상시 진동을 이용한 교량 정적 처짐 산정 기술의 현장 적용성 연구

오상혁,문대중,이광명 한국건설순환자원학회 2023 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.11 No.4

노후 교량의 안전성을 평가하는 방법에 있어서 동특성과 처짐은 구조계의 강성과 직접 연관이 있으며, 처짐의 경우에는 교량사용자가 직접 감지할 수 있는 물리량으로 가장 중요한 인자이다. 하지만 교량의 처짐을 측정하기 위해서는 교량의 하부에처짐계를 설치하고 교통 차단 및 재하시험을 실시해야 하는 번거로움이 있어 교량의 환경에 따라서 비용이 증가하거나 측정이불가능한 문제들이 발생하고 있다. 본 연구에서는 처짐계의 설치 없이 가속도계만을 이용하고 재하시험 없이 상시 진동을이용하여 교량의 처짐을 측정하는 방법을 제안하였다. 상시 진동을 이용한 교량 동특성 및 처짐 분석을 위해 단순한 연산으로빠른 분석이 가능하다고 알려진 TDD 기법을 이용하여 교량의 모드형상과 고유진동수를 추출하였으며, 유연도 분석을 통하여교량의 단위하중 처짐을 분석하여 정적 처짐까지 산정하였다. 본 제안 기술의 검증을 위해 공용중 교량인 C대교(사장교)에적용하여 모드형상, 고유진동수, 정적 처짐 분석을 수행하였으며 재하시험 실측값과 구조해석 자료와 비교하였다. 그 결과모드형상 및 고유진동수는 0.42~1.13 %, 중앙경간에서의 최대 처짐은 3.58 %의 오차율을 확인하였다. 따라서 제안기술은처짐계의 설치가 어려워 실측이 불가능한 교량의 처짐을 추정하여 설계값 및 해석값 대비 처짐 발생량 비교로 교량의 안전성을간접적으로 파악할 수 있는 근거 자료로 활용 가능할 것으로 사료된다. In safety assessment of a aged bridge, dynamic characteristics and displacement are directly related to the rigidity of the structural system, especially displacement is the most important factor as the physical quantity that the bridge user can directly detect. However, in order to measure the displacement of the bridge, it is difficult to install displacement sensors at the bottom of the bridge and conduct traffic blocking and loading tests, resulting in increased costs or impossible measurements depending on the bridge's environment. In this study, a method of measuring the displacement of a bridge using only accelerometers without installing displacement sensors and ambient vibration without a loading test was proposed. For the analysis of bridge dynamic characteristics and displacement using ambient vibration, the mode shape and natural frequency of the bridge were extracted using a TDD technique known to enable quick analysis with simple calculations, and the unit load displacement of the bridge was analyzed through flexibility analysis to calculate static displacement. To verify this proposed technology, an on-site test was conducted on C Bridge, and the results were compared with the measured values of the loading test and the structural analysis data. As a result, it was confirmed that the mode shape and natural frequency were 0.42 to 1.13 % error ratio, and the maximum displacement at the main span was 3.58 % error ratio. Therefore, the proposed technology can be used as a basis data for indirectly determine the safety of the bridge by comparing the amount of displacement compared to the design and analysis values by estimating the displacement of the bridge that could not be measured due to the difficulty of installing displacement sensors.

이미지 처리 기법을 이용한 자기치유 콘크리트 수조의 균열 모니터링 현장적용 평가

오상혁,문대중 한국건설순환자원학회 2022 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.10 No.4

본 연구에서는 콘크리트 구조물의 주요 손상인 균열에 대한 효과적인 점검을 위하여 이미지 처리 기법을 이용한 균열 검출이가능한 균열 모니터링 자동화 시스템 개발의 일환으로 머신비전을 이용하여 균열 촬영 장비를 제작하고 균열 이미지 촬영및 분석이 가능한 프로그램을 개발하였다. 본 시스템은 기존의 육안으로 균열을 점검하는 외관조사를 대체하여 객관적이고정량적인 데이터를 제공한다. 개발 시스템의 검증은 자기치유 콘크리트 수조 시공 현장에 적용하여 균열 검출 및 재령에따른 균열폭의 변화량을 모니터링하였다. 이미지 분석을 통해 검출된 균열폭의 경우 디지털 현미경을 이용한 실측값과 차이가최대 0.036 mm로 나타났으며, 자기치유 콘크리트의 재령 경과에 따른 균열 치유 효과를 균열폭 감소를 통해 확인할 수있었다.

