[논문]건설 계측센서의 내구연한 저하원인 및 개선방안 연구

우종태

doi:10.15683/kosdi.2019.03.31.28

건설 계측센서의 내구연한 저하원인 및 개선방안 연구
A Study on the Cause and Improvement Plans of Construction Monitoring Sensors Decline in Durability 원문보기

한국재난정보학회논문집 = Journal of the Society of Disaster Information, v.15 no.1 = no.43, 2019년, pp.28 - 38

우종태 (Department of Construction and Environmental Design, Kyungbok University)

초록
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연구목적: 본 연구는 건설 계측센서의 내구연한 저하원인 및 개선방안을 상세히 제시하여 건설구조물의 계측관리 수준향상과 계측센서의 기술발전에 기여하고자 한다. 연구방법: 건설 계측센서의 내구연한 저하원인 및 개선방안에 대하여 건설분야와 전기전자분야로 구분하여 상세한 현황을 조사하고 검토를 실시하였다. 연구결과: 건설분야는 승인 및 검수, 검사 및 시험, 검정 및 교정, 손망실율 최소화 방안 등을 조사 검토하였고, 전기전자분야는 센서패키지 및 실링, 응력집중부위 단선, 낙뢰 및 부식에 의한 손상 등을 조사 검토하였다. 결론: 건설분야와 전기전자분야에서 계측센서의 내구연한 저하원인 및 개선방안을 토대로 건설현장에 적용되는 계측센서의 내구연한이 현재보다 연장될 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: The purpose of this study is to contribute to improvement of measurement management level of construction structure and technology development of monitoring sensor by presenting the detailed causes and improvement plans of construction monitoring sensor's decline in durability. Method: The causes and improvement plans of the durability degradation of the construction monitoring sensor were divided into the construction field and the electric, electronic field. The detailed status was reviewed. Results: In the field of construction, approval and inspection, inspection and testing, verification and calibration, and minimization of loss and damage ratio were reviewed. In the field of electric and electronics, sensor package and sealing, disconnection of stress concentration area, damage caused by lightning and corrosion were reviewed. Conclusion: It is expected that the durability of monitoring sensors applied to the construction site will become longer than the present status based on the study that analyzed causes and improvement plans of construction monitoring sensor's decline in durability in the field of construction and electric, electronic devices.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1. The calibration of monitoring sensor in the early acquisition
그림 Fig. 3. The calibration testing institution of monitoring sensor
그림 Fig. 2. The calibration period of monitoring sensor
그림 Fig. 4. The calibration & inspection agency of monitoring sensor

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문은 건설 계측센서의 내구연한 저하원인 및 개선방안에 관한 연구로 도심지 지하철 흙막이공사 및 터널공사와 하천 및 댐 구조물 등의 건설분야에서 계측센서의 내구연한 저하원인 및 개선방안을 검토하였으며, 건설분야 계측센서의 내구연한 저하원인에 대해 전기전자분야에서 계측센서의 단기적 및 장기적인 내구연한 저하원인 및 개선방안을 검토하여 제시한 연구결과는 다음과 같다.
본 논문은 건설 계측센서의 내구연한 저하원인 및 개선방안에 관한 연구로 도심지 지하철 흙막이공사 및 터널공사와 하천 및 댐 구조물 등의 건설분야에서 계측센서의 내구연한 저하원인 및 개선방안을 검토하였으며, 건설분야 계측센서의 내구연한 저하원인에 대해 전기전자분야에서 계측센서의 단기적 및 장기적인 내구연한 저하원인 및 개선방안을 제시하여 건설구조물의 계측관리 수준향상과 계측센서의 기술발전에 기여하고자 한다

제안 방법

(2) 대상 터널 길이가 긴 경우는 가능한 자동화 계측을 고려하여 계획한다.
(5) 측정치에 대한 계산과정이나 분석절차가 간단하고 중앙통제방식 적용이 가능한 시스템으로 계획한다.

