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PS 텐던 강종별 긴장력 변화에 따른 자기이력 모니터링
김준경,박승희,이환우,Kim, Junkyeong,Park, Seunghee,Lee, Hwanwoo 한국전산구조공학회 2018 한국전산구조공학회논문집 Vol.31 No.2
본 논문에서는 PSC 거더의 긴장력을 계측하기 위한 EM 센싱 기법을 다양한 PS 텐던에 적용하기 위하여 PS 강종별 긴장력 변화에 따른 자기이력 모니터링 결과를 소개한다. PSC 교량의 성능평가에 있어 PS 텐던의 긴장력은 매우 중요한 인자이나 현재는 시공시 설계 긴장력의 도입 여부만을 검증하고 그 이후에는 긴장력 관리가 이루어지지 않는 실정이다. 이를 계측하기 위하여 EM 센서를 이용하여 긴장력을 계측하는 기법에 대한 연구가 이루어지고 있으나 PSC 거더에 사용되는 모든 PS 텐던에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 이에 본 연구에서는 PSC 교량에 주로 사용되는 B, C, D종 PS 텐던에 대해 EM 센싱 기법을 적용하기 위하여 각 강종별 긴장력에 따른 자기 이력 변화를 모니터링하였다. 이를 위해 B종 12.7mm, C종 15.2mm, D종 15.2mm PS 텐던 시편에 50, 100, 150, 180kN의 긴장력을 도입하고 각 긴장력 단계마다 자기 이력 곡선을 EM 센서를 통하여 계측하였다. 계측 결과 각 긴장력 단계마다 그 투자율이 정량적으로 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 특히 B, C 종의 경우 단면적이 달라 선형회귀분석식의 상수는 상이하지만 유사한 기울기를 가지고 변화하고 D종의 경우 다른 강종과 다른 기울기를 가지고 변화하는 것을 확인하였다. This paper introduces a magnetic hysteresis monitoring result to apply an EM sensing technique for estimating tensile force of PSC girder to various class of PS tendon. The tensile force of PS tendon is a very important factor in the performance evaluation of PSC bridges. However, in this time, the tensile force was just measured only during construction and it does not monitored after construction. To measure the tensile force of PS tendons, the EM sensing based NDT method was developed but the proposed method cannot be applied to various class of PS tendons. Thus this study performed the magnetic hysteresis measurement according to the tensile force for class B, C and D PS tendons through experimental study. The specific tensile forces(50, 100, 150, 180kN) were induced to the each specimens and the magnetic hysteresis curve was measured at each point. The permeability of specimens were gradually decreased according to increase of tensile force. Especially, the slopes of permeability variation of class B and C were similar while that of class D was different.
김준경,박주영,장오기,이환우,박승희,Kim, Junkyeong,Park, Jooyoung,Zhang, Aoqi,Lee, Hwanwoo,Park, Seunghee 한국전산구조공학회 2015 한국전산구조공학회논문집 Vol.28 No.4
In this paper, an EM sensing based prestressing force estimation method is proposed, in which it can estimate tensile force of PS tendon for PSC girder. The PSC girder has more improved performance than the general concrete girder by introducing the prestressing to the concrete. Thus the PSC girder bridge is widely constructed due to its high performance and low cost. However, the prestressing force has not been managed nevertheless it is major factor for the maintenance of the PSC girder bridge. The prestressing force was just measured during construction using jacking device and after that, it can not be managed. For this reason, this paper proposes a tensile force estimation method of PS tendon based on EM sensor. The permeability of ferroelectric material is changed according to the induced stress to the material, in which it can be measured using EM sensor. To measure the permeability of PS tendon, the EM sensor was fabricated and verified by performing the MTS test. The test was performed using 7-wire steel tendon under the 0, 40, 80, 120, 160, 200 KN of tensile force. The permeability of PS tendon was gradually decreased according to the increasement of tensile force. The regression method was used to find the relation between permeability and stress. As a result, the permeability has linear relation with the tensile force of PS tendon and the pre-stressing force can be estimated by the derived estimation equation. 본 논문에서는 PSC 거더의 Prestress를 관리하기 위하여 EM 센서를 활용한 PSC 텐던 긴장력 손실 관리 기법을 소개한다. PSC 거더는 콘크리트 거더에 Prestress를 도입함으로써 기존 콘크리트 거더보다 높은 성능을 가지며 보다 저비용의 거더 설계가 가능해 짐으로 현재 많은 교량에 사용되고 있는 거더이다. 그러나 PS 텐던의 긴장력 관리는 거더 성능 관리에 있어 매우 중요한 항목이나 현재는 시공시 설계 긴장력의 도입 여부만을 검증한 후 공용시에는 그 관리가 이루어지지 않는 실정이다. 이에 본 연구에서는 강자성 재료가 인장력에 따라 비투자율이 변화하는 특성을 이용하여 EM 센서를 이용해 PS 텐던의 투자율을 계측하여 PS 텐던의 긴장력을 계측하는 기법을 제안하였다. PSC 거더 내부에서 PS 텐던의 투자율을 계측하기 위하여 EM 센서 시작품을 제작하였으며 MTS 실험을 통해 PS 텐던으로 주로 사용되는 7연선 1가닥의 0, 40, 80, 120, 160, 200kN의 긴장력에 따른 투자율 변화를 계측하였다. 계측 결과 각 긴장력 단계마다 EM 센서를 통해 계측된 B-H Loop가 정량적으로 변화하는 것을 확인하였으며 계측된 투자율과 긴장력을 회귀분석한 결과 투자율과 긴장력은 선형 관계를 나타내었다. 이를 활용하여 EM 센서를 이용하여 PS 텐던의 긴장력 관리가 가능함을 검증하였다.
