교량 내부 텐던 상태 모니터링을 위한 복합진동 모니터링 측정 장비 및 분석시스템 개발 (Development of AE and Vibration Measurement Device and Analysis System for Monitoring the Fracture of Internal Tendons in Bridges)

서지정보

· 발행기관 : 한국방재안전학회
· 수록지 정보 : 한국방재안전학회논문집 / 17권 / 4호 / 23 ~ 32페이지
· 저자명 : 박상기, 김재환, 정규산, 서동우, 한병희, 우진호, 신연우

초록

교량과 같은 사회기반 시설물은 안전성 확보를 위한 지속적인 모니터링 및 유지관리가 필수적이다. 다양한 교량의 종류 중 프리스트레스드 콘크리트(PSC) 교량의 경우, 텐던을 긴장하여 콘크리트에 압축력을 도입하여 구조 단면을 효율적으로 지탱하며, 이는 구조적안전성 향상에 매우 중요한 역할을 한다. 콘크리트에 매립되어 있는 내부텐던의 경우 붕괴 징후가 발생하기 전에 손상 여부 및 정도를확인하기가 매우 어려운 실정이다. 최근 비파괴검사법 중 하나인 음향방출을 이용한 텐던의 파단 모니터링에 대한 연구가 수행되고있으나 시스템 비용, 설치 환경 및 통신 등의 제한된 여건으로 인해 프리스트레스드 교량의 텐던 모니터링에 적용하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 프리스트레스 교량의 내부텐던을 대상으로 모니터링에 효과적으로 적용할 수 있는 복합물리량 계측 스마트 모니터링 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 현장에서 이더넷 전원장치(PoE)를 통한 전원 공급 및 데이터 송신 시스템을 이용하여 손상예상 위치에 손쉽게 계측 및 검출이 가능한 진동과 음향방출 데이터 수집 장비이며, 음향방출 지표를 사용하여 텐던 파단 여부 및 위치를 평가할 수 있는 알고리즘을 탑재하고 있다. 개발된 시스템의 현장 적용성을 평가하기 위해 프리스트레스드 교량에서 현장 실증을수행하였으며, 이를 통해 개발된 시스템의 현장 운영의 신뢰성과 효율성을 확인하였다.

영어초록

For social infrastructure facilities such as bridges, continuous monitoring and maintenance are essential to ensure safety. Among varioustypes of bridges, prestressed concrete (PSC) bridges efficiently support the structural cross-section by tensing tendons to introduce compressiveforce into the concrete, which plays an important role in improving structural safety. In the case of internal tendons embedded in concrete, it is very difficult to check the presence and extent of damage before signs of collapse occur. Recently, research has been conductedon tendon fracture monitoring using acoustic emission among non-destructive testing methods, but there is a problem that it cannotbe widely used for tendon monitoring of prestressed bridges due to limited conditions such as system cost, installation environment, anddata communication. In this study, a smart monitoring system has been developed, which measures complex physical quantities that canbe effectively applied to monitoring the internal tendons of prestressed bridges. The developed system is a vibration and acoustic emissiondata collection equipment that can easily measure and detect damage at the expected damage location using a power supply and datatransmission system through PoE (Power over Ethernet) in the field, and uses acoustic emission indicators to evaluate tendon fracture andlocation. It is equipped with an algorithm that can evaluate the field applicability of the developed system, field demonstration was conductedon a prestressed bridge, and through this, the reliability and efficiency of field operation of the developed system were confirmed.

참고자료

· 없음