물-결합재비에 따른 알칼리 활성 슬래그 모르타르의 초기 재령 특성에 관한 연구

오상혁,김대왕,이광명,Oh, Sang-Hyuk,Kim, Dae-Wang,Lee, Kwang-Myong 한국건설순환자원학회 2012 한국건설순환자원학회지 Vol.7 No.2

최근 시멘트 제조시 발생되는 다량의 이산화탄소로 인한 온난화 현상이 심각한 실정이며, 이러한 환경문제와 자원 고갈 문제를 동시에 해결하기 위해 고로슬래그와 같은 산업부산물을 콘크리트 배합에 사용하는 사례가 증가하고 있다. 일반적으로 고로슬래그는 대체율 20~50%의 범위에서 가장 많이 사용되고 있으나, 최근에는 고로슬래그를 100% 사용한 알칼리 활성 슬래그 콘크리트의 개발 및 실용화 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 고강도 알칼리 활성 콘크리트의 구조 부재 적용을 위한 기초 자료를 확보하기 위해 알칼리 활성화 슬래그 모르타르의 초기 재령특성을 조사하였다. 물-결합재비(W/B)는 0.3, 0.4, 0.5의 3수준으로 하고 알칼리 활성화제인 NaOH를 슬래그 질량대비 4%, 8%, 12% 첨가한 AAS 모르타르의 압축강도, 플로우, 초결과 종결, 초음파속도를 측정하였다. 그 결과, 물-결합재비가 낮을수록 높은 압축강도가 발현되었으나 시간 경과에 따라 플로우가 저하하고 응결시간이 빨라지는 것으로 나타나 고강도 알칼리 활성 콘크리트를 제조하기 위해서는 적절한 유동화제의 사용이 필수적이라고 판단된다. Recently, the cement industries brought very severe environment problems such as resource depletion and global warming with massive carbon dioxide during its production. The number of cases using industrial by-products such as the ground granulated blast furnace slag (GGBFS) in concrete mixtures is increasing to resolve the environmental issue. GGBFS is mainly used in the range between 20 to 50% to replace cement, but nowadays lots of researches are carried out to develop the alkali-activated slag (AAS) concrete with no cement. In this study, the early age properties of alkali activated slag (AAS) mortar are investigated to obtain the fundamental data for AAS concrete application to structural members. The experimental variables were the water-binder ratios of 0.3, 0.4, and 0.5 and NaOH as the alkali activator of 4%, 8%, and 12% by the mass of GGBFS, and compressive strength, flow, setting time, and ultrasonic pulse velocity of AAS mortars were measured and analyzed. It is found from the test results that as the normal concrete the lower W/B, the higher compressive strength. However, superplasticizer has to be used for producing high strength AAS concrete because the workability of AAS mortar are significantly lowered.

열린 과학 교육을 위한 구체적 실행 방안

金俊泰,陸根鐵,吳相赫 공주대학교 사범대학 과학교육연구소 1997 과학교육연구 Vol.28 No.1

열린 과학 교육의 필요성에 대해서는 많은 사람들이 공감하고 있다. 그러나 아직 열린 과학교육에 대한 구체적인 정의와 지도 방법이 마련되어 있지 않다(Choi,K.H., 1994). 본 연구에서는 열린 과학 교육을 위한 연수 자료를 개발하고 전국 초, 중, 고 연수 담당자 및 과학 전문직을 대상으로 열린 과학 교육 연수를 실시하였다. 연수 후 열린 과학 교육의 문제점과 지도 방법에 대한 의견을 수렴하였다. 충분한 토의와 협의를 통해 학교 현장에서 실시할 수 있는 열린 과학 교육 방안을 마련하였다. 연수에 참여한 모든 과학 교육 담당자는 열린 과학 교육에 대한 의견을 제시하였다. 본 연구에서는 설문 결과를 바탕으로 열린 과학 교육에 대한 바람직한 방안을 마련하였다. 현재의 학교 환경을 고려하여 4가지 형태의 열린 과학 교육 방법을 제시하였다. 열린 과학 학습 형태 1은 예측, 실험 수행, 결과 토의 등의 단계를 거치는 직소형 학습 방법이다. 열린 과학 학습 형태 2는 학습자의 특성에 따라 교사의 지도 방법이 달라지는 학습 방법이다. 열린 과학 학습 형태 3은 탐구 단계별로 학습하는 학습 방법이다. 열린 과학 학습 형태 4는 학습자 스스로 자신의 학습 수준을 파악하고 수준에 맞는 학습 방법대로 학습하는 방법이다. Many peoples recognize the need of open science education by students' cognitive level. But identification and teaching method of open science education by students' cognitive level are not prepared. We developed teachers' training program for open science education by students' cognitive level and trained science teachers' trainers and inspectors. After the training program was completed the problem and the direction of open science education by students' cognitive level were presented. By this workshop's results we suggest the desirable plan of open science education by students' cognitive level.

