 의사결정나무 및 랜덤포레스트 분류 모델을 사용하여 교량의 안전등급을 예측하는 방법을 제안하였다. 일반국도상 교량 8,850개를 대상으로 해당 모델들을 혼동행렬, 균형 정확도, 재현율, ROC 곡선 및 AUC와 같이 여러가지 평가 지표를 통해 분석한 결과 전반적으로 랜덤포레스트가 의사결정나무보다 더 나은 예측 성능을 보유하였다. 특히 랜덤포레스트 중 랜덤 언더 샘플링 기법은 노후도가 비교적 커서 유지관리에 주의를 기울여야 하는 C, D등급 교량에 대해 재현율 83.4%로 다른 샘플링 기법들보다 예측 성능이 더 뛰어난 것으로 나타났다. 제안된 모델은 최근 점검이 실시되지 않은 교량들의 신속한 안전등급 파악 및 효율적이고 경제적인 유지관리 계획 수립에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한공간정보학회지
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• 제7권2호
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• pp.69-80
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• 1999

본 연구에서는 지리정보시스템을 이용하여 교량 안전 관리를 위한 교량재해관리시스템을 개발하고자 한다. 진주시에 위치한 교량시설물들에 대한 기본도, 도로망도, 교량위치도 등과 같은 여러 가지 도형 레이어 그리고 32개 교량에 관련된 속성자료들을 포함하여 데이터베이스를 구축하였다. Visual Basic 5.0 Language를 사용하여 여러 가지 교량안전관련 분석기능을 갖는 PC용 교량재해관리시스템을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 교량재해관리시스템은 신속하고 효율적인 데이터검색, 파일관리, 교량제원의 검색과 관리, 교량관련 도면보기, 교통량조사의 검색과 관리, 교량점검결과와 보수상태의 검색과 관리 그리고 교량 안전등급의 평가의 기능을 가지고 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.229-237
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• 2010

본 연구는 중요한 사회기반시설물인 도로교량의 상태등급에 영향을 미치는 요인을 분석하였다. 이항로짓모형을 이용하여 공공관리주체가 관리하는 1 2종 도로교량의 최근등급과 6년간의 등급변화에 영향을 미치는 결정요인을 실증적으로 파악하였다. 분석한 결과, 등급에 가장 크게 영향을 미치는 것은 시설물의 재원특성이 아니라 관리특성으로 나타났다. 그리고 시간이 경과 할수록 관리특성 차에 의한 등급차가 커질 가능성이 있는 것으로 분석되었다. 그리고 C D일 때 등급이 개선 유지 될 가능성이 높고 A B등급은 상대적으로 악화 비중이 높게 나타났다. A B등급 90%라는 기본계획의 목표를 달성하기 위해서는 B등급의 C등급으로의 악화 비중을 낮추는 방안도 함께 고려하는 것이 도움이 될 것으로 판단된다. 그러나 본 연구는 분석자료의 한계를 내포하고 있으며 이를 보완하기 위해서는 여러 기관에 산재되어 있는 시설물 DB들을 통합하는 작업이 필수적으로 이루어져야 할 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.61-71
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• 2010

기 수행된 1, 2종 교량에 관한 정밀안전진단 등의 많은 사례를 분석해 보면, 실제로 많은 경우 외관상태가 교량의 대표등급 결정에 지배적인 요인이 되는 것을 볼 수 있다. 본 연구는 기 시행된 점검 및 진단 자료를 학습사례집합으로 인공지능 분야의 귀납적 학습법을 활용하여 철근 콘크리트 교량 바닥판의 상태평가를 지배하는 상태속성들의 교량등급에 대한 계층적 영향도와 구조적 연관성을 분석하였다. 이는 세부적으로 목표속성은 평가등급으로, 평가속성은 1방향균열, 2방향균열, 백태, 박락 및 층분리, 재료분리 등 7가지로 구성하고, 엔트로피 분석을 통해 주요 속성의 정보량, 정보기대값 및 정보 이득을 산정하고 범주별 상태 등급 분포를 분석하였다. 이를 위해 본 논문은 먼저 6개 교량에 대한 안전진단보고서를 토대로 상태등급 평가 과정에서 각 속성이 미치는 간접적 영향을 개관하고 정보공학적 분석의 동기를 부여하였다. 아울러 본 연구는 정보 변별력에 대한 순서로 평가를 지배하는 주 속성 및 조건별 하위 속성 연관성을 의사결정트리 형태로 나타내어 계층적 영향 및 속성간의 구조적 연관성을 보임으로써 손상에 대한 이해도를 높이고 차후 상태평가를 위한 합리적 접근을 지원할 수 있도록 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.717-724
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• 2018

