사장교의 케이블 손상 검출을 위한 CIMD 손상평가 기술 개발 = Development of CIMD Damage Assessment Technology for Cable Damage Detection of Cable-stayed Bridges

국문 초록 (Abstract)

케이블은 사장교의 구조적 안정을 담당하는 요소로써 수시로 상태가 파악되어야 하며 만약 문제가 생겼을 때는 신속하게 보수할 수 있도록 유지관리해야 한다. 본 연구에서는 무손상 데이터와 손상 데이터를 비교하고 분석해 손상을 평가하고 손상의 위치를 검출할 수 있는 손상평가 기술을 개발하였다. 무손상 데이터는 현장에서 계측으로 획득하기에는 큰 어려움이 있어 구조해석을 통해 구조물의 기본적인 정보를 추출하고 상태공간방정식을 생성해 이론적으로 계산하였으며, 계측으로 획득한 손상 데이터와 CIMD 이론으로 계산해 비교함으로써 손상의 위치를 검출하고자 했다. 개발한 손상평가 기술의 성능을 검증하기 위해 2가지 유형의 모형 사장교를 제작하였고 이를 대상으로 손상실험을 진행했다. 손상실험에 사용된 사장교는 2면 배치 사장교와 1면 배치 사장교, 2가지 사장교(A-type, B-type)를 대상으로 진행했으며, 각 사장교를 대상으로 100% 장력을 손실시켜 실험을 진행하였다. A-type 사장교의 경우에는 거더에 센서를 부착하였고, B-type 사장교의 경우에는 거더에 부착한 실험 케이스와 주탑에 부착한 실험 케이스로 나누어서 손상실험을 진행하였다. 검증 실험 결과, 데이터의 변화량의 패턴으로 손상된 케이블의 위치를 대략적으로 파악할 수 있는 근거를 발견할 수 있음을 확인하였다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 1.1. 연구 배경 및 필요성 1
• 1.2. 연구 동향 3
• 1.3. 연구 내용 및 목적 7
• 제2장 CIMD를 이용한 교량 손상평가 9
• 2.1. 무손상 교량의 응답 신호 알고리즘 개발 10
• 2.2. 통계적 패턴인식 기술 15
• 2.3. CIMD 이론 19
• 2.4. CIMD를 이용한 손상평가 기술 개발 21
• 제3장 기술 검증을 위한 실험 23
• 3.1. 실험 대상 모형 사장교 23
• 3.2. 무손상 데이터 추출을 위한 Simulation 프로그램 27
• 3.2.1. 사장교 FEA 27
• 3.2.2. 사장교 Modal Test 31
• 3.2.3. Modal Updating 및 검증 34
• 3.3. 검증을 위한 손상평가 실험 38
• 3.4. 손상평가 기술 성능 검증 41
• 제4장 결론 46
• 참고문헌 48
• 국문초록 53
• 부록 54
• 감사의 말씀 68