고강도 알칼리 활성 슬래그 모르타르의 자기수축 특성

오상혁,홍성현,이광명,Oh, Sang-Hyuk,Hong, Sung-Hyun,Lee, Kwang-Myong 한국건설순환자원학회 2014 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.2 No.1

최근 산업부산물의 재활용과 지구온난화와 같은 환경오염 문제 해결방안으로 알칼리 활성 슬래그(AAS) 콘크리트에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. AAS 콘크리트는 고강도 발현이 가능하며 내구성 또한 우수한 것으로 알려져 있다. 그러나 빠른 알칼리반응으로 인하여 매우 큰 수축이 발생함에도 불구하고 고강도 AAS 콘크리트의 자기수축 거동에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 물-결합재비가 0.40, 0.45, 0.50이고 알칼리 활성화제 첨가량이 $Na_2O$=5, 6, 7%인 AAS 모르타르 배합을 실시하여 굳지 않은 모르타르 특성(플로우, 응결시간)과 압축강도, 자기수축을 측정하였다. 실험 결과, 일반 콘크리트에 비해 매우 큰 자기수축이 발생하였고 W/B가 낮고 알칼리 활성화제 첨가량이 많을수록 자기 수축량이 증가하는 것을 알 수 있었다. 따라서 고강도 알칼리 활성 슬래그 콘크리트의 자기 수축을 줄이기 위해서는 수축 저감제의 사용 및 적절한 양생이 필요하다고 판단된다. Recently, lots of researches on alkali-activated slag (AAS) concrete have been carried out to resolve the environmental issues such as recycling by-products and global warming. AAS concrete would have high strength and high level of durability. On the other hand, it is known that large amount of shrinkage occurred in AAS concrete due to rapid alkaline reaction in the early age, and however, the related studies about autogenous shrinkage of high strength AAS mortar are relatively rare. In this study, fresh mortar properties such as flow and setting time, compressive strength and autogenous shrinkage of AAS mortar with W/B=0.40 to 0.50, were measured. AAS mortar was activated with sodium silicate (Ms=1.0) with 5, 6 and 7 % of $Na_2O$. Test results revealed that AAS morar shows larger autogenous shrinkage than OPC mortar and the lower W/B of AAS mortar, the greater autogenous shrinkage. Therefore, the application of appropriate curing and the use of shrinkage reduction admixture would be needed to reduce autogenous shrinkage of AAS mortar.

[시 우수작] 자동판매기

오상혁 고요아침 2003 열린시학 Vol.8 No.4

3종 교량의 상시 진동 계측을 통한 동특성 및 단위하중처짐량 분석 기술 개발

오상혁(Oh, Sang Hyuk),문대중(Moon, Dae Joong),조선두(Jo, Seon Doo),이강문(Lee, Kang Moon) 대한토목학회 2020 대한토목학회 학술대회 Vol.2020 No.10

고로슬래그 기반 시멘트 제로 모르타르의 초기 재령 특성

오상혁(Oh, Sang Hyuk),최슬우(Choi, Seul Woo),김주형(Kim, Joo Hyung),김대왕(Kim, Dae Wang),이광명(Lee, Kwang Myong) 한국콘크리트학회 2011 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.2011 No.5

소규모 3종 교량의 상시 진동 계측을 통한 동특성 분석 시스템 개발

오상혁 ( Oh Sang Hyuk ),문대중 ( Moon Dae Joong ),임관혁 ( Im Kwan Hyuk ),조선두 ( Cho Seon Do ),이강문 ( Lee Kang Moon ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.1

교량의 안전성 평가의 대표적인 방법으로 현재 재하시험을 수행하고 있으나, 공용중 교량을 대상으로 재하시험을 수행하기 위해서는 계측기 설치, 차량 차단 등 시간, 비용, 인력의 투입이 동반된다. 이에 3종 교량과 같은 소규모 교량에서는 예산 부족 등의 문제로 재하시험을 통한 구조 안전성 검토는 현실적으로 불가능 상황이다. 따라서 본 연구에서는 저예산 3종교량의 안전성 검토를 위하여 TDD(Time Domain Decomposition) 알고리즘을 이용하여 차량 통행 제한 없이 상시 진동 계측을 통한 안전성 평가 방법을 제안한다.

이미지 처리 기법을 이용한 자기치유 보수 모르타르 시공표면의 균열 모니터링 시스템 개발

오상혁(Sang-Hyuk Oh),문대중(Dae-Jung Moon),이광명(Kwang-Myong Lee) 한국건설순환자원학회 2021 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.9 No.3