1단계 신뢰성 기반 교량 검사 수행을 위한 지침 제안

- 요약

이 지침은 고속도로 교량의 위험 기반 검사(RBI) 방법을 개발하기위한 방법을 기술한다. 이 방법의 목적은 가장 필요한 곳에 검사 효과를 집중하고 자원의 사용을 최적화함으로써 교량의 안전성과 신뢰성을 향상시키는 것이다. 이 지침은 검사 필요성의 공학 평가를 기반으로 교량에 적합한 검사 전략을 개발하여 신뢰성 평가를 수행하기위한 구성과 절차를 제공한다. 이 방법론은 구조 유형, 시효, 조건, 중요성, 환경, 재하하중, 사전 문제 및 고속도로 교량의 신뢰성과 내구성에 기여하는 다른 특성들을 고려하고 있다.

검사 빈도 (또는 기간)와 범위의 설정은 고정 또는 일정하지 않기 때문에 RBI 업무는 일반적으로 일정한 전통적 접근방법과는 다르다. 오히려, 신뢰성 기반 엔지니어링 분석은 특정 교량 또는 교량의 집단에 대해 검사의 필요성을 평가하기 위해 수행되고, 검사 요구사항 등 빈도와 범위가 이러한 요구에 해당된다. 이는 예상 손상 모드와 관련 결과나 결과의 가능성을 분석함으로써 달성된다. 결과적으로, RBI 업무는 교랑 안전 확보를 위해 가장 중요한 손상 및 열화 메커니즘에 특히 주의를 집중할 수 있다. 이와 같이, 이 업무는 교량안전 개선을 이끄는데 관련위험성을 감소할 검사 접근법과 교량에 영향을 미치는 손상 모드 사이의 보다 나은 연계성을 제공 한다. 이 방법은 거친 환경 조건과 역학적 하중에 노출되는 매우 크고, 비싸고, 복잡한 구조 시스템인 고속도로 교량에 유사한 것으로 간주 될 수 있는 시설과 여러 산업에서 널리 받아 들여졌다.

이 보고서의 목적은 검사 필요성을 결정하는 신뢰도 기반의 평가를 수행하기위한 교량 소유자에 대한 지침을 제공하는 것이다. 이 방법론은 검사의 필요가 적은 교량과 교량 안전을 위해 검사를 필요로 하는 대부분 이들 교량을 식별하기 위해 자신의 교량 목록 내에서 교량의 신뢰성 평가를 수행하도록 교량 소유자에게 요구하는 것이다. 소유자 수준별로 모이는 전문가 위원단이 평가를 수행 한다. 이 평가는 안전성과 사용성의 항목에서 잠재적인 결과와 중요성을 평가하고 손상의 가능성을 평가하기위해 교량의 신뢰성과 안전성의 본질을 고려하고 있다. 이 과정을 통해 검사 필요성은 전체 교량 목록의 안전성 및 신뢰성을 향상시키기 위해 우선순위가 정리될 필요가 있다.

