Abstract ▼

The study has been conducted by three periods for three years (2002.12 ~ 2005.12). The objectives and contents of three periods are summarized in Figure 1 and described in detail as follows.
(1) Objective and contents of the first year.
It's the period of establishing LCC analysis procedure fo

The study has been conducted by three periods for three years (2002.12 ~ 2005.12). The objectives and contents of three periods are summarized in Figure 1 and described in detail as follows.
(1) Objective and contents of the first year.
It's the period of establishing LCC analysis procedure for the optimum design and economical management for steel bridges. Fundamental theories have been studied based on the literature survey and LCC models suitable to local conditions of Korea has been developed. Overall goal of this period is to make a fundamental guideline of LCC analysis for steel bridges. Major contents of the study for the period are listed below.
○ Investigation of cost function model, existing computer applications, example of guidelines.
○ Collection of examples and applications of steel bridge maintenance according to the type of major degradation and damage
○ Conceptual design of knowledge-based DB and of pre- and post-processors
○ Development of LCC model for domestic conditions
○ Theoretical review on LCC optimum design and maintenance design
○ Investigation of probabilistic approaches to deal with uncertainties included in design variables and performance degradation profiles
○ Development of standardized guideline of LCC analysis for end users in practice
(2) Objective and contents of the second year.
The main objective of this period is to develop a LCC analysis computer system which can be used at the design stage of steel bridge for the optimum design and economical life-cycle management. Basic unit modules for the system have been developed and fundamental DB structure has been prepared. Guideline of LCC for the design stage, including real examples of LCC analysis has been materialized. Considerable contents of this period are as follows.
○ Collection of additional management records and questionary for LCC analysis
○ Development of computational modules and the LCC analysis system
○ Materializing the practical guidelines for LCC analysis
○ Design of the fundamental knowledge-based DB and data refining modules
○ Suggestion of regression model to estimate the traffic load user cost
○ Establishment of theories for the LCC optimum design and standardization of design processes
