• Title/Summary/Keyword: 구조안전도 모니터링

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Non-Contact Motion Monitoring for Bridge using GPS (GPS에 의한 교량구조물의 비접촉식 거동모니터링 연구)

  • Choi, Yun-Woong;Jang, Young-Woon;Kim, Doo-Young;Lee, Chang-Kyung;Cho, Gi-Sung
    • Proceedings of the Korean Association of Geographic Inforamtion Studies Conference
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    • 2008.10a
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    • pp.348-349
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    • 2008
  • 최근 PSC 교량, 사장교, 현수교 등 중장지간 교량의 건설이 증가하고 있으며 이러한 장대교량의 안정성 및 사용 확보를 위하여 장대교량의 계측 및 모니터링을 통한 손상도 및 안전도 평가에 보다 많은 관심과 연구개발이 집중되고 있다. 그러나, 인류의 경험과 이론의 지속적인 발전에도 불구하고 교량구조물의 실제 거동을 예측하고 안전성을 평가하는 것은 현재까지도 쉽지 않은 일이다. 본 연구에서는 GPS를 이용한 RTK 측정기법에 의하여 장대교량의 거동을 측정하고 기설된 교량의 모니터링 계측치를 비교 분석함으로써 GPS를 이용한 교량의 거동분석의 적용가능성 및 신뢰성 확보가능 여부를 파악하고자 하였다.

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Development of technology for the safety management of embankment using u-IT (u-IT를 이용한 하천제방안전관리 기술 개발)

  • Hwang, Eui-Ho;Lee, Eul-Rae;Chae, Hyo-Suck;Park, Jin-Hyeog
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.927-932
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    • 2010
  • 본 연구는 치수효과가 높은 하천제방의 안전도 향상을 위한 관리 고도화 기술 개발을 위하여 수위, 유량이 제방의 안전에 미치는 영향을 규명하고 센서 기술 적용하여 실시간 제방 안전관리 모니터링 기술을 확보하는데 있다. 이를 위해, 국내외 기술동향 및 사례분석하고, 변위발생 및 안전성 모니터링을 위한 센서 기술 적용 방안, 센서 적용시 문제점 및 개선방안, 분석방법 등에 대해 정리하였으며, 대형 토조를 이용하여 집중강우 등에 의한 수위 및 유속의 증가에 따른 하천제방에 미치는 영향을 실험적으로 규명하고, 이를 센서 기술을 적용하여 실시간 모니터링을 통한 안전성 평가 방법을 제시하고자 하였다. 하천제방은 종방향으로 긴 구조적 특성을 갖고 있으며 이러한 특성상 모든 구간에 정밀한 계측 장비를 설치하여 운영 관리함에 있어 경제적, 효율적인 측면에 있어 문제가 있는 것으로 사료된다. 따라서 주요 하천시설물 중 구조물이 하천제방을 횡단할 경우 주요 구조물에는 집중형 센서인 FBG 타입을 도입하고, 제방 연통실험 등을 통해 조사 분석된 취약 구간에 대해서는 분포형 센서인 BOTDR 타입의 광섬유 센서를 적용하여 종합적인 관리가 가능하도록 시스템 구성이 필요한 것으로 판단된다.

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Probabilistic Safety Analysis of Cable-Stayed Bridge Using Measured Data (계측데이터를 이용한 사장교의 확률적 안전도 분석)

  • Yoon, Man-Geun;Cho, Hyo-Nam
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.12 no.3
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    • pp.175-182
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    • 2008
  • In this paper, through the study and consideration of the recently prominent monitoring of cable stayed-bridge, practical but reasonable suggested for the evaluation of the probabilistic safety of the bridges using probable measured data from monitoring measurement system. It is shown in the paper that the live load effects can be evaluated using measured data of cable-stayed bridge and this the realistic probabilistic safety of the cable-stayed bridge could be assessed in term of element reliability and system reliability. As a practical method for the evalution of the system reliability of system cable-stayed bridges partial ETA method is uesd, which can find the critical failure path including combined failure modes of cable, deck and pylon. Compared with the conventional safety analysis method, the propsed approach may be considered as the practical method that shows the considerably actual and reasonable results the system redundancy of the structure.