구조물의 변위 변형 감지를 위한 변형률 센서를 장착한 커스터마이징 비콘 개발
김준경 ( Junkyeong Kim ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.25 No.5
본 연구에서는 대형 시설물의 재난 모니터링을 위해 시설물에서 발생 가능한 붕괴 및 화재 사고를 감지하고, 재난 상황 발생 시 IoT 기반의 시설물 내부 상황 인지를 위한 커스터마이징 비콘을 개발하고자 하였다. 기존 변형률 센서를 이용한 데이터 계측의 경우 유선으로 변형률 센서를 연결하여 계측하였지만, 본 연구는 이를 무선으로 변경하여 실시간으로 구조물 변형의 유·무를 모니터링이 가능하도록 하였다. 이 과정에서 휘트스톤 브릿지를 이용하기 위해 커스터마이징 비콘에 연결이 가능한 변형률 센서 모듈을 제작하였으며, 계측 데이터를 원격으로 확인하기 위한 시스템 구성을 진행하였다. 계측 데이터 검증을 위해 차세대융합기술연구원 15층 내에 10개의 커스터마이징 비콘과 2개의 게이트웨이를 설치하였으며, 계측 데이터 분석 결과 변형률 데이터값이 7~8 사이에 분포하는 것을 확인하였다. This study attempted to detect possible collapse and fire accidents in facilities for disaster monitoring of large facilities, and to develop a customized beacon to recognize the internal situation of an IoT-based facility when a disaster occurs. In the case of data measurement using the existing strain gauge sensor, the strain gauge sensor was connected by wire to measure it, but this study changed it to wireless so that the presence and absence of structural deformation can be monitored in real time. In this process, in order to use the Wheatstone bridge, a strain sensor module that can be connected to a customized beacon was manufactured, and a system configuration was conducted to remotely check the measurement data. To verify measurement data, 10 customized beacons and 2 gateways were installed on the 15th floor of the Advanced Institue of Convergence Technology, and as a result of analysis of measurement data, it was confirmed that the strain data values were distributed between 7 and 8.
콘크리트 강도 평가를 위한 SVM, ANN 방법의 비교분석에 관한 연구
김준경 ( Kim Junkyeong ),오태근 ( Oh Tea Keun ),윤영근 ( Yoon Young Geun ),박승희 ( Park Seunghee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.23 No.1
This study describes the applicability of machine learning techniques using the measurements of non - destructive testing techniques to identify the strength of concrete in the current state and to predict future strength. We also want to develop analytical techniques suitable for the strength evaluation of concrete among various machine learning techniques.
시뮬레이션 기반 항만인프라 재해 및 노후화 관리기술 개발
김학선 ( Kim Hak Sun ),김준경 ( Kim Junkyeong ),홍성범 ( Hong Song Beom ) 한국구조물진단유지관리공학회 2022 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.26 No.2
최근 국내외적으로 자연재난의 발생 빈도와 강도가 증가하고 있으며 국내 항만시설물의 경우 30년 이상 노후화된 시설이 많아 재해 및 노후화에 따른 항만시설물의 유지관리가 시급한 실정이다. 점점 노후화되는 시설물들을 방치했을 시 태풍 및 지진과 같은 재해 발생 시 안벽 및 외곽 시설 등 항만 주요 시설물의 손상이 발생할 수 있으며 이로 인하여 항만 운영에 차질이 발생하여 인적/물적 피해가 발생할 수 있다.
EM센서를 활용한 FCM 가설용 강봉의 긴장력의 장기 모니터링 기법
김원규 ( Kim Won-kyu ),김준경 ( Kim Junkyeong ),조민건 ( Cho Mingeon ),박승희 ( Park Seunghee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.2
본 논문에서는 FCM 교량 시공 시 사용되는 FCM 가설용 강봉의 긴장력을 모니터링하기 위하여 매립형 EM 센서를 이용한 긴장력 계측 기법을 소개한다. FCM 가설용 강봉은 FCM 교량 시공 시 세그먼트 타설에 의해 발생 가능한 불균형 모멘트를 지지하는 구조체로써 초기 긴장력 도입을 실시한 후 긴장력 관리가 실시되지 않고 있었다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위하여 매립형 EM 센서를 이용한 긴장력 모니터링 기법을 개발하였다. 매립형 EM 센서는 콘크리트 내부에 매립된 강자성체의 긴장력을 계측할 수 있는 센서로, FCM 교량의 시공 시 강봉 외부의 쉬스관과 결합하여 설치가 가능하다. 기법의 검증을 위해 실제 FCM 교량 시공 현장에 매립형 EM 센서를 설치하여 FCM 가설 기간 동안 강봉의 긴장력을 모니터링 하였다. 또한 기온 변화로 인한 오차를 보정하기 위하여 온도 보상 기법을 적용하여 제안된 기법의 신뢰성을 높였다.