○ Materializing the method and procedure of probabilistic approaches for the system with uncertainties
(3) Objective and contents of the third year.
The main objective of this period is to develop a LCC analysis computer system which can be used for life-time management strategies of steel bridges, such asdecision of maintenance application time and selection of appropriate maintenance interventions. Based on the results of the first and second year, by utilizing collected records and data and by using the developed DB structure, a refined DB system has
been developed and a management scenario generating system also has been created. The system considers both the effect of life-cycle cost and the life-time performance. Furthermore, a study on practical application of the developed system has been conducted. Contents of the study for this period can be summarized as follows.
○ Development of performance assessment models due to different degradation scenarios
○ Development of a computer system for life-time management
○ Establishment of regression model to estimate user costs by management interventions
○ Materialize the guideline for life-time management of steel bridges
○ Proposing research items for the future study
○ Submitting the final report.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약문...4
• SUMMARY...10
• 목차...18
• 제 1 장 서론...60
• 1.1 연구의 필요성 및 목적...62
• 1.1.1 연구 배경 및 필요성...62
• 1.1.2 연구 목적...63
• 1.2 연구개발의 목표 및 내용...63
• 1.2.1 최종 연구개발 목표...63
• 1.2.1.1 연구개발 목표...63
• 1.2.1.2 최종목표의 성격 및 설정근거...64
• 1.2.2 1차년도 연구개발 목표 및 내용...65
• 1.2.3 2차년도 연구개발 목표 및 내용...66
• 1.2.4 3차년도 연구개발 목표 및 내용...68
• 1.2.5 연구범위...70
• 1.3 국내.외 기술개발 현황...71
• 1.3.1 생애주기비용분석 모델 및 활용분야...71
• 1.3.1.1 LCC분석 모델...71
• 1.3.1.2 생애주기비용분석 수준의 정의 및 정식화...72
• 1.3.1.3 생애주기비용분석 수준별 활용분야...79
• 1.3.2 교량의 성능평가...82
• 1.3.2.1 교량의 상태저하 산정 연구...82
• 1.3.2.2 강교량의 피로 및 부식예측 관련 연구...83
• 1.3.2.3 교량의 상태평가...84
• 1.3.3 생애주기비용의 추정...86
• 1.3.4 불확실성 처리 기법...88
• 1.3.5 LCC분석 프로그램...90
• 1.3.5.1 BridgeLCC...91
• 1.3.5.2 BLCCA...95
• 1.3.5.3 ProLCC...97
• 1.3.6 교량 유지관리시스템...98
• 1.3.6.1 국외 교량관리시스템...99
• 1.3.6.2 국내 교량관리시스템...109
• 1.3.7 최적 유지관리 시나리오...111
• 1.3.8 LCC분석 지침서 및 관련 연구개발 사례...112
• 1.4 생애주기분석 방향...118
• 제 2 장 설계단계 생애주기비용분석...122
• 2.1 최적 설계대안 선정을 위한 LCC 산정 방법...124
• 2.2 설계단계 LCC분석을 위한 비용분류체계...125
• 2.3 강교의 설계단계 LCC분석을 위한 정식화...128
• 2.3.1 비용 항목별 정식화...129
• 2.3.1.1 관리주체비용...129
• 2.3.1.2 간접비용...135
• 2.4 설계단계 LCC 분석 절차...138
• 2.4.1 확정적 LCC분석 절차...138