Motion Monitering of Long Span Bridge using GPS (장대교량 수직변위 모니터링을 위한 GPS 적용 연구)

  • Choi, Yun-Woong;Jang, Young-Woon;Hong, Tae-How;Cho, Gi-Sung
    • Spatial Information Research
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    • v.17 no.3
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    • pp.301-307
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    • 2009
  • Recently, the various studies has been focused on evaluating the damage and stability of long span bridge through measuring and monitoring to ensure the stability and usability. But, even if various studies are performed, it is hard to predict and evaluate the real motion of structure. The aim of this study is check the application of GPS to the motion monitoring of long span bridge by comparing data acquired form RTK-GPS and laser displacement meter.

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Efficient Structral Safety Monitoring of Large Structures Using Substructural Identification (부분구조추정법을 이용한 대형구조물의 효율적인 구조안전도 모니터링)

  • 윤정방;이형진
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.1 no.2
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    • pp.1-15
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    • 1997
  • This paper presents substructural identification methods for the assessment of local damages in complex and large structural systems. For this purpose, an auto-regressive and moving average with stochastic input (ARMAX) model is derived for a substructure to process the measurement data impaired by noises. Using the substructural methods, the number of unknown parameters for each identification can be significantly reduced, hence the convergence and accuracy of estimation can be improved. Secondly, the damage index is defined as the ratio of the current stiffness to the baseline value at each element for the damage assessment. The indirect estimation method was performed using the estimated results from the identification of the system matrices from the substructural identification. To demonstrate the proposed techniques, several simulation and experimental example analyses are carried out for structural models of a 2-span truss structure, a 3-span continuous beam model and 3-story building model. The results indicate that the present substructural identification method and damage estimation methods are effective and efficient for local damage estimation of complex structures.

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A Regression-Based Estimation of Strain Distribution for Safety Monitoring of the Steel Girder Subjected to Uncertain Loads (불확실한 하중을 받는 강재 보 구조물 안전도 모니터링을 위한 변형률 분포의 회귀 분석적 추정)

  • Lee, Ji Hoon;Choi, Se Woon;Park, Hyo Seon
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.17 no.2
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    • pp.10-20
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    • 2013
  • To evaluate the safety of a beam structure, strains are measured as an indicator of structural states. However, unless strain sensors are installed exactly on where maximum or other representative strains occur, the techniques by which rational assessment through measured strains is accomplished are required. Thus, this study suggests a process to estimate strain distribution on the steel beam from discrete strains measured by sensors. In the presented technique, the targeted beam is regarded to be subjected to unknown loads so that applicability is enhanced. Final strain distribution is given as form of a function after regression analysis. To verify the performance of estimation, a bending test for steel beam on which distributed and concentrated loads simultaneously act is conducted. From the comparison between estimated and directly measured strains in the test, the curve of strain distribution and the strain at arbitrary location could be predicted within maximum relative error 3.32% and maximum absolute error of $2.32{\mu}{\varepsilon}$, respectively. Thus reliable and practical monitoring is expected to apply effectively for the steel beam structure.

The development of Intelligent Safety Bridge(ISB) Pole System based on Ubiquitous Sensor Networks (USN 기반의 지능형 안전 교량 Pole 시스템 개발)

