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논문 상세정보

효율적인 고속도로 교량의 유지관리를 위한 교량 부재별 수명분포 및 평균수명 산정 방안 연구

A Study on Estimating of Probability Distribution and Mean Life of Bridge Member for Effective Maintenance of the Bdrige

초록

본 연구에서는 신뢰성 개념을 도입하여 최근 10년간의 한국도로공사 관할의 교량부재별의 유지보수 이력 데이터를 기반으로 적합한 모수적 수명 분포를 찾고 최대우도법으로 구해진 모수를 이용하여 교량 부재별 평균수명 및 신뢰도를 산정하는 방안을 제안하였다. 교량 부재별의 수명 데이터를 가장 잘 설명하는 모수적 수명 분포형태를 찾기 위해 많이 활용되는 지수분포, 와이블분포, 대수정규분포를 대상으로 분석한 결과 대수정규분포와 와이블분포가 해당 수명 데이터의 특성을 가장 잘 설명하는 것으로 나타났다. 이 때 모수 추정을 위해서 최대우도법을 사용하였으며, 적합성 검정을 위해서는 AD통계량을 이용하였다. 추정된 모수를 기반으로 교량 부재별 평균수명을 산정한 결과, 강교도장이 18.51년으로 가장 길었으며, 바닥판이 17.56년으로 그 다음 순이었다. 배수시설과 교량받침의 경우 평균수명이 각각 12.27년, 12.57년으로 가장 짧았다. 또한 교량의 평균수명일 때 추정된 신뢰도 지표는 현재 교량 부재별 유지보수 시점이라고 할 수 있다. 교량받침, 바닥판, 하부구조, 배수시설의 경우 다른 부재보다 빠른 시기에 유지보수를 하는 것으로 분석되었다.

Abstract

This study found a proper parametric life distribution based on maintenance history data of each bridge member under the jurisdiction of the Korea Expressway Corporation for the past 10 years by introducing the concept of reliability and suggested a measure to calculate the mean life and reliability of each bridge member using the parameter obtained with the maximum-likelihood classification. As a result of analyzing the exponential distribution, weibull distribution and log normal distribution being utilized frequently in order to find the parametric life distribution type which well described the life data of each bridge member, it was found that the log normal distribution and weibull distribution described the characteristics of the relevant life data the best. As a result of calculating the mean life of each bridge member based on the estimated parameter, the average life of the steel bridge coating was 18.51 years which was the longest, followed by the bridge deck as 17.56 years. The mean life of the drainage facility and the bridge bearing were 12.27 years and 12.57 years respectively, showing the shortest life.

본문요약 

문제 정의
  • 따라서 본 연구는 교량유지관리시스템 기초연구로서, 최근 10년간의 고속도로 교량을 대상으로 조사한 교량의 유지보수 이력데이터를 이용하여 교량부재별 평균 수명 및 고장확률의 산정을 통해 관리자가 보다 효율적으로 유지관리 의사 결정을 할 수 있는 지표를 제시하였다.

    따라서 본 연구는 교량유지관리시스템 기초연구로서, 최근 10년간의 고속도로 교량을 대상으로 조사한 교량의 유지보수 이력데이터를 이용하여 교량부재별 평균 수명 및 고장확률의 산정을 통해 관리자가 보다 효율적으로 유지관리 의사 결정을 할 수 있는 지표를 제시하였다.

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질의응답 

키워드에 따른 질의응답 제공
핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고장률함수
고장률함수는 무엇을 의미하나?
현재의 수명이 그 다음 짧은 기간 동안에 나타날 단위 고장 발생률을 의미하며 양의 실수 값을 가지는 것

즉, 고장률함수는 현재의 수명이 그 다음 짧은 기간 동안에 나타날 단위 고장 발생률을 의미하며 양의 실수 값을 가지는 것으로 식 (6)에서 알 수 있는 바와 같이 확률밀도함수의 신뢰도 함수에 대한 비율이며 그 자체는 확률이 아니라는 점에 유의해야 한다(Lancaster, 1990; 도명식, 2010)

대상 교량의 수명특성을 나타내는 지표
대상 교량의 수명특성을 나타내는 지표는?
평균수명

한편, 대상 교량의 수명특성을 나타내는 지표로 평균수명 (mean life)은 연속확률변수 T의 확률밀도함수가 f(t)일 때, 식(4)와 같이 나타낼 수 있다.

장기적인 관리전략의 수립이 가능한 유지관리 체계의 구축을 준비하여야 할 것으로 판단
교량의 장기적인 관리전략의 수립이 가능한 유지관리 체계의 구축을 준비하여야 할 것으로 판단되는 근거는?
교량의 건설현황에서 알 수 있듯이 공용수명이 20∼30년 이상되는 노후교량의 수가 조만간 급격히 증가할 것이다.

1995년 성수대교의 붕괴 이후 노후교량의 대규모 개축과 2000년을 전후하여 도로망이 확충되어 국내 도로 교량의 평균수명은 높지 않은 편이다. 그러나 교량의 건설현황에서 알 수 있듯이 공용수명이 20∼30년 이상되는 노후교량의 수가 조만간 급격히 증가할 것이다. 따라서 합리적인 유지관리 의사결정을 위해서 지금부터 자산관리적 관점에서 장기적인 관리전략의 수립이 가능한 유지관리 체계의 구축을 준비하여야 할 것으로 판단된다.

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저자의 다른 논문

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