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과제기본정보

프리스트레스 콘크리트교량 붕괴방지를 위한 음향센싱방법 개발에 대한 연구1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 04CCTI-C041737-01
국가과학표준분류 1순위 None | None | None 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 -
3순위 None | None | None 과제유형 -
과제명 프리스트레스 콘크리트교량 붕괴방지를 위한 음향센싱방법 개발에 대한 연구
주관연구기관 한국콘크리트학회
총괄연구 책임자 성명 김은겸
소속 서울과학기술대학교 직위 박사
기관 대표번호 02-970-9133 FAX 02-979-9117
총 연구기간 2004-07-20 ~ 2006-07-19
당해연도 연구기간 2004-07-20 ~ 2005-07-19

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
1차년도 80,000,000 10,000,000 60,000,000 70,000,000 150,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 현재까지 프리스트레스 콘크리트 교량의 붕괴를 억제하기 위한 많은 연구가 진행되어 왔으나 아직까지 신뢰할 만한 비파괴방법이 제시되지 못한 실정이다. 그러나 선진 외국에서는 비파괴방법 중 부식으로 인한 텐던 파단시 방출되는 음향을 통해 구조물을 유지관리하는 음향모니터링 방법이 그라우팅이 되지 않은 케이블에 적용되고 있다. 따라서 국내에서도 기존에 공용중인 프리스트레스 교량의 붕괴를 방지하기 위하여 음향센싱방법에 대한 연구를 통해 기술력을 확보하는 것이 매우 시급한 실정이다.
최종목표 본 연구의 최종목표는 프리스트레스 콘크리트교량의 긴장재 파단을 감지할 수 있는 음향센싱기법을 확립하는 것이다. 이를 위해 다양한 조건에 대한 음향센싱방법의 적용성 검증과 실구조물에 적용을 가정한 음향센서의 간격 및 위치 그리고 음향모니터링 시스템의 구성까지를 본 연구에 포함한다.
프리스트레스 콘크리트교량의 긴장재 파단감지 기술인 음향센싱방법 개발 및 프리스트레스 콘크리트교량의 붕괴방지를 위한 유지관리시스템을 구축하여 교량의 공용수명을 연장하고 안전성을 확보하고자 한다. 음향센싱 장비 및 센서들은 이미 외국에서 많이 개발되어 있고 국내에는 광역통신망이 잘 구축되어 있기 때문에 원거리에서도 교량을 유지관리할 수 있다. 이 둘을 조합하여 음향모니터링 시스템을 구축하여 실교량을 유지관리할 수 있다고 판단된다.
연구내용 및 범위 본 연구에서는 최종목표인 프리스트레스 콘크리트교량의 긴장재 파단을 감지할 수 있는 음향센싱기법의 확립을 위하여 1차년도에는 긴장재의 파단감지를 위한 음향센싱기술의 개발에 연구목표를 두고 전식실험을 통하여 텐던의 인위적인 파단을 유도하여 긴장재의 파단에 따라 방출되는 음향의 특성치를 분석하고, 반복실험을 통해 긴장재의 파단에 따라 방출되는 음향을 통해 프리스트레스 텐던의 파단위치를 산정할 수 있는 기법을 개발하며, 음향센싱에 필요한 음향계측 센서의 특성치 분석 및 적용성에 대한 실험을 진행하여 긴장재 파단시 발생되는 텐던의 파단음향과 텐던 파단음 외의 다른 노이즈(Noise)와의 구별 가능성 여부와 음향센싱 자료를 이용한 전달속도의 평가 정밀도를 측정할 계획이다.
2차년도 연구내용으로서는 프리스트레스 콘크리트교량의 붕괴방지를 위한 음향센싱 시스템의 개발에 주안점을 두고 연구를 진행해 나갈 방침이며, 프리스트레스 실험체를 제작하여 다양한 실험을 통해 긴장재 파단에 따라 방출되는 음향의 전달속도 및 진폭 감소율을 산정하고, 이를 토대로 실교량 적용시 소요되는 음향센서의 수량 및 센싱 위치에 대한 실험적 연구를 진행할 계획이다. 또한 본 연구과제의 최종목표인 프리스트레스 콘크리트교량의 긴장재 파단감지를 위한 음향센싱 모니터링 시스템을 개발하여 본 연구를 통해 개발된 모니터링 시스템의 구조적인 안전성 평가를 검토할 예정이다.
최근 국내에 건설된 교량 중에서 프리스트레스 콘크리트교량이 차지하는 비율이 매우 높은 추세이며, 교량의 점검 및 유지 보수를 위해 음향센싱 방법을 적용한 경우가 아직까지는 국내에서 전무한 상황이다. 현재 국내에서는 발달된 광역초고속통신망을 보유하고 있으며, 이와 연계된 네트워킹 시스템을 갖춰 음향센싱 모니터링 시스템 기술개발에 성공한다면 음향센싱 모니터링 시스템을 실교량에 적용하는 것이 가능해지며, 추후 프리스트레스 콘크리트교량의 안전진단 및 유지관리업무를 수행하는 유지관리주체와 안전진단업체에서 유용하게 활용되어 점검 및 보수보강 분야에 있어서 효율성 및 점유율도 높아질 것으로 기대된다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 - -
연구성과 기술적 기대성과 본 연구를 통해 얻은 결과들은 향후 프리스트레스 콘크리트 교량의 안전성 평가시 기술적 자료로 활용될 것이다. 이를 통해 향후 프리스트레스 콘크리트교량의 갑작스런 붕괴를 방지하는데 기여할 것으로 판단된다.
사회 경제적 파급효과 교량의 공용수명이 연장됨에 따른 보수·보강 및 재시공 등에 소요되는 유지관리비용을 최소화할 수 있다. 또한 비파괴검사방법의 하나인 음향센싱방법이 개발되는 경우 이 기술이 장비개발업체와 안전진단업체 등에 파급되어 새로운 산업으로 발전할 수 있을 것으로 판단된다.
활용방안 - 노화된 프리스트레스 콘크리트교량의 긴장재 파단 감지
- 프리스트레스 콘크리트교량의 보수보강 시기 결정
- 붕괴 이전에 프리스트레스 콘크리트교량의 개축시기 결정
- 교량유지관리주체(건교부, 지자체, 도로공사 등)가 개발기술을 활용하여 관리대상교량에 실제 적용이여 교량 유지관리.
- 개발된 음향센싱방법의 사업화에 따른 기술개발 이익 창출
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 프리스트레스 콘크리트교량 긴장재 텐던 파단 음향방출 음향센싱기법
영문 prestressed concrete bridge tendon tendon fracture acoustic emission acoustic sensing
최종보고서
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최종보고서 0749_프리스트레스 콘크리트교량 붕괴방지를 위한 음향센싱방법 개발에 대한 연구.pdf   다운로드

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