  • Jung, Ji-Eun;Kim, Eun-Ji;Song, Byung-Hun
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2010.06d
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    • pp.424-427
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    • 2010
  • 2006년 서해대교 추돌사고에서 볼 수 있듯이, 장대교량과 같은 대형 구조물의 경우에는 육로와의 접근성 문제 등으로 인하여 보다 철저한 이용자 안전에 대한 대책이 수립되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 장대교량을 이용하는 차량과 사람의 안전 확보를 위하여 교량의 노면 상태, 기상 상황, 사고 발생 상황 등과 같은 다양한 위험 정보를 수집 및 전송하여 교량의 안전을 실시간으로 관리 할 수 있는 ISB(Intelligent Safety Bridge) Pole 시스템 개발을 제안하고자 한다. ISB Pole 시스템은 교량 안전을 위하여 가장 우선시되는 u-Safety 센서와 신뢰성 향상을 위하여 이중화 통신구조를 지닌 게이트웨이를 Pole에 설치하여 실시간으로 교량의 교통 상황을 모니터링 한다. 뿐만 아니라, 수집된 정보를 통해 교량 안전관리자가 손쉽게 사고 및 위험에 대응할 수 있도록 교량의 각 구간에 위험지수를 표시할 수 있는 u-Safety 복합안전관리 프로그램을 개발한다. 이와같은 ISB Pole 시스템은 실제 교량에 다양한 현장실험을 진행함으로써 시스템의 안정성을 높이고, 인터페이스를 단일화하여 교량의다른 IT 시설물과도 통합이 가능한 형태로 제작되어 교량의 안전도 향상에 크게 기여할 것이다.

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Vulnerability Assessment and Risk Analysis for Watershed (도시하천 유역의 취약성 평가 및 위험도 분석)

  • Lee, Hoo Sang;Lee, Jea Joon;Heo, Jun Heang
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.469-469
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    • 2015
  • 산업혁명 이후 인간사회의 산업화 및 도시화의 가속으로 지구온난화는 기후변화를 야기해 왔으며, 이로 인한 각종 부정적인 영향과 심각성은 날로 커져가고 있는 현실이다. IPCC(Intergoverment Panel on Climate Change)는 기후변화의 주범인 온실가스를 감축할 지라도 기후의 탄성 때문에 앞으로 수세기 이상 계속 진행될 것으로 전망하였으며, 기후변화 영향의 근원적 방지는 불가능하기 때문에 결국 수자원 관리 측면에서도 기후변화에 적응하기 위한 각종 적응전략 개발의 필요성을 강조하였다(IPCC, 2007). 또한, 극한강수의 발현비율이 도시 및 비도시 지역의 구분 없이 과거 30년에 비해 크게 증가하고 있으며 이러한 추세는 수공구조물의 치수안전도 저하에 큰 영향을 준다. 우리나라는 그동안 하천, 유역 홍수저감 시설물과 댐 등 대형 수공구조물에 대한 안전성 평가를 주기적으로 수행해 왔으나 단순히 모니터링을 통하여 현재의 안전기준의 부합 여부만을 판단하는 수준에 그치고 있다. 장래 증가하는 홍수피해에 대처하기 위해서는 다양한 극한강우 및 극한홍수시나리오를 기반으로 시설물 설계기준별 홍수 위험도와 취약성을 평가하고, 극한홍수 방어기준을 재설정하여 현재 설계기준을 제고할 필요가 있으며, 시설물별 안전도 평가와 위험도 저감계획 및 경제성 평가를 종합적으로 고려한 실행프레임워크 개발이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 도림천 유역에 대하여 최적화된 도시유출모형을 통하여 기후변화가 도시유역에 미치는 유출영향을 분석하였으며, MCS(Monte Carlo Simulation)을 통한 극치수문사상의 적용 및 유출분석을 통한 하천제방의 취약성 평가와 위험도 분석을 실시하여 도시하천의 기후변화 영향을 정량적으로 표현하고자 하였다. 또한 기후변화에 따른 도시하천의 수문특성 변화분석 결과를 바탕으로 향후 발생할 수 있는 극치 수문사상의 값을 반영한 설계기준 강화 수방시설 계획 등의 연구에 활용하며, 여러 가지 수문학적 불확실성에 의하여 가변 가능한 도시하천 유역의 취약성 평가 및 위험도 분석을 통한 기후변화 대응과 수공구조물 설계 및 수방전략 수립에 활용하고자 한다.