성능/효과

(1) 건설 계측시스템 설치자는 계측시스템 상세 설치 계획서와 함께 사용될 계측센서, 계측장비 및 부속자재 등이 계측의 목적에 부합되도록 다음 사항을 포함하여 제출하고 승인을 얻어야 한다.
(1) 건설 계측시스템에 사용되는 계측센서, 계측장비, 부속자재 등은 계측담당 건설사업관리기술자의 검사 및 시험을 거쳐야 한다.
(1) 계측기종의 선정은 계측기의 현장적용성, 정확성, 정밀도, 내구연한 등을 종합적으로 고려해야 하며, 특히 매립식 계측센서인 경우 충분한 내구연한이 보장되어야 하므로 유사 현장조건에 기 적용한 실적이 있는 계측기종을 선정하는 것이 바람직하다.
(2) 정확도, 정밀도, 내구성 위주의 검정과 교정실시 및 계측전문기술자에 의한 계측기 설치를 의무화한다.
(3) 건설 계측시스템 설치자는 계측시스템 운영 중에 수행될 정기적인 검교정 방법, 순서 및 주기 등에 관한 사항을 제출하여야 하며, 필요시 각 계측 기기의 기종별 검교정 시연을 실시하여야 한다. 또한 계측시스템 운영 중 유지관리 기관의 요청이 있을 때는 계측시스템 설치자는 직접 검교정을 수행하여야 한다.
1) 계측시스템의 내구연한은 최소 3년 이상으로 하며, 이 기간을 최종 설치 준공일로부터 가산하면 장기 계속공사인 경우 차수별 공사 준공기간이 약 2∼4년이 소요되므로 최종 내구연한은 5∼7년 정도로 되어야 할 것으로 판단된다.
1) 시공 중 계측기의 하자보수기간은 설치 후 3년 이내, 유지관리 계측기의 하자보수기간은 준공 후 최소 3년 이내로 관리하도록 한다.
1. 내구연한은 내용연수와 거의 같은 개념이며, 토목용어사전을 중심으로 건설 계측센서의 내구연한을 정의하면 구조물에 설치된 계측센서가 본래의 기능을 유지할 수 있는 기간으로 정의할 수 있으며, 실험용으로 실내에 설치되거나, 설치되지 않고 제품으로서의 계측센서 내구연한과는 차이가 많을 것으로 판단된다.
2) 하자담보책임기간동안 필요한 예비품과 고장수리부품, 소모품, 고장수리비용은 계측시스템 설치자 부담으로 하며, 이 기간 중 수리가 불가능한 물품의 경우 유지관리기관의 승인을 얻어 동등이상의 제품으로 교체하여야 한다.
2) 하자보수기간 내에 발생하는 모든 하자에 대해서는 계측기 및 자동화 계측시스템을 구축한 업체 또는 기관에서 동일 위치에 재설치 또는 표면 노출형 계측기로 재설치하여야 한다.
2. 발주기관별 건설 계측센서의 내구연한 기준을 분석한 결과 계측센서를 포함한 계측시스템의 내구연한은 최소 3년 이상으로 하며, 이 기간을 최종 설치 준공일로부터 가산하면 장기 계속공사인 경우 차수별 공사 준공기간이 약 2∼4년이 소요되므로 최종 내구연한은 5∼7년 정도는 되어야 할 것으로 판단된다.
3) 계측시스템의 보수기간 중에는 대체 장비를 사용하여 계측시스템 운영에 지장이 없도록 해야 한다.
3. 하자담보책임기간동안 필요한 예비품과 고장수리부품, 소모품, 고장수리비용은 계측시스템 설치자 부담으로 하며, 이 기간 중 수리가 불가능한 물품의 경우 유지관리기관의 승인을 얻어 동등이상의 제품으로 교체하여야 한다.
4) 하자담보책임기간 만료 후라도 유지관리기관의 고장 수리요청이 있을 경우 계측기기의 유지보수에 적극협조해야 한다.
4. 건설분야에서 계측센서의 내구연한 저하원인과 관련된 설문조사 내용 중 건설 계측센서 초기 인수 시 검정실시 여부,건설 계측센서에 대한 검정 주기, 건설 계측센서에 대한 검정 수행기관, 건설 계측센서 검ㆍ교정 대행기관에 대한 분석 결과를 바탕으로 개선방안으로 계측센서 선정 시, 승인 및 검수, 검사 및 시험, 검정 및 교정, 계측업체의 개선 등의 방안을 상세히 제시하였다.
5. 전기전자분야에서 건설 계측센서의 단기적인 내구연한 저하원인 및 개선방안은 설치 중 취급부주의, 센서패키지 및 실링불량, 응력집중부위 단선, 낙뢰에 의한 손상, 부식에 의한 센서의 손상을 제시하였으며, 장기적인 내구연한 저하원인 및 개선방안은 농담전지의 형성, 간극부식 및 공식의 발생과 성장, 응력부식을 상세히 제시하였다.