1장 소개

1.1 절차

1.2 배경

2장 교량부재의 신뢰성 평가

2.1 파괴의 정의

2.2 사고발생 인자

2.3 결과 평가

2.4 신뢰성 평가 위원회

3장 검사 기간과 범위의 결정

3.1 검사기간

4장 RBI프로그램 수립

4.1 절차의 검토

4.2 분석의 범위 설정

4.3 훈련 요구사항

- 참고문헌

2단계 최종 연구 보고서: 신뢰성 기반 검사업무 개발

-요약

국립 교량 검사 기준(NBIS)은 고속도로 교량의 안전 검사에 사용되는 빈도 및 방법을 지시한다. 국립 교량 목록(NBI)에 지정된 검사 빈도는 일정계획 기반이며, 24개월의 최대 간격으로 실시되는 일상적인 검사를 일반적으로 요구한다. 교량 목록 전체에 걸쳐서 동일하게 적용되는 일정계획 기반 검사 기간은 시효와 열화 교량에 대한 만큼 새로운 교량에 대해서도 동일한 검사 기간을 초래하였다. 이런 균일한 검사 업무는 개선된 내구성 특성이 있고 사용 환경에 몇 년 노출한 새로 건설된 교량은 여러 해 동안 사용 환경에 노출된 노후 교량보다 주어진 시간 주기에 걸쳐 심각한 손상으로 발전할 가능성이 훨씬 덜할 수 있다. 따라서 검사 필요성은 현재 적용되는 동일 한 기간을 기준하여 노후 구조에 대해 더 크게 필요하고 새로운 교량에 대해 덜할 수 있다. 온화하고 건조한 운영 환경에 있는 교량이 부식으로 중요한 손상이 보다 빨리 발전할 수 있고 검사필요성을 증가시키는 결과를 초래하는 해양 환경에 있는 교량과 같은 동일한 기간으로 현재 검사되고 있다. 또한, "양호한"특성이나 세밀 부재를 소유한 것으로 알고 있는 교량이 덜 세밀하고 일반 특성을 가진 교량과 똑같이 다루어지고 있다. 현재의 업무는 동일하며 개선된 안전성과 신뢰성이 그 디자인, 조건 및 운영 환경을 기반으로 한 특정 다리의 요구사항을 대면하기 위해 검사 방법과 빈도를 변화시킴으로써 성취될 수 있다면 인정하기 어렵게 된다. 검사 계획에 대한보다 합리적인 접근 방법은 설계, 재료, 조건, 그리고 교량의 운영 환경을 고려하는 신뢰성 기반 분석을 통해 검사 필요성에 검사 요구 사항을 보다 잘 조화롭게 하는 것이다.

따라서 이 프로젝트의 목표는 목표달성을 위해 신뢰성 기반 검사 업무를 개발하는 것이다:

1. 교량의 안전성과 신뢰성을 개선하는 것

2. 교량검사를 위한 자료를 최적화

이 프로젝트의 목적은 AASHTO가 채택한 고려사항에 대한 제안 교량 검사 업무를 개발하는 것이다. 이 프로젝트를 통해 개발 된 업무는 다리의 안전, 사용성과 자료의 효과적인 사용을 보장하기 위해 합리적인 신뢰성 기반의 방법을 바탕으로 하고 있다.

결과물

신뢰성 이론과 업무가 교량 검사에 대한 새로운 접근 방식을 제공하는 위험 기반 검사(RBI)에 대한 지침을 개발하기 위해 연구를 통해 응용되었다. 방법론은 검사 필요성이 적은교량과 교량 안전을 보장하기 위해 검사의 필요 상태에 있는 대부분의 교량을 식별하기위해 교량소유자가 교량목록 내에 있는 교량의 평가를 수행하는 것을 포함하고 있다. 이 평가는 신뢰성 평가 위원회 (RAP)로 알려진 소유자 수준에서 전문가 위원회에 의해 수행된다. RAP는 손상이 발생한다면 가능한 결과나 중요성 그리고 지정된 기간 동안 일반적인 열화 메커니즘으로부터 초래되는 심각한 손상 가능성의 신뢰성을 기반으로 하는 공학적 평가를 실시하고 있다. 신뢰성 기반평가는 간단한 3 단계 과정에 의해 설명 될 수 있다 :

1 단계 : 잘못이 무엇이고, 가능성이 어떤 것인가? 라는 선택한 교량 유형의 부재에 대한 가능한 손상 모드를 식별하는 것이다. 미미한(가능성이 적은)것 으로부터 높은 (가능성이 큰) 네 개의 발생 요인(OFS) 중 하나로 발생하는 심각한 손상의 가능성을 분류 한 후 설계, 하중재하 및 조건 특성(특징)을 고려하는 것이다.

2 단계 : 결과는 무엇 인가? 주어진 손상 모드가 발생할 가정에서 안전성 및 사용성의 관점에서 중요성을 평가하는 것이다. 경미한 문제로부터(사용성에 대해 낮은 효과) 심각한 문제(즉, 교량 붕괴, 인명 손실)에 이르기까지 네 개의 중요 요소 (CFS) 중 하나로 잠재적 중요성을 분류한다.

3 단계 : 검사 기간 및 범위를 결정한다. 검사 필요성을 순서화하고 1,2 단계의 결과에 기초하여 교량 검사 기간을 지정한다.

이 평가는 교량의 내구성 특성에 영향을 미치는 일반적이고 잘 알려진 설계, 재하하중, 및 상태 특성을 기반으로 한다. 특성은 전문가의 추출 과정을 통해 파악되고 우선순위가 메겨진다. 간단한 신뢰성 행렬이, 신뢰도 분석에 기초하여, 교량에 대한 적절한 검사 기간을 지정하는데 사용된다. 손상이 발생 발생했다면 높은 중요문제를 초래하거나 발생 가능성이 있음을 의미하는 행렬의 오른쪽 상단 모서리를 향하는 경향이 있는 손상 모드는 짧은 검사 기간과 가능한 보다 심도 있거나 집중적인 검사를 필요로 한다. 손상이 발생했다면 중요성이 낮거나 발생할 것 같지 않음을 의미하는 왼쪽 아래를 향하는 경향이 있는 손상 모드는 보다 낮은 빈도의 검사를 필요로 한다. RBI 과정을 통해 결정된 검사 기간은 신뢰성 기반 공학 평가에 의해 지정 된 필요에 따라 길거나 짧은 전통적인 동일기간, 일정 계획 기반의 접근 방식에 의해 지정된 기간보다 더 길거나 짧을 수 있다. RBI 과정에서 검사수행은 일반적으로 전통적인 검사 방법보다 더 강력하고 철저하며 신뢰성기반평가의 필요성을 개선하기 위해 교량 부재의 상태 평가가 필요하다. 검사 필요성은 검사 절차의 신뢰성을 향상시키기 위해 순서화하고, 교량특정검사과정이 신뢰도 분석에 기초하여 개발 될 수 있다. 개발한 방법론은 일반설계특성의 전형적인 고속도로 교량을 위한 것이다. 연구를 통해 개발된 방법론은 교량의 공용수명동안 교량이 열화 하도록 야기하는 일반적인 열화 메커니즘과 사용 중 교량거동이 가지는 경험과 지식의 광범위한 자료를 이용한다. 이용할 때, 절차는 장기교량성능, 고급 모델링 및 분석 기술에 대한 개선자료 같은 최신 기술의 통합을 허용한다. 기술의 일관된 적용을 유지하기 위해 체계적인 절차 및 방법을 제공하는 반면, 방법론은 소유자의 특정 요구사항과 조건을 설명할 수 있게 적합한 유연성을 가지도록 개발하였다. 연구를 통해 개발된 방법론은 다른 상태에 있는 두 가지의 연구를 사용하여 시험 하였다. 이러한 경우 연구 중, RBI 분석을 위한 지침에 설명된 절차는 강재와 사전응력 부재로 구성된 부가구조를 가지는 일반적인 고속도로 교량을 위한 RBI기간을 개발하기 위해 주정부 권한을 사용하여 구현되었다. RBI을 통해 결정된 RBI 기간은 각 상태에서 교량의 표본에 대한 과거 기록의 분석을 통해 입증되었다. 연구를 통해 개발된 신뢰성 기반 검사 사례는 기존의 계획 기반의 접근 방식에서 차이가 있다. 교량 검사에 대한 새로운 접근 방식은 많이 요구되는 검사사항에 집중함으로써 교량의 안전성과 신뢰성을 향상시키는 방법을 제공하는 것이다. 이것은 또한 검사 요구사항이 신뢰성 기반 공학 평가를 통해 검사 필요성에 더 잘 일치될 때 검사사항의 최적 배정을 유도한다.

