[논문]시공 중 사장교 실측을 통한 케이블 장력 추정 기법 비교 연구

조수진; 임진석; 신성우; 정형조; 윤정방

시공 중 사장교 실측을 통한 케이블 장력 추정 기법 비교 연구
Comparative Study of Cable Tension Measurement Methods by In-situ Measurements on a Cable-stayed Bridge under Construction 원문보기

조수진 (KAIST 건설및환경공학과) , 임진석 (미국 Intelligent Instrument System Inc.) , 신성우 (부경대학교 안전공학과) , 정형조 (KAIST 건설및환경공학과) , 윤정방 (KAIST 건설및환경공학과)

사장교에서 케이블은 하중을 지지하는 주요 부재로, 케이블 장력은 사장교의 건전성과 안전도 평가에 있어서 매우 중요한 변수이다. 케이블 장력을 추정하기 위한 대표적인 방법으로는 로드셀을 이용한 직접법과 진동 계측 자료를 이용한 간접법 등이 있으며, 최근에는 자기장-응력 관계를 이용한 EM(Elasto-Magnetic) 센서 측정법이 개발되어 케이블 장력 추정에 적용되었다. 본 논문에서는 세 가지 장력 추정 기법을 실제 시공중인 사장교에 적용하여, 그 성능을 상호 비교하였다. 본 연구는 한국의 KAIST와 미국 Northeastern 대학교의 공동연구로 수행되었다. 대상 교량은 부산 화명동과 김해 초정리를 연결하기 위해 현재 건설중인 화명대교이다. 화명대교의 교량 형식은 2주탑 콘크리트 사장교 (주탑 경간장 270m, 총 사장교 구간장 500m)이며, 사장재로는 MS (Multi-Strand) 형 케이블이 사용되었다. 실험 당시 화명대교는 중앙경간의 폐합 후 선형관리를 위한 장력조정작업을 수행하였으며, 케이블 재긴장시의 정확한 장력관리를 위하여 로드셀을 이용한 Lift-off test방법으로 케이블의 장력을 측정하였다. 이와 동시에 두 개의 케이블을 대상으로 진동 가속도 센서와 EM 센서를 설치하고 장력 계측을 수행하였으며, 재긴장 단계별 장력 변화치를 지속적으로 계측하였다. 계측된 결과를 바탕으로 케이블 장력 추정 기법의 정확성 및 실교량에서의 활용성을 비교하였다.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 비교 연구를 위하여, 현재 부산 화명동과 김해시를 연결하기 위하여 낙동강 하류에 건설 중인 사장교(화명대교)에서 3가지 방법을 통한 장력 계측 실험을 수행하였다. 화명대교는 총 연장 500m(주경간 270m)의 프리스트레스트 콘크리트 사장교로, 내구성이 높은 MS(Multi-Strand)형식의 케이블을 사용, 시공되었다.

제안 방법

케이블의 장력을 추정하는 기법으로, 로드셀 및 유압잭 등을 이용하여 케이블의 응력을 직접 측정하는 직접법과 케이블의 형상조건과 계측된 동적 특성을 활용하여 장력을 역산하는 진동법이 가장 많이 활용되고 있으며, 최근 들어서는 케이블 내부 강재의 응력변화로 인하여 유발되는 자기장 변화를 탐지하는 EM센서의 연구 및 활용이 증가하고 있다. 본 연구에서는 실제 시공 중인 사장교의 케이블에 본 3가지 장력 측정법을 적용하고, 그 결과를 비교분석하였다.
시공 중 사장교인 화명대교에서 3가지 종류의 장력 측정 기법을 실험, 비교하였으며, 결론은 다음과 같다.

대상 데이터

화명대교는 총 연장 500m(주경간 270m)의 프리스트레스트 콘크리트 사장교로, 내구성이 높은 MS(Multi-Strand)형식의 케이블을 사용, 시공되었다. 본 실험의 대상은 그림 4(b)와 같이 49개의 Strand로 구성되어 있는 김해 쪽 측경간의 두 번째(BLC02)와 네 번째(BLC04) 케이블로, 중앙 키세그먼트 조립 후 두 개의 케이블 재긴장 작업 중(12월 20일 21시-21일 05시)과 모든 케이블의 재긴장이 완료된 후에 계측을 수행하였다. 그림 5는 케이블 재긴장 작업 당시 수행한 리프트오프 테스트와, 진동법을 위해 설치한 가속도계, 그리고 EM센서용 코일의 모습이다.
본 비교 연구를 위하여, 현재 부산 화명동과 김해시를 연결하기 위하여 낙동강 하류에 건설 중인 사장교(화명대교)에서 3가지 방법을 통한 장력 계측 실험을 수행하였다. 화명대교는 총 연장 500m(주경간 270m)의 프리스트레스트 콘크리트 사장교로, 내구성이 높은 MS(Multi-Strand)형식의 케이블을 사용, 시공되었다. 본 실험의 대상은 그림 4(b)와 같이 49개의 Strand로 구성되어 있는 김해 쪽 측경간의 두 번째(BLC02)와 네 번째(BLC04) 케이블로, 중앙 키세그먼트 조립 후 두 개의 케이블 재긴장 작업 중(12월 20일 21시-21일 05시)과 모든 케이블의 재긴장이 완료된 후에 계측을 수행하였다.

성능/효과

1) 리프트오프 테스트와 진동법, EM센서법 모두 케이블의 장력을 유사한 값으로 측정하였다.
2) EM센서는 현장 보정을 통하여 매우 높은 수준(1.5%미만의 오차)의 정확도를 보여주었으며, 그에 따라 상시 장력 모니터링에 활용도가 높은 것으로 판단된다.
3) 진동법의 경우 오차가 약간 크게 (6%미만) 나타났지만, 경제성과 효율성을 감안하면 활용도가 높은 것으로 판단되며, 현장보정을 수행할 경우 더 정확도를 높일 수 있을 것으로 생각된다.
0% 정도의 작은 오차를 보였다. 특히 모든 경우 약간 리프트오프 테스트 결과에 비해 약간 큰 값을 나타내었는데, 이는 케이블의 실제 길이보다 짧은 유효길이를 활용하여야 함을 의미하며, 이 또한 현장 실험을 통하여 보정할 수 있을 것이다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

시공 중 사장교 실측을 통한 케이블 장력 추정 기법 비교 연구
Comparative Study of Cable Tension Measurement Methods by In-situ Measurements on a Cable-stayed Bridge under Construction 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

시공 중 사장교 실측을 통한 케이블 장력 추정 기법 비교 연구 Comparative Study of Cable Tension Measurement Methods by In-situ Measurements on a Cable-stayed Bridge under Construction 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

시공 중 사장교 실측을 통한 케이블 장력 추정 기법 비교 연구
Comparative Study of Cable Tension Measurement Methods by In-situ Measurements on a Cable-stayed Bridge under Construction 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper