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교량 바닥판의 균열 BIM 생성 및 BIM-FEM 상호 연계 알고리즘 개발
양다현,이민진,안효준,정현진,이종한 대한토목학회 2023 대한토목학회논문집 Vol.43 No.6
국내 교량은 향후 10년 이내에 공용연수가 30년 이상인 교량이전체 교량의 약 54%를 차지하며 교량의 노후화가 급격하게 진행될 것으로 예상된다. 최근 국내외에서는 BIM을 활용하여 교량의 유지관리 단계의 정보를 디지털화함으로써 정보의 접근성 및 활용성을 증가시키기 위한 연구를 수행하는 추세이다. 이에 본 연구는 교량 바닥판에 대한 BIM-FEM 상호 연계 알고리즘을 개발하여 유지관리 정보를 데이터화 하고, 이력관리를 보다 효율적으로 수행하는 기술을 개발하였다. 외관조사망도 기반의 초기 균열 BIM을 생성한 후, 교량 제원 및 손상 정보를 수치해석과 연동하여 손상 시나리오와 설계하중을 고려한 손상 해석을 수행하였다. 해석 결과를 통해 균열의 확산을 분석하였으며, 확산된 균열은 다시 BIM 상에 업데이트하여 손상 확산 BIM을 생성하였다. 또한 BIM을 기반으로 바닥판의 현재 및 미래의 상태등급 평가 자동화 기술을 개발하였다. 이를 통해 교량의 점검 및 진단의 이력데이터 구축을 통한 바닥판의 효율적인 유지관리가 가능하며, 미래의 균열 및 결함을 조기발견 및 예방하여 교량의 수명과 안전성을 향상시킬 수 있을 것을 기대된다. Domestic bridges with a service life of more than 30 years are expected to account for approximately 54% of all bridges within the next 10 years. As bridges rapidly deteriorate, it is necessary to establish an appropriate maintenance plan. Recent domestic and international research have focused on the integration of BIM to digitize bridge maintenance information and then enhance accessibility and usability of the information. Accordingly, this study developed a BIM-FEM interoperability algorithm for bridge decks to convert maintenance information into data and efficiently manage the history of maintenance. After creating an initial crack BIM based on an exterior damage map, bridge specification and damage information were linked to a numerical analysis that performs damage analysis considering damage scenarios and design loads. The spread of cracks obtained from the analysis results were updated into the BIM. Based on the damage spread information on the BIM, an automated technology was also developed to assess both the current and future condition ratings of the bridge deck. This approach can enable an efficient maintenance of the deck using the history data from bridge inspection and diagnosis as well as future information on cracks and defects. The expected early detection and prevention would ultimately improve the lifespan and safety of bridges.
양다현 ( Yang Dahyeon ),박주현 ( Park Ju-hyun ),이종한 ( Lee Jong-han ) 한국구조물진단유지관리공학회 2022 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.26 No.1
터널 내 화재사고는 교통 통제, 인명 피해 둥 상당한 사회적, 경제적 피해를 유발하므로, 터널 구조물을 포함하는 지하구조물의 화재 안전성에 대한 관심이 증대되고 있다. 터널들은 화재 시 접근성이 떨어져 피해 확산 및 터널붕괴와 같은 재난사고로 발전할 가능성이 존재하며, 구조물의 안정성에 직접적으로 영향을 미치게 된다. 특히, 지하고속도로나 침매터널의 경우는 철근콘크리트 부재가 하중에 직접적으로 저항하는 구조용 터널로써 화재 시 성능에 대한 우려가 더욱 커지고 있다. 터널화재로 인한 피해를 최소화하고 이용객의 안전을 확보하기 위해 터널 특성에 따른 적절한 내화설계 및 시공 절차를 개발하여 화재안전대책 마련이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 선행 연구로써 내화공법 별 특징 및 유의사항과 성능확인 및 검사법을 분석함으로써 개선방안 및 화재피해 수준별 복구방안을 도출하고자 한다.