- 결론

이 연구는 (1) 교량의 안전성과 신뢰성을 향상시키고 (2) 교량 검사를 위한 검사원을 최적화하는 목표를 달성하기 위해 검사 업무를 개발했다. 연구의 목표는 제목의 새로운 지침 문서 "신뢰성 기반 교량 검사 업무에 대한 제안 지침,"신뢰성 이론의 응용을 기반으로 개발된 이 보고서의 1장의 개발을 통해 달성되었다. 이 문서는 교량 안전, 사용성과 자원의 효과적인 이용을 보장하기 위해 합리적인 방법에 근거하여 AASHTO에 의한 채택이 되도록 고려 사항에 대해 제안 업무를 개발하는 프로젝트 목표를 만족하는 것이다. 신뢰성 기반의 접근 방식은 지침을 통해 완전히 개발 및 문서화 되었다. 이러한 새로운 체계는 교량의 안전성과 신뢰성을 향상시키고 검사 발생원을 보다 잘 배당할 새로운 신뢰도 기반 접근법으로 현재 교량 검사를 실현하는 계획일정기반의 균일 검사 전략을 변환 할 수 있다. 연구를 통해 개발된 지침의 실현은 두 주에서 사례 연구를 수행하여 시험되었다. 이러한 연구는 일반적인 고속도로 교량에 대해 적절한 검사 기간을 식별하기위한 연구에서 개발된 절차의 효과를 검증하고 입증하였다. 이 위험 기반 검사(RBI) 업무가 최대 72 개월의 적절한 검사 기간임을 확인한 것이 이 연구를 통해 알게 되었다. 이 RBI 업무 실현은 악영향 과거검사기록의 분석에 기초한 연구에서 분석된 교량의 안전성 및 사용성에 불리하게 영향을 주지 않는다고 이들 연구로 부터 결론지어졌다. 이러한 연구는 또한 주 교통기관 인력을 이용하는 이내에서 절차와 지침의 실현을 성공적으로 보여 주었다. 결과는 여기에 최대 72 개월의 검사 기간간격이 임의 특정 교량에 적합했음을 보여주었고 검증되었다. 이러한 확장된 검사 기간이 교량의 안전성과 신뢰성을 개선하는 결과를 초래하여 더 많은 빈도와 깊이 있는 검사를 요구하는 교량을 향한 검사 자원의 재 할당을 허용하게 한다. 이와 같이, 교량의 안전성과 신뢰성을 향상시키고 자원의 사용을 최적화 할 수 있는 신뢰성 기반 교량 검사업무개발 프로젝트 목표는 연구를 통해 달성되었다.

-제안

여기에 보고된 연구는 일반적인 고속도로 교량에 적합한 검사 간격기간을 결정하기위한 RBI 절차의 유효성을 입증하고 있으며, 그와 같은 것으로서, 기술론의 보다 폭 넓은 구현이 제안된다. 여기에 서술된 절차, 방법 및 접근 방식은 또한 비정형 교량에 적용될 수 있다. 예를 들어, 이전의 연구 (60)에서 예시된 바와 같이, 비 중복 교량 부재는 이 접근방식을 사용하여 평가 될 수 있다. 이 접근법은 복잡한 교량, 또는 상급의 열화 교량에 적용될 수 있다. 분석 요구 사항은 보다 상세하게 발전 될 수 있다; 이러한 분석의 개발은 전체 교량 목록을 망라하는 교량 검사를 위한 일정한 전략을 제공하도록 추구 할 수 있다. 마지막으로, 여기에서 이용되는 백 캐스팅 과정은 RBI 업무가 사용될 수 있을 때 구현을 위해 고려될 수 있다. 백 캐스팅은 RBI 절차의 품질보증과 RAP에 의해 개발 된 모델의 검증을 위한 수단을 제공한다. 이와 같이, 백 캐스팅 절차는 RBI 기술의 구현을 위한 중요한 도구를 제공한다.

1장 배경

2장 연구 접근 방식

3장 결과물과 적용

3.1 소개

3.2 방법론의 검토

3.3 신뢰성

3.4 RBI(위험 기반 검사)의 주요요소

3.5 RBI 분석을 유지하기위한 자료

3.6 방법론의 경우 연구

3.7 오레곤에 대한 백 케스팅

3.8 텍사스에 대한 백 케스팅

3.9 오레곤과 텍사스에서의 경우연구의 토론

4장 결론, 추천 및 제안연구

4.1 추천사항

4.2 제안 연구

- 참고문헌