• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_2호
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• pp.849-858
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• 2023

지진, 산사태와 같은 재난사고현장에서 조사업무는 시설물 붕괴 등 2차 재난 피해가 발생할 수 있어 많은 위험이 따른다. 이처럼 조사자가 직접 접근하기 힘든 재난현장에서 라이다(light detection and ranging, LiDAR)가 탑재된 드론 측량시스템을 통해 고정밀의 3차원 재난정보를 안전하게 취득할 수 있는 방법을 강구할 수 있다. 이에 본 연구에서는 2023년 4월 성남시 분당구의 정자교 붕괴사고 현장을 대상으로 드론 LiDAR의 재난 현장에서의 활용 가능성을 확인하였다. 이를 위해 사고 교량에 대한 고밀도 포인트 클라우드를 수집하고, 사고 교량을 3차원 지형정보로 복원하여 10점의 지상기준점 측량 성과와 비교하였다. 그 결과, 수평방향으로의 root mean square error (RMSE)는 0.032 m, 수직방향으로 0.055 m로 확인되었다. 또한, 지상 LiDAR를 통해 같은 대상지를 측량하여 생성한 포인트 클라우드와 비교한 결과, 수직방향으로 약 0.08 m가량의 오차가 발생하였지만 전체적인 형상은 큰 차이가 없을 뿐만 아니라 전체적인 데이터 취득과 자료 처리 시간 측면에서 드론 LiDAR가 지상 LiDAR보다 효율적임을 확인할 수 있었다. 따라서 많은 위험이 따르는 재난현장에서 드론 LiDAR의 활용을 통해 안전하고 신속한 현장 조사가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.4845-4852
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• 2012

본 논문은 교각의 세굴심 산정공식과 교대의 세굴심 산정공식을 적용하여 하천의 홍수량 및 만곡의 유 출입 각 변화에 따른 교량의 세굴심을 산정하고 이를 비교 검토하여 세굴심 산정식의 적용성을 평가하였다. 전체적으로 홍수량 및 유 출입 각이 증가할수록 만곡부의 세굴심 편차가 증가하였으며, 특히 유 출입 각 $105^{\circ}$에서 58%의 편차를 보여 이 지형에서의 교량계획시 신중한 검토가 필요할 것으로 판단된다. 다음으로 만곡부 산정공식별 만곡부의 세굴심 편차를 산정한 결과, 교각의 경우 Andru식이 58%를 Laursen식이 26%의 편차율을 보였으며, 다음으로 CSU. 식이 17%의 편차율을 보였다. 교대는 Froehlich 공식이 44%의 편차율을 보이고 있어 위 식의 세굴심 산정식 적용시 만곡부의 수리특성을 고려한 세굴심 산정이 필요한 것을 알 수 있다. 끝으로 세굴심의 편차를 크게 보인 유 출입 각 $45^{\circ}{\sim}135^{\circ}$에 대하여 홍수량에 따른 세굴심의 편차율을 회귀분석 하여 회귀식을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6D호
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• pp.849-856
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• 2011

본 연구에서는 교량의 구조계산서와 같이 여러 종류의 머리기호를 사용하며 제목의 계층구조가 복잡한 형식을 띄는 엔지니어링 문서의 비구조화된 텍스트 정보를 제목의 계층 구조에 따른 준구조화된 XML 문서로 변환시키는 방법을 제시한다. 텍스트 정보로부터 제목의 계층구조를 자동으로 추출하기 위해 문서구조분석 방법의 하나인 문서구조추출 기법을 이용하는 방법을 개발하였으며, 특히 개조식 구문의 식별방법을 개발하여 구조계산서 문서 계층구조의 제목추출과정 및 계층구분의 전체 정확도를 향상시킬 수 있는 방법을 제시하였다. 제시된 방법에 따른 응용모듈을 개발하였으며, 총 40개의 교량 구조계산서를 대상으로 그 성능을 평가하였다. 먼저, 20개의 강거더 상부 구조계산서를 대상으로 선행 연구결과와 비교하여 본 연구에서 개발된 응용모듈의 정확성과 신뢰도가 향상됨을 보였다. 또한, 다른 구조형식에 대한 구조계산서 20개에 대하여 개발된 모듈의 적용성을 평가하였다. 그 결과 본 연구에서 제안한 방법에 의한 문서 계층구조 분석의 최종 정확도는 평균 99% 수준 이상을 나타내고, 표준편차는 1.52로 나타나 본 연구에서 제시된 방법이 다양한 형식의 머리기호를 사용하여 제목을 구분하는 여러 엔지니어링 문서에도 적용이 가능함을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.664-668
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• 2018

