초록 ▼

본 과업은 철도 교량구조물의 원격 모니터링을 위한 다양한 계측 방안 중 1차로 운행중인 열차하중의 윤중을 측정하기 위한 계측시스템을 구상하였다. 이를 위하여 철도교에 적용 가능한 다양한 계측항목을 도출하고 실제 운행상 윤중을 측정하여 철도교의 거동을 구체적으로 파악할 수 있도록 도모하였다. 이와는 별개로 계측되는 데이터의 신뢰도 및 향후 거동 예측을 위한 철도교 동적해석 기법을 개발하였으며 수치적 시뮬레이션을 통하여 그 효과를 입증하였다. 당해연도에 해당하는 연구범위 및 연구내용은 다음과 같다.
1. 철도교량의 측정항목 도출

본 과업은 철도 교량구조물의 원격 모니터링을 위한 다양한 계측 방안 중 1차로 운행중인 열차하중의 윤중을 측정하기 위한 계측시스템을 구상하였다. 이를 위하여 철도교에 적용 가능한 다양한 계측항목을 도출하고 실제 운행상 윤중을 측정하여 철도교의 거동을 구체적으로 파악할 수 있도록 도모하였다. 이와는 별개로 계측되는 데이터의 신뢰도 및 향후 거동 예측을 위한 철도교 동적해석 기법을 개발하였으며 수치적 시뮬레이션을 통하여 그 효과를 입증하였다. 당해연도에 해당하는 연구범위 및 연구내용은 다음과 같다.
1. 철도교량의 측정항목 도출 및 분석기법의 개발
- 철도교량의 동적응답 분석기법 개발
- 철도교량에 대한 계측항목, 최적센서 설치수량 및 위치 도출
2. 원격모니터링 시스템의 H/W체계 개발 및 시제품 제작
- 적정 장비시스템 체계의 수립
- 데이터 획득 및 모니터링시스템의 H/W 체계개발
- 윤중측정 시제품 제작
3. 동적 해석 기법 개발
- 차량/궤도/교량을 모형을 포괄적으로 고려한 동적해석기법 및 프로그램 개발
- 수치해석 등을 통하여 개선 사항에 대한 검증
4. 정확한 데이터의 수집과 활용을 위한 DB구축
- DB구조와 스키마를 정확하게 구성하여 데이터 가공시 오차 제거
- 사용자 인터페이스의 편의성 확보 및 프로그램 디자인

Abstract ▼

To measure the vehicle loads in motion, a low cost measurement prototype has been developed during the first year of the project. For doing this, the instrumentation items which can be applied to the railway bridges are selected and a simple weigh-in-motion concept is added to have better understand

To measure the vehicle loads in motion, a low cost measurement prototype has been developed during the first year of the project. For doing this, the instrumentation items which can be applied to the railway bridges are selected and a simple weigh-in-motion concept is added to have better understanding of the bridge response. The following issues are dealt with in the study:
1. Instrumentation items
- investigated the various methods of dynamic response analysis
- selected optimal location, number of sensors, among others
2. Measurement system
- established part and system requirement
- determined data aquisition method
- fabricated the prototype system
3. Dynamic analysis method
- considered wheel-rail-structure interaction
- performed numerical analysis and simulation
4. Database
- designed proper structure of DB
- designed user friendly environment

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약문...3
• SUMMARY...8
• 목차...11
• 그림차례...13
• 표차례...18
• 제1장 서론...19
• 제1절 연구의 목적...20
• 제2절 연구의 배경...21
• 제3절 연구의 범위...25
• 제4절 기대효과...26
• 제5절 보고서의 구성...27
• 제2장 상시계측 및 차량 윤중 측정방법...28
• 제1절 철도교량에 대한 주요 계측항목...29
• 1. 계측항목 선정시 유의사항...29
• 2. 주요 계측항목...30
• 3. 최적 센서설치 수량 및 위치...32
• 제2절 윤중 계측방법...38
• 1. 개요...38
• 2. 센서에 의한 계측방법...40
• 제3절 변형률 게이지의 특성...48
• 1. 변형률의 정의...48
• 2. 변형률 게이지의 원리 및 종류...51
• 제4절 2축 변형률 게이지를 이용한 계측...71
• 1. 2축 스트레인게이지를 이용한 윤중 측정방법...71
• 2. 현장계측 예...76
• 제3장 계측장비 및 수집 데이터의 활용방안...82
• 제1절 계측시스템 구축을 위한 H/W...83
• 1. 계측 시스템 구축을 위한 기본사양...84
• 2. 계측장비 H/W의 사양...89
• 제2절 데이터 수집관련 S/W 개발 및 신호처리 방법...92
• 1. 데이터 수집 프로그램...92
• 2. 무선통신을 이용한 신호처리...100
• 3. 개발 프로그램...101
• 제3절 윤중계측 데이터 활용방안...101
• 1. 윤중의 환산 방법...102
• 2. 통제학적 집계 방법 (statistical counting methods, Fryba (1996))...106
• 3. 낙수법(Rain-flow Method)을 이용한 분포도...109
• 제4장 모형실험...112
• 제1절 실내 모형 실험 시편제작...113
• 제2절 하중 재하 위치에 따른 신호분석...115
• 제3절 슬래브궤도 모형실험...126
• 1. 슬래브 궤도 및 하중재하 장비...126
• 2. 모형실험 결과분석...129
• 제4절 현장 계측실험...132
• 제5장 동적해석기법 및 평가모형개발...137
• 제1절 국내외 기술동향...138
• 제2절 동적해석을 위한 모형화 이론...145
• 제3절 동적해석을 위한 대상구조의 모형화 방법...162
• 제4절 철도교의 동적응답분석...210
• 제5절 소결론...233
• 제6장 결론...235
• 참고문헌...238
• 부록...246
• CONTENTS...263