• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.71-79
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• 2011

케이블 구조시스템의 경우 자기 평형 상태를 유지하기 때문에 장력이 손실된 특정 케이블을 재긴장을 하지 않으면 구조엔지니어가 요구한 하중보다 더 큰 하중이 다른 케이블에 전달되어 손상을 야기 할 수 있다. 또한, 턴버클을 이용한 재긴장 방법이 기존에 널리 적용되고 있지만 정확한 장력조절과 대구경 케이블에는 적절하지 못하고 인장재의 하중의 크기를 측정하는 것이 어렵다. 따라서 효과적으로 재긴장 할 수 있는 유압식 볼팅 접합부를 개발하고 인장력을 실시간으로 확인할 수 있는 모니터링 시스템을 적용하였다. 본 논문에서는 개발된 시스템의 현장 적용성 실험과 결과를 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2A호
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• pp.215-222
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• 2008

본 논문은 현수교 이중 행어 시스템에 대한 진동기반 SI 장력추정기법의 실험적 검증을 소개한다. 현수교 이중 행어 시스템을 모사한 실험 모델을 제작되었으며, 세가지 경우의 클램프 위치에 대한 세가지 경우의 행어장력에 대해서 총 9회의 진동실험이 반복 수행되었다. 각각의 계측된 가속도 응답 데이터에 대해서, 모달분석을 통한 고유진동수와 모드 형상이 추출되었다. 추출된 일련의 동특성치들에 대하여 기존의 장력추정 이론인 현이론과 선형회기법을 적용하여 장력을 추정하였다. 또한 진동기반 SI 장력추정기법을 적용하여 장력을 추정하였는데, 추정된 장력은 수치모델과 계측모델의 동적 특성치들이 동일하게 될 때, 수치모델의 케이블 장력을 인식함으로써 추정되었다. 추정결과, 클램프의 위치에 따라서 기존의 이론을 이용한 추정장력의 오차는 최대 53.1%까지 보이는 반면, 진동기반 SI기법을 이용한 추정장력기법의 장력추정 오차는 모든 경우에 대하여 3% 이내 이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5A호
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• pp.255-266
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• 2012

현수교 주케이블은 완성시 교량의 구조적 건전성을 나타내는 중요한 지표이다. 주케이블은 가설완료시 자유 매달림(free hanging) 상태의 형상이 되며 교량완성시 행어, 보강형 등의 고정하중을 지지하여 가설완료시 형상과는 차이가 발생한다. 따라서, 주케이블의 가설완료시 형상이 교량완성시 형상에 직접적인 영향을 미치므로 가설중 형상관리가 매우 중요하다. 주케이블의 가설중 형상관리는 중앙 및 측경간은 새그조정으로, 정착경간은 장력조정으로 수행된다. 새그조정은 새그조절량에 대한 스트랜드 길이 조절량을 나타내는 산정값인 새그민감도가 필요하며 장력조정은 온도변화에 대한 장력변화량을 나타내는 장력민감도가 필요하다. 이에 본 연구에서는 케이블 형상가정에 따라 유도된 기본식과 이로부터 도출된 미분 관계식으로부터 새그 및 장력민감도를 산정하는 방법을 제안하였다. 그리고, 다양한 새그변화 요인에 대해 현수선 기본식을 사용한 비선형 수치해석 새그민감도 계산 흐름도를 제안하여 미분관계식을 적용한 새그민감도 결과와 비교하였다. 또한, 각 새그변화 요인이 복합적으로 발생함으로 이를 고려하여 케이블의 최종 새그변화량을 산정하는 방법을 제안하였다. PPWS 공법으로 시공중인 실교량을 대상으로 PPWS의 길이변화 및 온도변화, 경간장변화 등의 다양한 시공여건의 변화에 따른 새그 및 장력민감도를 산정하였다. 본 연구내용이 주케이블 가설중 형상관리 방법에 대한 체계적인 지침이 되기를 바라며, 향후 실교 현장적용 및 실증에 의해 완성도를 높일 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.709-717
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• 2016

본 논문에서는 사장교 케이블의 장력 추정을 위한 영상변위 측정법의 간편성과 효율성을 보이고 효과적인 적용에 필요한 요구조건에 대해 연구하였다. 간편성과 효율성을 보이기 위해 상용 캠코드를 이용한 최소한의 장비만으로도 필요한 영상변위 측정이 가능함을 증명하였다. 이 경우 최소 장비 구성과 고속촬영에 따른 해상도 저하에 의한 크기오차가 발생할 수 있으나 진동법에 필요한 고유진동수 추정의 정확도 확보는 충분히 가능함을 알 수 있었다. 또한 진동법을 이용한 장력 추정에서 정확한 고유진동수의 검출을 위해서는 적절한 주파수 범위의 확보가 가장 중요함을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로, 상용캠 사용 조건하에서 촬영프레임속도에 따른 장력 추정의 정확도 변동에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 모형사장교의 케이블에 대한 장력 추정 실험을 수행하였다. 모형실험을 통해 다양한 고유진동수를 가지는 케이블에 대해 촬영프레임 속도에 따라 검출 가능한 장력을 정리하였다. 그 결과 에일리어싱 효과와 가진력의 저주파수 왜곡효과를 고려하여 추정될 고유진동수가 적절한 주파수 범위(대략 이론적 범위의 10~75%) 내에 위치하도록 프레임 속도를 결정되어야 함을 보였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제12권3_4호
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• pp.381-397
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• 2013