특수구조물 중에서 특히 높은 독립적 구조물은 낙뢰에 의한 뇌격을 받을 가능성이 높다. 특수 구조물은 대체적으로 국가 산업시설물에 속하므로 낙뢰로 인한 피해는 사회적 경제적 손실이 막대하다. 이러한 낙뢰 피해 방지를 위해 낙뢰 보호시설을 설치하였으나 2015년도에 서해 대교의 지지케이블에 낙뢰로 인한 화재가 발생하여 많은 경제적 손실을 초래하였다. 이에 낙뢰 보호 시스템의 설계는 구조물에 낙뢰 위험을 분석 한 후 보호 조치를 수립해야한다. 뇌격에 대한 위험도 평가에 대한 국제적 규격은 국제전기기술위원회(IEC) 규격이 전 세계적인 규격의 근간을 이루고 있으며, 특히 해외 국가규격이나 기준은 IEC 기준으로 낙뢰 위험도 평가를 실시하여 낙뢰 보호대책시 적용하고 있다. 국내에서도 KS C IEC 62305 규격을 적용하여 위험성평가와 피뢰보강을 위한 기초자료로 활용하고, 낙뢰 보호 시스템을 설계한다. KSC IEC 측정방법으로 국내 특수교 리스크 평가에 대한 결과로는 물리적 손상 및 전자계시스템 위험 특수교는 평가대상 전체 교량 77개 교량 중 7개 교량에서 허용위험도가 높은 것으로 보고되었다. 본 논문에서는 높고 독립적 구조물의 위치에 따라 낙뢰 수에 대한 실제 정보 수집 시스템을 운영하는 모델링 시스템을 제안하기 위해 실제적인 낙뢰 정보를 분석하고 기상 관측소에서 제공 한 낙뢰수와 높은 구조물에 직접 도달하는 위험한 낙뢰 수를 비교하여 검증하는 방법을 검토하였으며, 지상에 직접적으로 도달한 낙뢰수에 따른 낙뢰위험도 산출시 확률적 보정률을 모니터링하여 적용함으로써 실효적인 낙뢰위험도 평가를 할 수 있도록 제안하고자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.25-35
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• 2000

일반적으로 보에 의해서 탄성 지지된 등방성 판은 슬래브교(Slab Bridge)나 거더교(Slab on Girder Bridge)와 같은 교량의 상부구조를 형성하게 된다. 그러나 이러한 탄성 지지된 등방성 판에 대한 해석은 주로 고정 지지된 경계 조건만을 이용하여 이루어 졌으며, 근래에 제시된 해석방법에서도 판 경계의 처짐 형상을 가정하거나 하중 위치를 고정한 상태에서 정해를 유도하므로 탄성지점인 보와 판의 상호관계를 정확하게 묘사하지 못하고 있다. 또한 유한 요소법을 이용한 해석은 정확한 결과를 얻을 수 있는 반면, 많은 해석시간을 요하는 문제점을 안고 있다. 따라서,. 본 연구에서는 조화해석법을 적용하여 보와 등방성 판의 매크로 요소(Macro Element)의 변위 함수를 구성하고, 이를 판의 탄성 지점에서의 평형방정식을 이용해 계산함으로써 단시간 내에 전체 시스템의 응답을 결정할 수 있는 해석법을 개발하고 이를 프로그램화하였다. 또한, 본 해석법의 타당성을 검증하기 위해서 다양한 하중 조건과 판의 형상비, 탄성 지점 조건 등을 가진 교량 바닥판에 대한 해석을 수행하였으며, 해석법의 단순성 과 해석시간의 단축으로 교량 바닥판과 거더에 대한 매개변수 분석 등에 사용될 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.791-800
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• 2013

국내 도로 건설사업의 사업초기단계에서의 개략공사비 산정은 예비타당성조사, 도로업무편람, 투자평가지침에서 제시하는 도로의 평균단가 또는 표준단가를 기준으로 도출되는데 이는 공사비 산정 표준체계 부재 및 기초자료 갱신 평균단가를 적용하여 공사비를 산출하는 방식으로 본 연구의 대상인 특수 교량공사의 특성을 전부 반영하기에 미흡한 실정이다. 또한, 신속한 의사결정이나 대안선택이 결정되는 설계단계에서 소모적이고 획일적인 공사비 산정방식의 한계점을 개선하고 사업초기단계의 개략공사비산정 프로세스의 효율성 및 신뢰도를 높이기 위한 새로운 공사비 산정 모델을 개발이 요구된다. 이에 본 연구에서는 평균건설단가를 적용하여 개략 공사비를 산출하는 기존 방식에서 벗어나 대표공종 기반의 상세물량입력 모델을 구축하였다. 실적 공사비 데이터 및 공종별 원가자료를 기반으로 토목공사 수량산출 지침서 기준 전체 공종내역 중 공사비 누적비율 대비 95%이상을 차지하는 대표적인 공종을 도출하였다. 상부면적당 대표공종기반 단위물량 및 차로수별 공사비단가를 제시하고, 이를 활용하여 교량형식별로 상부면적당 공사비단가를 도출 및 검증을 통해 사업초기단계에서 업무추진 의사결정의 신뢰적 지원 및 효율적인 공사비 산정방식을 도출 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.510-519
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• 2019