후속연구

(3) 현재의 터널 등 지반 계측항목은 주로 콘크리트라이닝의 변형여부 위주의 계측이므로 앞으로는 변형과 원지반의 외압변화를 동시에 측정하여 터널내부 또는 외부의 환경조건과 하중조건의 변화에 따른응력분배의 변화와 지보기능을검증하는 실제적 연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	공사계측을 하는 목적은?	공사계측은 주로 설계의 불확정성 요소 등을 보완하고 설계의 타당성을 규명함으로써 시공의 안전성을 확인하고 경제성을 확보할 목적으로 수행된다(Woo, 2017). 유지관리계측은 완공된 구조물에 대하여 공용 중에 지속적으로 구조물의 안전성 확인과 최적의 유지관리가 되도록 객관적이고 연속적인 공학적 판단자료를 제공하여 효율적이고 경제적인 구조물 유지 관리에 기여하는 것을 목적으로 수행 되고 있다(Woo and Lee, 2012).
	건설공사에서 계측은 어떻게 구분되는가?	일반적으로 건설공사에서의 계측은 공사계측과 유지관리계측으로 구분하고 있다.
	매립식 계측기의 경우 충분한 수량으로 계측 계획을 수립해야 하는 이유는 무엇인가?	건설계측에서 센서(Sensor) 또는 게이지(Gauge)란 대상의 상태에 관한 측정량을 신호로 변화하는 계의 최초의 요소로서 계측기기에 포함되며, 계측기기(Measurement hardware)는 재료의 감지소자에 의해 물리적 에너지를 전기 또는 빛 에너지로 변환하여 자료의 정보처리가 되도록 하는 센서 및 게이지 등을 총괄하는 용어를 말하며, 계측시스템은 계측자료 획득 시스템과 계측자료 전송시스템을 포함하여 계측에 필요한 모든 장치 및 운용시스템을 말한다(Woo and Lee, 2008). 건설 계측센서는 일반 가전제품과 달리 콘크리트 구조물 내나 토사 및 암반속 등 지하수위 아래 열악한 현장조건에 정밀 계측센서가 설치되므로 센서의 충격 및 단선 등으로 부분적인 내구성 저하 또는 일부 계기에 고장이 발생할 수 있다. 그러므로 매립식 계측기의 경우 고장률을 감안하여 계측분석에 문제가 없도록 충분한 수량으로 계측 계획을 수립해야 한다(Woo, 2013).

참고문헌 (12)

Korea Water Resources Corporation (2006), A study on the improvement of instrumentation programs for fill dams, pp. 245-252.
Korea Water Resources Corporation (KWRC) and Kim, K.S. (2008), Improving the durability and training methods of dam instrumentation, pp. 25-40.
Nam, S.S. (2000). "Case studies on the damage ratio of monitoring sensor." Proceedings of the Korean Geotechnical Society Spring Conference at Information Technical Committee, Vol. 1, No. 1, pp. 5-10.
Seoul Metropolitan Infrastructure Headquarters (2015). Improvement plan of Seoul subway monitoring management, pp. 70-80.
Seoul Metropolitan Rapid Transit Corporation (2002). Seoul subway maintenance monitoring, pp. 234-236.
Woo, J.T. (2010), "A study of the present state analysis and development plans about construction monitoring and monitoring industry." Journal of Korean Society of Civil Engineers, Vol. 30, No. 2D, pp.163-169.
Woo, J.T. (2013), "A study on estimation of the total loss and damage ratio of maintenance monitoring sensor of subway tunnel." Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 15, No. 1, pp. 25-31.

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Woo, J.T. (2017). "A study on behavior of the earth retaining structure by field measurement and numerical analysis." Journal of Korea Society of Disaster Information, Vol. 13, No. 3, pp. 286-295.
Woo, J.T. (2018a). "A study on the regulation of durability standard of underground structures monitoring sensors." Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 20, No. 1, pp. 73-81.
Woo, J.T. (2018b)."A study on the loss and damage ratio of railroad tunnel maintenance monitoring sensor." Journal of Korea Society of Disaster Information, Vol. 14, No. 3, pp. 262-270.
Woo, J.T., Lee, K.I. (2012). "A study on establishment of measurement and analysis frequency of maintenance monitoring in tunnel." Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 14, No. 2, pp. 117-129.

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Woo, J.T., Lee, R.C. (2008). Construction monitoring engineering, Goomi Publishing Co., pp. 15-25.

저자의 다른 논문 :

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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