[논문]가로보가 없는 단지간 RC T빔교의 변형률 응답을 이용한 단순화된 BWIM (Bridge Weigh-In-Motion) 알고리즘

전준창; 황윤국; 이희현

doi:10.11112/jksmi.2021.25.3.57

가로보가 없는 단지간 RC T빔교의 변형률 응답을 이용한 단순화된 BWIM (Bridge Weigh-In-Motion) 알고리즘
Simplified Bridge Weigh-In-Motion Algorithm using Strain Response of Short Span RC T-beam Bridge with no Crossbeam installed 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.25 no.3, 2021년, pp.57 - 67

전준창 (씨티씨(주)) , 황윤국 (한국건설기술연구원 인프라안전연구본부) , 이희현 (씨티씨(주))

초록
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간선도로망을 효율적으로 관리하기 위해서는 도로를 통행하는 교통에 대한 최신의 정확한 정보가 지속적으로 제공되어야 한다. 중차량의 교통량 및 중량 분포를 효과적으로 얻는 방법 중의 하나가 BWIM 기법이며, 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 연구는 기존 연구와 달리 교량의 구조적 특성을 활용하여 간편하게 주행차량의 축간거리 및 중량을 추정할 수 있는 단순화된 BWIM(Bridge Weigh-In-Motion) 알고리즘을 개발하기 위해 수행되었다. 가로보가 설치되지 않은 단지간의 RC-T빔교를 연구대상으로 선정하고, 예비현장 실험을 통해 바닥판 및 주거더의 변형률 응답 특성을 확인하였다. 예비현장실험결과에 기초하여 연구대상 교량에 적합한 단순화된 BWIM 알고리즘을 도출하였다. 이 연구를 통해 도출된 BWIM 알고리즘의 타탕성 및 정확성을 현장실험을 통해 검증하였다. 검증실험 결과, 제안된 BWIM 알고리즘은 주행차량의 축간거리 및 총 중량을 3% 미만의 평균 오차를 가지고 추정하는 결과를 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper

A thorough administration of the arterial road network requires a continuous supply of updated and accurate information about the traffic that travels on the roads. One of the ways to effectively obtain the traffic volume and weight distribution of heavy vehicles is the BWIM technique, which is actively being studied. Unlike previous studies, this study was performed to develop a simplified Bridge Weigh-In-Motion (BWIM) algorithm that can easily estimate the axle spacing and weight of a traveling vehicle by utilizing the structural characteristics of the bridge. A short span RC T-beam bridge with no crossbeam installed was selected for the study, and then the strain response characteristics of bridge deck and girder was checked through preliminary field test. Based on the preliminary field test results, a simplified BWIM algorithm suitable for the bridge to be studied was derived. The validity and accuracy of the BWIM algorithm derived in this study were verified through field test. As a result of the verification test, the proposed BWIM algorithm can estimate the axle spacing and gross weight of the travelling vehicles with the average percent error of less than 3%.

주제어

표/그림 (24)

그림 Photo 1 Overall view of test bridge
그림 Fig. 1 Layout of sensors for strain measurement
그림 Photo 2 Strain sensors installed on the deck of test bridge
그림 Fig. 3 Strain history curves of girder
그림 Fig. 2 Strain history curves of bridge deck
그림 Fig. 4 An example of strain history curves of bridge deck
그림 Fig. 5 Fixed beam subjected to concentrated load at arbitrary location
그림 Fig. 6 Bending moment history curve and its area
그림 Fig. 7 An example of strain history curves with x-axis converted to distance
그림 Fig. 8 An example of strain ranges of bridge deck
그림 Photo 3 Measurement of axle weight using a portable axle weighing scale
그림 Fig. 9 Strain history curves of bridge deck induced by running of 3-axle trailer
표 Table 1 Axle spacings and weights of test vehicles
그림 Fig. 10 Strain history curves with x-axis converted to distance tocalculate calibration factor
표 Table 2 Peak occurrence time, time delay between sensor responses, and time interval between peaks
표 Table 3 Estimation results of velocity and axle spacing of test vehicles using strain response of bridge deck
그림 Fig. 11 Strain history curves of girder induced by running of 3-axle trailer
그림 Fig. 12 Strain history curve and its range of bridge deck induced by running of 3-axle trailer
표 Table 4 Calibration factor calculated by using field test results
표 Table 5 Estimation results of gross weight using verification test results
그림 Fig. 13 Bending moment history curves of center of simple beam with span length of 30m by measured and estimated weight
표 Table 6 Strain range and ratio of peaks of bridge deck
표 Table 7 Estimation results of axke weight using verification test results
표 Table 8 Maximum bending moment of center of simple beam by measured and estimated weight

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