본 연구에서는 보강토교대로 지지된 슬래브교의 설계 활하중을 도로교설계기준(2010)의 DB-24와 도로교설계기준(한계상태설계법)(2015)의 KL-510으로 구조해석을 수행하였다. 구조해석 결과로부터 산정된 슬래브교의 반력과 보강토교대에 작용하는 접지압에 대해 비교검토를 수행하였다. 교대에 작용되는 반력은 교각의 유무와 개수에 따라 다르게 산정되었다. 단경간에 비해 연속교에서 교대에 작용되는 반력이 감소되는 것으로 나타났다. 구조해석 결과, 활하중보다는 고정하중에 의한 반력이 약 2배 이상 크게 산정되었으며, 활하중이 전체 반력에 미치는 영향이 상대적으로 작았다. 보강토교대에 작용하는 접지압은 단경간에서 가장 크게 산정되었다. 이동하중의 종류에 따른 영향은 상대적으로 크지 않았다. 따라서, 연속교에서 교대에 작용되는 반력과 접지압이 작게 산정되기 때문에, 단경간 교량보다는 연속 교량에 보강토교대를 적용하는 것이 유리한 것으로 판단되었다. 보강토교대에 작용되는 반력과 하중 분담률은 다양한 조건에 따라 달라지므로, 다양한 교량 형식과 제원에서의 접지압 검토가 향후 필요하다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.63-70
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• 1994

본 연구에서는 다경간 연속교의 내진해석시 가동받침의 마찰을 고려할 수 있는 비선형 동적해석 방법을 제시하고 가동받침의 마찰계수에 따른 연속교의 내진응답을 고찰하였다. 연구결과 국내와 같은 소규모 설계지진시에는 가동받침의 마찰은 마찰계수가 작더라도 에너지 감쇠에 의한 상부구조의 변위감소와 마찰력에 의한 상부구조의 관성력의 각 하부구조로 분배에있어 상당한 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 이러한 가동받침의 마찰효과는 마찰계수가 클수록, 입력지진의 규모가 작을수록 커짐을 보였다. 따라서 경간수가 많고 상부구조의 중량이 큰 다경간 연속교에 있어서 가동반침의 마찰계수를 적절히 사용함으로써 중소규모 설계지진 작용시 상부구조의 수평변위를 조절할 수 있고 상부구조의 교축방향 관성력을 각 하부구조로 분배하는 효과에 의해 경제성과 전체교량의 내진 안전성을 확보할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권3호
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• pp.241-247
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• 2015

교량이나 배관과 같이 긴 길이의 구조물은 처짐 및 변형이 발생하기 쉽다. 이러한 구조물의 건전성 감시를 위해서는 국부적인 물리량 측정뿐만 아니라 전체의 형상 감시가 필요하다. 광섬유 브래그 격자(Fiber Bragg Grating; FBG) 센서는 광섬유에 다수의 센서 적용이 가능하여 대형 구조물 감시에 효과적이다. 본 연구에서는 FBG를 이용하여 구조물의 다점에서 변형률을 측정하고, 이를 바탕으로 구조물 전체의 형상 추정을 위한 연구를 수행하였다. 구조물의 정확한 감시가 가능하도록 3차원의 형상 추정을 연구하고 실험적 검증을 수행하였다. 실험 결과 구조물의 변형에 따른 형상 변화의 추정이 가능함을 확인하였고, 추가로 특정 위치에서의 처짐량을 실제 마이크로미터로 측정한 값과 예측된 값을 비교하여 검증하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.271-275
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• 2011

정부의 녹색성장 국가전략에 따라 철도로의 수송수요 전환은 수송분야의 온실가스 총 배출량을 저감하는 대표적인 방안 중 하나이다. 이에 수송수단간 온실가스 배출량을 비교하기 위해 철도분야의 연구가 다양하게 진행되어 왔으나, 대부분 운영단계 위주이며 건설단계는 제외되어 있다. 본 연구에서는 철도건설 시 온실가스 배출량을 평가하기 위해 A 노선의 토목, 궤도, 건축, 전철전력 공사 일부를 대상으로 선정하였다. 철도건설의 주요 온실가스 배출원은 중장비의 연료사용으로 전체 온실가스 배출량 중 토목공사가 96% 이상을 차지하였으며, 배출원단위는 2.191톤 $CO_2e/m$이었다. 토목공사를 세부적으로 살펴보면, 공종별 온실가스 배출원단위가 토공, 터널, 교량, 정거장의 순으로 나타났다. 향후 추가적으로 시스템 경계를 확장하여 철도운영, 유지보수, 폐기 단계를 포함한 전과정적인 접근을 통해 철도 전체의 온실가스 배출량을 산정하는 것이 필요하다.