• Title/Summary/Keyword: 특수교량

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Cable-supported Bridge Safety Inspection Blind Spot Elimination Technology using Drones (드론을 활용한 케이블지지교량 안전점검 사각지대 해소 기술)

  • Sungjin Lee;Bongchul Joo;Jungho Kim
    • Journal of Korean Society of Disaster and Security
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    • v.15 no.4
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    • pp.31-38
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    • 2022
  • In the case of special bridges whose superstructure is supported by cables, there are many blind spots that are difficult to access without special equipment and personnel. As a result, there are difficulties in the safety inspection of special bridges. The purpose of this study is to review the inspection blind spots of cable-supported bridges such as cable-stayed bridges and suspension bridges, and to study ways to eliminate blind spots using drones. To this end, the cables, stiffened girder, and pylons of the cable-stayed bridge located in the sea were inspected using drones. Through this study, it was confirmed that external safety inspection of special bridges that are difficult for inspectors to access is possible using drones. In particular, drone inspection to check the external condition and damage of the pylon, which is a blind spot for inspection of special bridges, is a very effective safety inspection method.

A Study on the Surface Damage Detection Method of the Main Tower of a Special Bridge Using Drones and A.I. (드론과 A.I.를 이용한 특수교 주탑부 표면 손상 탐지 방법 연구)

  • Sungjin Lee;Bongchul Joo;Jungho Kim;Taehee Lee
    • Journal of Korean Society of Disaster and Security
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    • v.16 no.4
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    • pp.129-136
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    • 2023
  • A special offshore bridge with a high pylon has special structural features.Special offshore bridges have inspection blind spots that are difficult to visually inspect. To solve this problem, safety inspection methods using drones are being studied. In this study, image data of the pylon of a special offshore bridge was acquired using a drone. In addition, an artificial intelligence algorithm was developed to detect damage to the pylon surface. The AI algorithm utilized a deep learning network with different structures. The algorithm applied the stacking ensemble learning method to build a model that formed the ensemble and collect the results.

Study for Determination of Management Thresholds of Bridge Structural Health Monitoring System based on Probabilistic Method (확률론적 방법에 의한 교량계측시스템의 관리기준치 설정에 관한 연구)

  • Kim, Haeng-Bae;Song, Jae-Ho
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.20 no.3
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    • pp.103-110
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    • 2016
  • Recently, structural health monitoring system(SHMS) has been appled cable bridges as the effective maintenance tool and the management threshold is considered to assess the status of the bridge in SHMS. The threshold is generally determined by the allowable limit based on design specification because there is no method and standard for threshold calculation. In case of the conventional thresholds, it is difficult to recognize the event, abnormal behavior and gradual damage within the threshold. Therefore, this study reviewed the problem of previous methods and proposed the advanced methodologies based on probabilistic approach for threshold calculation which can be applied to practice work. Gumbel distribution is adopted in order to calculate the threshold for caution and warning states considering the expectations for return periods of 50 and 100 years. The thresholds were individually determined for measurement data and data variation to detect the various abnormal behaviors within allowable range. Finally, it has confirmed that the thresholds by the proposed method is detectable the abnormal behavior of real-time measuring data from SHMS.

Reduction construction schedule using new technology when overweight cargo is passed the bridge (변압기 등 중량물 교량통과 신기술을 통한 초고압변전소 공사기간 단축 및 시공기술 향상)

  • Min, Byeong-Wook;Shin, Myoung-Sik;Han, Byung-Jun;Choi, Sung-Ho
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2011.07a
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    • pp.2122-2123
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    • 2011
  • 대규모 발전단지의 계통연계 및 지역간 전력 융통과 대도시지역의 전력공급원 역할을 담당하기 위해 현재 전국적으로 67개의 345kV 이상 초고압변전소가 운전되고 있고, 향후에도 지속적으로 변전설비가 확충될 예정이다. 초고압 변전소에 필수적으로 설치되는 주변압기, 리액터는 그 용량에 따라 대형 중량물(345kV 변압기 66톤, 리액터 88톤 등)로 제작됨으로써 특수 운반차량을 통해서만 공장에서 현장까지 운반되고 있다. 현행 국내 도로법에서는 운반차량의 축하중이 10톤을 초과하거나 적재물 중량을 포함한 총 중량이 40톤을 초과할 경우 도로(교량)관리청의 허가를 득한 후 운반토록 규정하고 있고, 허가 조건을 맞추기 위해서는 교량보강 등의 공사를 통해 교량에 가해지는 중량을 분산시키거나 별도 우회도로를 설치하고 있다. 교량보강 공사는 교량의 종류에 따라 하부지보, 상부가교, 우회가교, 우회가도 등의 개별공법 또는 복합공사를 시행하고 있으나, 엄청난 토목공사비와 시간이 소요되고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 중량물 교량통과를 위해 대규모 토목공사 없이 운반할 수 있는 신기술 장비인 'Crossing Bridge System'에 대한 이론적 내용과 더불어 해당 기술의 특징 및 활용계획에 대해 기술하고자 한다.