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Stability Analysis of Levee by Infiltration Analysis for Watershed (도시하천 유역의 침투해석을 통한 제방의 안정성 평가)

  • Lee, Hoo Sang;Lee, Jea Joon;Heo, Jun Heang
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.231-231
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    • 2016
  • 산업혁명 이후 인간사회의 산업화 및 도시화의 가속으로 지구온난화는 기후변화를 야기해 왔으며, 이로 인한 각종 부정적인 영향과 심각성은 날로 커져가고 있는 현실이다. IPCC(Intergoverment Panel on Climate Change)는 기후변화의 주범인 온실가스를 감축할 지라도 기후의 탄성 때문에 앞으로 수세기 이상 계속 진행될 것으로 전망하였으며, 기후변화 영향의 근원적 방지는 불가능하기 때문에 결국 수자원 관리 측면에서도 기후변화에 적응하기 위한 각종 적응전략 개발의 필요성을 강조하였다(IPCC, 2007). 또한, 극한강수의 발현비율이 도시 및 비도시 지역의 구분 없이 과거 30년에 비해 크게 증가하고 있으며 이러한 추세는 수공구조물의 치수안전도 저하에 큰 영향을 준다. 우리나라는 그동안 하천, 유역 홍수저감 시설물과 댐 등 대형 수공구조물에 대한 안전성 평가를 주기적으로 수행해 왔으나 단순히 모니터링을 통하여 현재의 안전기준의 부합 여부만을 판단하는 수준에 그치고 있다. 장래 증가하는 홍수피해에 대처하기 위해서는 다양한 극한강우 및 극한홍수시나리오를 기반으로 시설물 설계기준별 홍수 위험도와 취약성을 평가하고, 극한홍수 방어기준을 재설정하여 현재 설계기준을 제고할 필요가 있으며, 시설물별 안전도 평가와 위험도 저감계획 및 경제성 평가를 종합적으로 고려한 실행프레임워크 개발이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 SEEP/W 모형을 이용하여 일반적인 하천 제방을 바탕으로 침투해석을 실시하여 그 결과를 이용하여 안정성 평가에 대하여 검토하였다. 또한 기후변화에 따른 도시하천의 수문특성 변화분석 결과를 바탕으로 향후 발생할 수 있는 극치 수문사상의 값을 반영한 설계기준 강화 수방시설 계획 등의 연구에 활용하며, 여러 가지 수문학적 불확실성에 의하여 가변 가능한 도시하천 유역의 취약성 평가 및 위험도 분석을 통한 기후변화 대응과 수공구조물 설계 및 수방전략 수립에 활용하고자 한다.

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Development of Ubiquitous Sensor Network Intelligent Bridge System (유비쿼터스 센서 네트워크 기반 지능형 교량 시스템 개발)

  • Jo, Byung Wan;Park, Jung Hoon;Yoon, Kwang Won;Kim, Heoun
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.16 no.1
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    • pp.120-130
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    • 2012
  • As long span and complex bridges are constructed often recently, safety estimation became a big issue. Various types of measuring instruments are installed in case of long span bridge. New wireless technologies for long span bridges such as sending information through a gateway at the field or sending it through cables by signal processing the sensing data are applied these days. However, The case of occurred accidents related to bridge in the world have been reported that serious accidents occur due to lack of real-time proactive, intelligent action based on recognition accidents. To solve this problem in this study, the idea of "communication among things", which is the basic method of RFID/USN technology, is applied to the bridge monitoring system. A sensor node module for USN based intelligent bridge system in which sensor are utilized on the bridge and communicates interactively to prevent accidents when it captures the alert signals and urgent events, sends RF wireless signal to the nearest traffic signal to block the traffic and prevent massive accidents, is designed and tested by performing TinyOS based middleware design and sensor test free Space trans-receiving distance.