In this paper, wireless health monitoring of stay cables using piezoelectric strain sensors and a smart skin technique is presented. For the cables, tension forces are estimated to examine their health status from vibration features with consideration of temperature effects. The following approaches are implemented to achieve the objective. Firstly, the tension force estimation utilizing the piezoelectric sensor-embedded smart skin is presented. A temperature correlation model to recalculate the tension force at a temperature of interest is designed by correlating the change in cable's dynamic features and temperature variation. Secondly, the wireless health monitoring system for stay cables is described. A piezoelectric strain sensor node and a tension force monitoring software which is embedded in the sensor are designed. Finally, the feasibility of the proposed monitoring technique is evaluated on stay cables of the Hwamyung Grand Bridge in Busan, Korea.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2008년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.235-239
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• 2008

Cable systems are a construction of elements carrying only tension and no compression or bending in membrane structure. Tensile membrane structures are most often used as roofs as they can economically and attractively span large distances. But cable systems have weaknesses to vibration by earthquake, wind and vehicle loads. Damage detection of cable systems by using existing safety diagnosis is difficult to detect the characteristic change of overall structural action. If cable snaps are occurred to cable release and tear in tension structures, these are set up a vibration. So, we used piezo-electric materials, and The principle of operation of a piezoelectric sensor is that a physical dimension, transformed into a force, acts on two opposing faces of the sensing element. In this study, the development on test method of cable system is proposed and tested by tensile strength using piezo-electric materials.

• 한국안전학회지
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• 제29권2호
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• pp.38-44
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• 2014

When a cable-stayed bridge is under construction, the cable tension that changes according to the construction phase is the index indicating the proper construction management. In this study, the vibration method using the least-square estimation has been implemented to monitor changing tensions of two multi-strand cables of a cable-stayed bridge under construction. The test bridge is Hwamyung Bridge in Korea with a prestressed concrete box girder. The field tests are executed during the second tensioning stage just after the installation of the key segment. The tensions of two cables are measured before and after the tensioning and 5 days later (i.e., after finishing the tensioning of all cables). The accuracy of the estimated tensions by the vibration method has been improved by employing proper effective lengths of the cables. The measured tensions are compared with the result of the lift-off tests and design tensions. The vibration method shows very good performance in monitoring the changing tensions according to the construction phase with minimal error.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.17-22
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• 2009

사장교 케이블 장력 산정 방법에는 직접적인 방법과 간접적인 방법이 있는데 직접적인 방법은 정확성에 문제가 있을 뿐만 아니라 제한사항도 많다. 따라서 일반적으로 케이블 장력 추정은 간접적인 방법인 고유진동수를 이용하는 진동법을 사용하고 있다. 최근 시공된 사장교의 케이블에 대해 현이론을 이용한 진동법으로 케이블 장력을 산정해 그 결과를 다중진동모드를 이용한 진동법과 비교했다. 그 결과를 요약하면, 현이론 방법의 오차는 7차이하의 진동모드에서는 2%를 초과하지 않았다. 특히, 3차와 4차 진동모드의 오차는 1%를 초과하지 않았다. 그리고 진동모드의 차수가 증가하고 케이블 단면이 클수록 오차는 증가했고, 장력이 크고 케이블 길이가 길수록 오차는 낮아짐을 알 수 있었다. 즉 7차 이하의 진동모드에서 높은 정밀도를 갖는 다는 것을 알 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.609-616
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• 2008

국가경제력 향상과 함께 바다와 섬에 대한 관심이 높아지면서 육지와 섬, 섬과 섬을 연결하는 해상 장대교량이 많이 건설되고 있다. 장대교량은 현수교, 사장교, 아치교, 트러스교 등으로 대변할 수 있는데 그 중에서도 사장교는 주탑(Pylon)과 케이블(Cable), 보강형(Stiffened Girder)이 조화를 이루면서 외관이 아름다워 매력적인 교량형식의 하나로 최근 많이 계획되고 있다. 장력측정은 케이블에 설치한 가속도 센서로부터 케이블의 고유진동수 변화를 이용하는 간접법인 진동법을 적용하였다. 본 연구에서는 댐퍼 설치 케이블의 유효길이 산정식을 제안하였는데 이는 케이블의 유효길이 변화를 실측치와 해석값을 비교하여 분석한 것으로 기존의 유효길이 산정방법인 댐퍼와 정착단간의 순간격에 의한 것은 최종 케이블 장력값 추정에 있어서 신뢰도가 떨어짐을 확인할 수 있었다. 그러므로 향후 유지관리 단계에서는 본 연구에서 제안한 케이블의 유효길이 산정식을 활용하여 장력을 정확하게 파악하는 것이 케이블의 재긴장 및 교체시기 결정 등에도 합리적인 의사결정 자료로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.77-78
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• 2009

본 연구에서는 대공간 건축구조물로서 2002년 건축된 6개의 월드컵경기장을 대상으로 케이블을 모델링하고 실험을 통하여 기존 제안 이론식들의 적용성 여부를 검증하였다. 실험결과, 휨강성의 크기에 따라 약 10${\sim}$60% 이상의 오차로 장력의 추정이 가능한 것으로 나타났다. 단, 도입장력의 크기에 따라 장력추정 결과의 신뢰도가 달라질 수도 있는 것으로 나타났다.