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The Experimental Study for the Safety-factor Determination on Deflection Warning Criterion of Bridge Structure (교량의 처짐 관리기준치 여유도 산정을 위한 실험적 연구)

  • Joo, Bong-Chul;Park, Ki-Tae;Lee, Woo-Sang
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2008.02a
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    • pp.473-476
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    • 2008
  • Currently the number of bridge, large or small, throughout the nation reaches at least 20,000 which tend to increase year by year. Now some of the special bridges are professionally managed through the maintenance monitoring system and the number of bridges under the maintenance monitoring system will be increase. The deflection-measure of spans among the measuring items is important item for checking bridge-condition. This study made an investigation into the management reference and estimated the safety-factor of the management reference

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A Study on the Risk of Lightning in Special Structures and its Verification Method (특수 구조물의 낙뢰 위험도와 검증 방안에 관한 연구)

  • Yoo, Jeong Hyun;Kim, Hei Sik
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.19 no.6
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    • pp.664-668
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    • 2018
  • Free-standing structures that are especially high are more likely to receive brain attacks caused by lightning. Since special structures are generally part of national industrial structures, lightning strikes mostly cause socio-economic damage. Lightning protection facilities are installed to prevent such lightning damage, but in 2015, support cables on West Sea bridges were hit by lightning, causing a lot of economic damage. Accordingly, the design of a lightning protection system shall establish protective measures after analyzing the risk of debris falling onto the structure. In this thesis, lightning strikes are analyzed directly in relation to the modeling system that operates the actual information collection system for lightning strikes, depending on the location of the tall, free-standing structures, and practical lightning hazard information is provided by a meteorological station. In addition, we propose monitoring and applying a probability correction rate to the calculation of the lightning risk based on the number of lightning strikes directly reaching the ground in order to obtain an effective lightning risk assessment.

2-Dimensional Section Model Experimental Study of 1200m Span Cable-Stayed Bridge (주경간 1200m급 사장교 2차원 단면모형실험)

  • Lee, Ho-Yeop;Chun, Nak-Hyun;Oh, Seung-Taek;Lee, Hak-Eun
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.76-76
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    • 2011
  • 현재까지 시공된 사장교 중, 주경간이 가장 긴 교량은 중국의 수통대교(1088m)이다. 이에 버금가는 사장교로 홍콩의 스톤커터교(1018m) 역시 주경간장이 1000m가 넘는다. 바야흐로 사장교 역시 주경간 1000m의 시대가 열린 것이다. 우리나라 역시 세계적 흐름에 맞추어 주경간 800m의 인천대교(세계 5위)를 시공한바 있다. 이와 같이 교량의 초장대화는, 교량 건설 분야에서 기술경쟁력의 지표가 될 뿐만 아니라 세계 건설 시장의 큰 흐름이라고 할 수 있다. 이에 본 연구는 세계적 추세에 발맞추어, 국내 각계의 건설 전문가들이 모여 만든 초장대 교량 사업단의 기술 혁신 사업의 일환으로 이루어졌다. 교량이 장대화 되면서 바람의 의한 영향이 중요해진다는 것은 주지의 사실이다. 특히 사장교와 현수교 같은 특수 교량의 경우, 정적 및 동적 내풍 성능이 반드시 고려되어야만 한다. 본 연구에서는 주경간 1200m의 사장교를 가정하고, 이 사장교의 내풍 단면을 개발, 그 단면에 대한 정적 및 동적 내풍 성능을 평가하고자 하였다. 정적 내풍 성능으로는 단면의 형상에 따른 풍하중을 파악하고자 했으며, 동적 내풍 성능으로는 풍속에 따른 교량의 연직방향 변위 및 플러터 속도를 파악하고자 하였다. 이 실험은 추후에 3차원 전교모형실험의 기본 데이터로 활용하였다. 본 실험을 통해 개발된 단면의 등류 및 난류 상태에서의 영각별 정적 공기력계수를 계산해내었고, 설계풍속이 54.7m/s일때 한계풍속 65.64m/s(거마대교 기준)하에서의 중앙 경간의 풍속별 평균 변위를 측정하였으며, 이를 토대로 이 교량의 영각별 플러터 속도를 계산해 내었다.