• 2.4.2 확률적 LCC분석 절차...144
• 2.5 설계단계 LCC분석 모듈...147
• 2.5.1 프로그램의 구성...147
• 2.5.2 프로그램 구성 모듈...148
• 2.5.2.1 원시프로그램의 구성 및 흐름도...148
• 2.5.2.2 LCCSTEB 원시프로그램의 I-O File 및 입력변수...151
• 2.5.2.3 시뮬레이션 및 생애주기간 유지보수조치시기에 관한 확률분포생성...156
• 2.6 소결...163
• 제 3 장 유지관리단계 생애주기분석...164
• 3.1 강교량의 유지관리전략 수립을 위한 LCC 분석의 적용...166
• 3.1.1 유지관리 시스템 상태(또는 성능) 평가 모델...168
• 3.1.1.1 상태 등급 모델 및 안전 진단...169
• 3.1.1.2 Markov 모델...172
• 3.1.1.3 전문가 의견 모델...172
• 3.1.1.4 내하력 및 재하시험 평가...173
• 3.1.1.5 계측 및 역해석...176
• 3.1.1.6 본 연구에서 제안한 상태(성능) 평가 모델 ...177
• 3.1.2 본 연구에서 제안한 시스템의 특성...181
• 3.1.2.1 공용수명 및 한계상태등급...181
• 3.1.2.2 부재 수준에서의 열화 및 보수보강...183
• 3.1.2.3 복수 상태등급 (Multiple Indexing System)...186
• 3.1.2.4 보수보강 효과의 정량화...187
• 3.1.2.5 비용-효과 모델...188
• 3.1.2.6 상태 등급의 통합 및 시스템 상태 평가...188
• 3.1.2.7 최적 유지관리...190
• 3.2 강교량의 상태 평가 및 정량화...192
• 3.2.1 강교 주요 부재의 상태 평가 해석법...192
• 3.2.1.1 직접해석법...192
• 3.2.1.2 Response Suface 모델...203
• 3.2.2 강교의 RSM 모델링...211
• 3.2.2.1 RSM을 이용한 단경간의 성능이력곡선 산정방법...212
• 3.2.2.2 RSM을 이용한 2경간의 성능이력곡선 산정 방법...227
• 3.2.2.3 RSM을 이용한 3경간의 성능이력곡선 산정 방법...234
• 3.2.3 강교 주요 부재 열화 모델...241
• 3.2.3.1 강거더의 열화모델...241
• 3.2.3.2 상태평가를 위한 열화모델...281
• 3.2.4 강교 주요 부재 보수보강 정량화 모델...288
• 3.2.4.1 강거더 보수보강 정량화 모델...288
• 3.2.4.2 상태평가를 위한 보수보강 정량화 모델...311
• 3.3 생애주기비용의 정식화 및 비용 추정...322
• 3.3.1 비용분류체계...322
• 3.3.2 생애주기비용의 정식화...323
• 3.3.2.1 기대 유지관리비용의 정식화...324
• 3.3.2.2 기대 파손비용의 정식화...327
• 3.4 유지관리단계 생애주기분석 모델...329
• 3.4.1 생애주기 성능 및 비용에 기초한 교량 유지관리 모형...329
• 3.4.2 최적 유지관리 시니라오 선정 모델...331
• 3.5 소결...334
• 제 4 장 교량 LCC분석을 위한 이용자비용의 추정...336
• 4.1 LCC분석을 위한 간접비용...338
• 4.2 이용자비용의 정식화...339
• 4.2.1 LCC분석에 이용자비용의 적용...340
• 4.2.2 이용자비용의 구성요소...341
• 4.2.3 이용자지연비용...342
• 4.2.4 차량운행비용...346
• 4.2.5 사고비용...347
• 4.2.6 환경비용...349
• 4.3 회귀모델 개발 방향 및 교통해석...350
• 4.3.1 회귀모델 개발 방향...350
• 4.3.2 교통해석 시 적용되는 변수...351
• 4.3.2.1 교통량...351
• 4.3.2.2 교통 통제 차로수 및 교통 통제 길이와 교통 통제에 따른 병목현상...354
• 4.3.2.3 주도로 및 우회도로 차로수...359
• 4.3.2.4 공사구간의 조건...360
• 4.3.2.5 우회도로 길이...360
• 4.3.2.6 향후 교통수요 추정...360
• 4.3.3 네트워크 효과를 고려한 교통해석...361
• 4.3.3.1 모델링...362
• 4.3.3.2 교통해석 결과...367
• 4.4 교통지체에 따른 회귀모델...368
• 4.4.1. 회귀모델 개발 절차...368
• 4.4.2 우회도로 미고려 회귀모델...369
• 4.4.2.1 구성변수에 따른 범주화...369
• 4.4.2.2 범주별 회귀모델...371
• 4.4.2.3 연속변수 보간에 따른 다중 선형 및 비선형 회귀분석...373
• 4.4.3 우회도로 고려시 회귀모델...374
• 4.4.3.1 구성변수에 따른 범주화...374
• 4.4.3.2 범주별 회귀모델...380
• 4.4.3.3 연속변수 보간에 따른 다중 선형 및 비선형 회귀분석...383
• 4.5 이용자비용 추정 모듈 개발 및 적용사례 분석...391
• 4.5.1 이용자 비용 모듈 개발...391
• 4.5.2 우회도로 미고려 및 고려시 이용자비용의 추정...394
