초록 ▼

이 연구는 PSC 교량에서 가장 중요한 요소인 텐던의 긴장력을 시공 시부터 공용중 어느 때나 손쉽게 계측할 수 있는 기술을 개발하고, 이를 통해 PSC 교량의 건전성 및 유지관리 효율성을 획기적으로 향상시키고자 한다. 이를 위하여 스마트 긴장재와 스마트 정착장치를 각각 개발하고 실용화가 가능한 수준으로 제작 및 품질관리 기술을 확보한다. 또한 이들을 PSC 교량에서 활용하여 교량의 건전도를 평가할 수 있는 기술을 개발하는 한편, IT 기술과의 접목을 통해 손쉽게 모니터링을 할 수 있는 방법을 도출한다.
당해연도인 1차연도에는

이 연구는 PSC 교량에서 가장 중요한 요소인 텐던의 긴장력을 시공 시부터 공용중 어느 때나 손쉽게 계측할 수 있는 기술을 개발하고, 이를 통해 PSC 교량의 건전성 및 유지관리 효율성을 획기적으로 향상시키고자 한다. 이를 위하여 스마트 긴장재와 스마트 정착장치를 각각 개발하고 실용화가 가능한 수준으로 제작 및 품질관리 기술을 확보한다. 또한 이들을 PSC 교량에서 활용하여 교량의 건전도를 평가할 수 있는 기술을 개발하는 한편, IT 기술과의 접목을 통해 손쉽게 모니터링을 할 수 있는 방법을 도출한다.
당해연도인 1차연도에는 긴장력의 측정을 위해 가장 중요한 기술인 스마트 강연선을 개발하고 시제품 제작을 통해 성능을 검증하였다. 스마트 강연선은 기존의 강연선 제품에서 심선을 제거한 후 광섬유 센서가 내장된 CFRP 심선으로 대체한 것으로, 실험 결과 요구되는 성능을 모두 확보하고 있는 것으로 나타났다. 또한 스마트 정착장치를 개발하고 시제품을 제작하여 성능을 검증하였으며, 실험결과와 해석 결과를 비교하였다.

Abstract ▼

The objective of this research project is to develop measuring technology of prestressed force of tendon from construction to service stage, and to improve health and maintenance effectiveness of PSC bridges. For this purpose, smart tendon and anchor head should be developed to a level of actual use

The objective of this research project is to develop measuring technology of prestressed force of tendon from construction to service stage, and to improve health and maintenance effectiveness of PSC bridges. For this purpose, smart tendon and anchor head should be developed to a level of actual use through securing manufacturing and quality control technologies. And also the evaluation technology of bridge health and easy monitoring method should be developed through use of IT.
In the first year, the smart tendon that is very important element to measure prestressed force was developed, and its performance was verified through test of prototype. The smart tendon is manufactured by replacing existing steel core wire with CFRP core wire with FBG sensor. As a result of test, the developed smart tendon satisfied all the required performances. And also, the smart anchor head was developed and its performance was tested.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 5
• Executive Summary ... 8
• 목 차 ... 11
• 표 목 차 ... 14
• 그 림 목 차 ... 16
• 제1장 서론 ... 25
• 제2장 PSC 교량의 긴장 및 정착기술 현황 분석 ... 27
• 1. 긴장 및 정착장치 현황 ... 27
• 1.1 PS 강연선 ... 27
• 1.2 쐐기(Wedge) ... 29
• 1.3 지압판(Bearing plate) ... 32
• 1.4 앵커헤드(Anchor head) ... 32
• 1.5 유압 잭(Hydraulic Jack) ... 44
• 1.6 덕트(Ducts) ... 50
• 2. 긴장력 관리 현황 ... 52
• 2.1 개요 ... 52
• 2.2 관련 규정 ... 52
• 3. PSC 구조물의 긴장력 측정기술 현황 ... 57
• 3.1 변형률 게이지 부착을 통한 긴장력 측정 ... 57
• 3.2 로드셀을 이용한 긴장력 측정 ... 57
• 3.3 강 심선의 겉면에 광섬유 센서(FBG센서)가 매립된 강연선 ... 58
• 3.4 강 측선의 굴곡부에 선형 센서가 매립된 강연선 ... 59
• 3.5 강 심선의 중앙부에 FBG센서가 매립된 강연선 ... 60
• 3.6 수지 심선의 중앙부에 FBG센서가 매립된 강연선 ... 61
• 3.7 Tensmeg ... 61
• 3.8 EM 센서 ... 62
• 3.9 기존 기술의 문제점 및 해결 방안 ... 63
• 제3장 스마트 강연선 개발 ... 65
• 1. 스마트 강연선용 심선 개발 ... 65
• 1.1 개요 ... 65
• 1.2 심선 제작 방법 ... 66
• 1.3 스마트 강연선용 심선의 제작 ... 67
• 1.4 스마트 강연선용 심선의 인장시편시험 시험체 제작 ... 73
• 1.5 스마트 강연선용 심선의 인장시편시험 ... 77
• 1.6 심선의 인장시편 시험결과 ... 78
• 1.7 광섬유 센서가 매립된 스마트 강연선용 탄소 심선 시제품 제작 ... 89
• 1.8 광섬유 센서가 매립된 스마트 강연선용 탄소 심선 시편시험 ... 99
• 1.9 소결론 ... 104
• 2. 센서가 내장된 스마트 강연선 개발 ... 105
• 2.1 개요 ... 105
• 2.2 제작방법에 따른 강연선 인장시편시험 ... 106
• 2.3 광섬유 센서가 매립된 스마트 강연선 인장시편시험 ... 116
• 2.4 스마트 강연선 인장시편 시험결과 ... 118
• 2.5 소결론 ... 123
• 3. 심선의 변형률 계측을 통한 스마트 강연선의 저항력 산출 방법 제시 ... 124
• 3.1 개요 ... 124
• 3.2 연구 방법 ... 124
• 3.3 해석 결과 ... 126
• 3.4 고찰 ... 128
• 3.5 소결론 ... 131
• 4. 스마트 강연선의 온도 보정기법 개발 ... 133
• 4.1 개요 ... 133
• 4.2. 온도보정기법 개선을 위한 실험체 제작 및 실험준비 ... 134
• 4.3 스마트 강연선 긴장력 도입 및 장기모니터링 ... 137
• 4.4 소결론 ... 145
• 제4장 스마트 정착장치 개발 ... 147
• 1. 개요 ... 147
• 2. 정착구의 변형 특성 및 변형 기반 스마트 정착장치 ... 148
• 2.1 개요 ... 148
• 2.2 유한요소해석을 통한 정착구의 변형특성 파악 ... 149
• 2.3 스마트 정착장치의 고안 ... 164
• 2.4 정착구 변형 특성 실험 및 스마트 정착장치 실험 연구 ... 167
• 3. PZT 압전소자를 이용한 스마트 정착장치 ... 197
• 3.1 개요 ... 197
• 3.2 압전 PZT 소자의 임피던스 모니터링 기술에 관한 이론적 검토 ... 197
• 3.3 정착부의 지압응력에 대응하는 등가 강성-감쇠 모델링 ... 201
• 3.4 압전 PZT 임피던스 응답 해석 및 텐던 정착부의 긴장력 모니터링 ... 202
• 3.5 긴장력 모니터링을 위한 스마트 임피던스 인터페이스의 개발 ... 205
• 4. 소결론 ... 222
• 제5장 결론 ... 223
• 참 고 문 헌 ... 225
• 서지자료 ... 231
• Bibliographic Data ... 232
• 끝페이지 ... 233