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Development of Automated Statistical Analysis Tool using Measurement Data in Cable-Supported Bridges (특수교 계측 데이터 자동 통계 분석 툴 개발)

  • Kim, Jaehwan;Park, Sangki;Jung, Kyu-San;Seo, Dong-Woo
    • Journal of Korean Society of Disaster and Security
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    • v.15 no.3
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    • pp.79-88
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    • 2022
  • Cable-supported bridges, as important large infrastructures, require a long-term and systematic maintenance strategy. In particular, various methods have been proposed to secure safety for the bridges, such as installing various types of sensor on members in the bridges, and setting management thresholds. It is evidently necessary to propose a strategic plan to efficiently manage increasing number of cable-supported bridges and data collected from a number of sensors. This study aims to develop an analysis tool that can automatically remove abnormal signals and calculate statistical results for the purpose of efficiently analyzing a wide range of data collected from a long span bridge measurement system. To develop the tool, basic information such as the types and quantity of sensors installed in long span bridges and signal characteristics of the collected data were analyzed. Thereafter, the Humpel filtering method was used to determine the presence or absence of an abnormality in the signal and then filtered. The statistical results with filtered data were shown. Finally, one cable-stayed bridge and one suspension bridge currently in use were chosen as the target bridges to verify the performance of the developed tool. Signal processing and statistical analysis with the tool were performed. The results are similar to the results reported in the existing work.

A Study on Method of Evaluation for Deck Pavement (교면포장의 평가 방법 고찰)

  • Jo, Shin Haeng;Jo, Nam June;Jang, Jung Soon;Baek, Yu Jin;Kim, Nak Seok
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.86-86
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    • 2011
  • 토목 기술의 발달로 장대교량이 증가함에 따라 교면 포장도 더 심각한 진동 및 충격, 기상조건에 노출되게 된다. 교면 포장은 차량의 주행의 편리성뿐 아니라 교량 구조물을 보호해야 하는 역할도 함께 수행하기 때문에 일반 토공부의 포장과 다른 성능을 필요로 한다. 교면 포장의 특수함을 감안하여 교면 포장의 품질을 평가하고, 설계와 적용시 반영 한다면 교량의 내구 연한 및 시공, 유지관리 비용을 절감 할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 교면 포장에 요구되는 성능을 조사하고, 교면 포장 특히, 장대 교량 적용시 교면 포장의 성능 평가를 위한 평가 방법을 고찰하였다. 교면 포장의 가장 큰 구조적 특징은 교량의 진동과 휨에 의해 포장이 받게 되는 휨응력이다. 특히 교량의 장경간화에 따라 더 큰 진동과 변형을 경험하게 되는 교면 포장은 그에 따른 충분한 휨 추종성과 피로 저항성을 확보하여야 한다. 기존 토공부 포장에서는 실험이 간단한 원통형 공시체를 이용한 간접인장강도 모드의 실험으로 피로 성능을 평가하였으나, 교면 포장은 실제 거동 특성과 유사한 빔 피로 시험 모드가 보다 신뢰성이 높을 것으로 판단된다. 빔 피로시험 모드로는 3점, 4점, 5점 휨 피로 시험 모드가 있으며, 각각의 모드는 지지점의 개수, 재하점의 개수에 따라 다른 거동 특성을 평가 할 수 있다. 최근 개발된 5점 휨 시험의 경우 교량에서 발생하는 부(-)모멘트를 모사할 수 있어 보다 현실적인 검증이 가능할 것으로 예상된다. 이 외에도 실제 크기 모형을 이용하여 윤하중을 가하는 Full-scale 모델의 경우 비용과 시간이 많이 소요되는 단점이 있으나 가장 신뢰성이 높은 방법이라고 할 수 있다. 교면 포장은 교량구조부로 수분이 침투되는 것을 막아주는 역할을 하여야 하며, 특히 해상 교량의 경우의 염분과 겨울철 사용되는 제빙화학제는 콘크리트의 열화와 강구조물의 부식을 발생시키므로 교면 포장의 방수 성능 검토는 매우 중요한 역할을 한다. 일반 토공부 포장과 달리 교면 포장은 하부층이 대기에 노출되어 있기 때문에 겨울철에 더 낮은 온도로 포장체의 온도가 내려가게 되고, 온도가 떨어진 포장층은 스티프니스가 증감함에 따라 저온 균열의 발생확율이 높아지며, 휨추종성도 나빠질 가능성이 높다. 따라서 저온에서의 균열 저항성 및 스티프니스를 평가하는 것은 교면 포장 재료의 중요한 인자 중 하나이다. 포장과 포장 하부층의 접착은 포장층의 일체화된 거동을 할 수 있게 하기 때문에 내구성 향상에 중요하다. 특히 교량과 같이 진동과 변형이 많은 경우에 있어 포장 접착층의 성능은 포장과 교량 구조물의 파손에 더 큰 영향을 미치게 된다. 접착성능은 실내에서의 직접인장모드와 전단접착강도 시험 모드의 실험이 있으며, 현장에서 측정하는 Pull-off 실험 등이 있다. 최근에 교통량과 중차량의 증가와 더불어 교량이 장경간화 되어 가면서 평가방법과 기준을 과거보다 엄격하게 할 필요성이 있다. 하지만 현실은 교면포장에 대한 시방규정이 모호하기 때문에 본 논문에서 제시한 국내외의 다양한 평가방법을 통해 적절한 교면포장의 성능을 평가하고 교면포장의 거동특성에 대한 이해를 함으로써 보다 발전된 교량기술을 확보할 수 있을 것이다.

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