STRUCTURAL HEALTH MONITORING, MAINTENANCE, AND EVALUATION

서해대교, 영종대교로부터 본격화되기 시작한 우리나라 케이블 교량 건설은 중국에 이어 가장 활성화된 시장을 보유하고 있다. 따라서 실교량을 활용한 연구는 희소가치가 있으며 국제적으로도 관심이 집중된 분야이다. 해석 및 설계과정을 통해 건설된 교량이 과연 예측한 대로 거동하는지, 만일 그렇지 않다면 우리가 모르고 있는 것이 무엇인지를 연구하고 이를 다음 교량에 반영하는 것은 매우 흥미 있는 것이다. 장대교량의 최소 설계수명은 100년이며 유지관리에 소요되는 비용은 건설비용을 상회할 수 있으므로 특히 실교량을 통해 축적된 기술은 유지관리 비용 절감을 유도할 수 있다. 따라서 본 연구실에서는 구조물 모니터링 시스템을 활용하여 교량의 건정성 평가 및 유지관리를 위한 기술 개발을 수행하고 있다. 대표적 연구성과로는 서해대교 해석모델 업데이팅과 광안대교 형상 측정을 통한 유지관리 모델 개선을 들 수 있다. 이순신대교, 목포대교, 새천년대교에서 풍관측탑 설치를 통한 연구를 수행하였다. 2진도대교에는 무선계측 실용화 테스트베드 국제공동연구를 KAIST, 미국 UIUC, 일본 동경대와 공동 수행한 바 있으며 미국 UCI와는 CALTRAN에서 관리 중인 Vincent Tomas 현수교의 유지관리용 모델 검증 연구를 수행한 바 있다. 또한 강교량에 대한 신뢰도기반 안정성 평가기법을 연구하여 이에 대한 지침서를 개발하며, 현장실험을 통해 이를 검증하는 연구를 수행하였다.


l  풍계측 및 설계 피드백(Wind measurement and design feedback)


l  실교량 공기역학적 거동 특성 평가(Evaluation of aerodynamic characteristics of bridges)

- 상시진동계측데이터를 활용한 바람에 의한 교량 응답 평가


- NExT-ERA를 활용한 공용중 교량의 감쇠비 추정

            


l  신뢰도기반 안전성 평가(Reliability-based safety evaluation)


l  FE모델 업데이팅(FE model updating)


RESEARCH PROJECT

l  고속도로 공용중 교량의 성능기반 교량안전성 평가기법 개발 및 검증(2011~2013)

- 해당 과제는 고속도로 상의 콘크리트교량 및 강교량에 대한 신뢰도기반 안전성평가기법을 연구ž개발하여 이에 대한 지침서를 개발하며, 현장실험을 통해 이를 검증하여 실용화하기 위하여 시작되었다. 과제수행의 일환으로 고속도로 교량의 안전성 및 피로 평가를 위하여 정/동적 재하시험, 상시진동계측을 수행하였으며, 아래 사진들은 센서 설치와 재하시험 도중 차량의 통행특성(차량 수, 통행위치)을 기록하기 위하여 캠코더 촬영을 하고 있는 모습을 담고있다.

  


l  Long-Term Bridge Performance Program (LTBPP) (서울대-인하대-KAIST-세종대-한국도로공사-한국건설품질연구원-평화엔지니어링 및 미국, 일본, 중국 영국의 국제협동연구(2011)

- 미국의 노후 교량의 상태 평가를 위해 미국 FHWA에서는 노후 교량의 상태 평가 및 유지 보수를 위한 효율적 시스템 구축을 위하여  “Long-Term Bridge Performance Program (LTBPP)” 라는 프로그램을 구성하였으며 “International Bridge Study (IBS)”는 본 프로그램의 일환으로 Drexel 대학의 E. Aktan. 교수 주관 하에 진행 된 국제적인 협력 연구이다. 4경간 연속교인 NJ Bridge Test-bed 교량으로 선정, 미국, 일본, 중국, 영국 등 세계 각국에서 현장 계측 및 교량 상태평가를 수행하고 이를 발표하는 식으로 연구가 진행되었으며, 서울대학교 구조설계연구실을 포함한 한국 대표 역시 2011 6 6일부터 10일 사이에 비파괴평가, 변위 및 가속도 계측 등의 현장 실험을 수행 하였고 14일부터 15일동안 Rutgers 대학에서 계측 및 분석 결과에 대한 워크샵을 가졌다.

   


l  SMART WIRELESS SENSORS FOR COMPREHENSIVE HEALTH MONITORING OF CABLE-STAYED BRIDGES(서울대-KAIST-UIUC()-도쿄대() 국제협동연구)(2009~2011)

- “SMART WIRELESS SENSORS FOR COMPREHENSIVE HEALTH MONITORING0 OF CABLE-STAYED BRIDGES” 과제수행의 일환으로 제2진도대교에 3군데에 풍속계를 설치하여 풍환경모델 및 공기역학적 거동 평가를 수행하였다.

    


PAPER

l  INTERANTIONAL

- Sunjoong Kim, Ho-Kyung Kim, Radiance Calmer, Jin Park, Gyu Seon Kim and Deok Keun Lee (2013). "Operational field monitoring of interactive vortex-induced vibrations between two parallel cable-stayed bridges", Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.123, Part A, pp.143-153.

- Hyun-Joong Kim, Ho-Kyung Kim and Jun Yong Park (2013) "Reliability-based evaluation of load carrying capacity for a composite box girder bridge", KSCE Journal of Civil Engineering, Vol. 17, No.3, pp.575-583.

- Ho-Kyung Kim, Nam-Sik Kim, Jeong-Hwan Jang, Young-Ho Kim (2012). "Analysis Model Verification of a Suspension Bridge Exploiting Configuration Survey and Field Measured Data", Journal of Bridge Engineering, ASCE, Vol.17, No.5, pp.794-803.

- Wonsuk Park, Ho-Kyung Kim, Jongchil Park (2012). "Finite element model updating for a cable-stayed bridge using manual tuning and sensitivity-based optimization", Structure Engineering International, IABSE, Vol.22, No.1, pp.14-19. (with peer review stamp)

- Wonsuk Park, JunYong Park, Ho-Kyung Kim (2014). "Candidate Model Construction of a Cable-Stayed Bridge Using Parameterized Sensitivity-Based Finite Element Model Updating", Structure and Infrastructure Engineering, Accepted.

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