사회기반시설물의 노후화에 따른 교량 유지관리비용의 급격한 증가에 대비하기 위해서는 미래 발생 가능한 유지관리비용의 예측이 선행되어야 한다. 이를 위해 본 논문에서는 교량 관리주체의 유지관리 현황 분석을 통해 교량의 관리수준을 파악하고, 이를 생애주기에 따른 목표관리수준과 성능향상 한계 값으로 모델링하였다. 이와 함께 교량 안전점수에 따른 보수보강비용 예측모델, 성능열화모델, 평균개축비용단가, 평균 개축시기로 구성된 기존의 비용 및 성능 예측모델과 연계하여, 교량 유지관리비용 추계분석을 위한 방법론 및 절차를 제안하였다. 제안된 방법의 활용성 검증을 위해 특정 관리주체가 관리하는 교량의 규모, 노후화 정도, 현재 관리현황을 고려하여 미래 유지관리비용 추계 분석을 수행하였다. 연차별로 개별 교량 수준의 안전등급과 유지관리 조치에 따른 비용 추정 결과와 이들을 관리주체 수준으로 합산하여 연차별 평균 안전점수, 안전등급 구성비, 점검진단비용, 보수보강비용, 개축비용을 합리적으로 추정할 수 있다. 향후 목표성능관리수준의 변경에 따른 생애주기 예산의 변화를 추정하여 최적의 관리수준을 제안할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.50-57
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• 2016

교량의 안전은 점검에 의해 보장된다. 그리고 교량의 유지관리는 점검결과를 토대로 시작된다. 따라서 점검결과는 '교량의 안전'과 '효율적인 유지관리'를 위한 가장 중요한 정보이다. 따라서 본 논문에서는 교량의 점검신뢰도를 평가하고 이를 제고 할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 이를 위해 본 논문에서는 교량의 점검신뢰도를 평가 할 수 있는 세 가지 점검신뢰도를 제시하였다: 명목점검신뢰도, 실질점검신뢰도, DS명목점검신뢰도. 교량의 점검신뢰도 분석 방법은 정밀안전진단결과를 참값으로 간주하고 당해년도 정밀(정기)점검과 차년도 정밀안전 진단결과를 비교하였다. 인적오류를 고려한 DS명목신뢰도를 기준으로 현재 고속도로교량의 점검신뢰도 85%로 양호한 편으로 평가 된다. 이는 현재 고속도로 교량의 평균공용연수가 13년으로 대부분의 교량이 'A'와 'B'등급에 집중적으로 분포되어 상태변화가 크지 않기 때문인 것으로 판단된다. 점검신뢰도를 제고하기 위해서는 점검자의 역량을 강화하고 전문점검인력 육성이 필요하며 점검결과에 대해 QC(Quality Control, 품질관리)를 실시하여 점검결과의 신뢰도 향상이 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.130-137
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• 2017

교량의 목표 수명 동안 통행 안전성을 유지하기 위해서는 적정한 보수보강 예산의 확보와 확보된 예산의 합리적인 배분이 필요하다. 기존의 단순 교량 규모 기반 예산 배분 방식을 개선하여 다양한 영향인자를 고려한 합리적인 예산 배분 결정 체계를 제안하였다. 전체 교량을 하위 관리주체별로 일정한 관리 수준이 확보되도록 교량의 보수보강 예산을 적정하게 배분하기 위하여 과거 보수보강 이력에 기초한 조치율 모델과 단위 비용 모델을 개발하였다. 제안된 모델을 이용하여 관리주체별 적정 예산 배분 비율 결정 방법을 제안하고 사례 분석을 수행하였다. 교량의 보수보강 예산 배분의 영향 인자로 교량 규모뿐만 아니라 종별 현황과 현재 안전등급, 공용년수가 고려되어야 적정 예산 배분이 이루어지는 것으로 나타났다. 개발된 방법을 활용하여 관리 주체별 예산 소요를 명확하게 반영한 예산 분배를 시행함으로서 불필요한 예산 낭비를 방지하고 예산 배분의 합리적인 근거를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.