• 4.5.2.1 입력사항...394
• 4.5.2.2 분석결과...396
• 4.6 사회-경제손실비용...401
• 4.7 소결...402
• 제 5 장 강교량의 LCC 분석을 위한 DB구축 및 DB관리프로그램 개발...404
• 5.1 강교량의 LCC 분석을 위한 데이터의 분류...408
• 5.1.1 주요인자 산정...408
• 5.1.1.1 업무흐름에 따른 단계별 주요인자 도출...408
• 5.1.1.2 단계별 세부 입력항목...409
• 5.1.2 LCC 비용분류구조 및 분석절차에 따른 데이터 분류...412
• 5.1.2.1 데이터 분류...412
• 5.1.2.2 분류된 데이터 항목별 활용현황...416
• 5.2 데이터 분류 항목에 따른 자료의 수집 및 분석...418
• 5.2.1 필요데이터 수집계획 ...418
• 5.2.2 데이터 수집 현황...419
• 5.2.2.1 국도상 강교현황 자료 수집...419
• 5.2.2.2 시공비용 적산자료 조사...425
• 5.2.3 수집 데이터 분석...427
• 5.2.3.1 빈도분석...428
• 5.2.3.2 베이지안 기법...431
• 5.2.3.3 퍼지기법...436
• 5.2.4 데이터 분석을 통한 활용데이터...439
• 5.3 LCC 분석을 위한 DB관리시스템 개발...452
• 5.3.1 LCC분석을 위한 DB구축...452
• 5.3.1.1 설계단계용 DB...453
• 5.3.1.2 유지관리단계용 DB...454
• 5.3.2 DB관리시스템 역할 및 개발방향...455
• 5.3.3 시스템 개요...457
• 5.3.3.1 개발도구 및 환경...457
• 5.3.3.2 설치방법...458
• 5.3.3.3 시스템 주요 기능...458
• 5.3.4 프로그램 주요화면 및 사용방법...461
• 5.3.5 DBMS 운영 및 업데이트 방법...466
• 5.3.5.1 운영 방안...466
• 5.3.5.2 업데이트 방법...468
• 5.4 중장기적 DB 구축 방안...471
• 5.5 소결...473
• 제 6 장 강교량의 설계단계 LCC분석 프로그램...476
• 6.1 프로그램의 개요...478
• 6.1.1 생애주기비용분석절차...478
• 6.1.2 개발범위 및 구성도...479
• 6.1.3 특징 및 차별성...482
• 6.2 실행환경 및 설치방법...483
• 6.2.1 시스템 요구사양...483
• 6.2.2 설치방법...483
• 6.3 프로그램 사용방법...486
• 6.3.1 LCC 분석 수행 절차...489
• 6.3.1.1 기본정보 입력...489
• 6.3.1.2 대안의 기본제원 입력...490
• 6.3.1.3 교통량 정보 입력...491
• 6.3.1.4 유지관리조건 정보 입력...492
• 6.3.1.5 사회경제 손실비용 선택...493
• 6.3.1.6 구성요소별 물량정보 입력 ...494
• 6.3.1.7 구성요소별 유지관리정보 입력...495
• 6.3.1.8 유지관리비용정보입력...496
• 6.3.1.9 해체폐기비용 입력...498
• 6.3.1.10 할인율 정보 입력...499
• 6.3.1.11 분석수행...500
• 6.3.2 LCC 결과보기...501
• 6.3.2.1 생애주기단계별 비용...502
• 6.3.2.2 비용부담주체별 비용...506
• 6.3.2.3 유지관리 발생확률 ...510
• 6.3.2.4 유지관리비용...511
• 6.3.3 가치분석...512
• 제 7 장 강교량의 유지관리단계 생애주기분석 프로그램...518
• 7.1 프로그램의 개요...520
• 7.1.1 최적 유지관리 시나리오 선정 절차...521
• 7.1.2 개발범위 및 구성도...523
• 7.2 프로그램 사용방법...525
• 7.2.1 설치방법...525
• 7.2.1.1 .Net Framework의 설치...525
• 7.2.1.2 LCMSTEB의 설치...526
• 7.2.2 LCMSTEB 분석 수행 과정...528
• 7.2.2.1 교량 데이터 불러오기...528
• 7.2.2.2 프로젝트정보 입력...529
• 7.2.2.3 할인율정보 입력...530
• 7.2.2.4 교량정보 입력...531
• 7.2.2.5 교통정보 입력...533
• 7.2.2.6 구조제원 입력...535
• 7.2.2.7 해석부재 선택...537
• 7.2.2.8 열화정보&보수보강정보 입력...540
• 7.2.2.9 점검정보 입력...543
• 7.2.2.10 비용정보 입력...545
• 7.2.2.11 분석수행...547
• 7.2.3 LCMSTEB 결과보기 ...549
• 7.2.3.1 기본분석 결과...549
• 7.2.3.2 시나리오 생성...551
• 7.2.3.3 시나리오 분석 결과...554
• 제 8 장 결론 및 활용계획...558
• 8.1 결론...560
• 8.2 분석사례...563
• 제 9 장 참고문헌...566
• 9.1 국내문헌...568
• 9.2 국외문헌...570
• 부 록...580
• 부록A. 설계단계 LCC분석 지침(안)...582
• 부록B. 유지관리단계 생애주기분석 지침서(안)...658