KR102323095B1 - 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템 및 그 방법 - Google Patents

교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

강박스 거더교 등의 교량의 처짐 추정을 위해서 구조해석을 통해 변형률-변위 계수를 산출하고 변형률계를 통해 변형률 응답을 실측함으로써 실시간으로 교량의 처짐을 추정할 수 있으며, 또한, 주행차량의 교량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도를 분석하여 시각 동기화를 수행함으로써 교량 변위 측정오차를 최소화할 수 있고, 또한, 기존 레이저 변위계와 같은 변위센서를 사용하는 것에 비해 측정 정밀도를 향상시킬 수 있고, 교량 처짐 추정이 용이하여 작업 효율성을 향상시킬 수 있으며, 인건비 및 부대비용을 감소시킬 수 있고, 또한, 교량의 하부조건에 무관하게 교량 처짐을 추정함으로써 교량 안전성을 제고할 수 있는, 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템 및 그 방법이 제공된다.

Description

교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템 및 그 방법 {SYSTEM FOR SPECIFYING LOCATION AND VELOCITY OF RUNNING VEHICLE FOR IMPROVING PRECISION OF BRIDGE DEFLECTION ESTIMATION, AND METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 교량 처짐 추정에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 강박스 거더교 등의 교량의 처짐 추정을 위해서 구조해석을 통해 변형률-변위 계수를 산출하고 변형률계를 통해 변형률 응답을 실측함으로써 실시간으로 교량의 처짐을 추정하는, 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
현재 국내에서는 「시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법」에 따라 1, 2종 시설물에 해당하는 교량에 대해 주기적으로 정밀안전진단을 실시하여 안전성 및 사용성을 평가하고 있다.
이러한 교량의 정밀안전진단을 위한 주요 측정항목은 변위를 비롯하여 변형률과 가속도 등이 있는데, 교량의 변위는 여러 측정항목 중 전체 구조계의 강성(Stiffness)과 직접적으로 관련되므로 중요하게 취급되는 평가요소이다.
그러나 교량 하부의 공간 높이 및 교량 하부의 지장물(하천, 도로 등) 등 여러 제약조건에 의해 현재 일반적으로 사용되는 센서인 선형 변위계를 이용한 변위 측정에 어려움이 있는 것이 현실이다.
예를 들면, 종래의 기술에 따른 교량에 적용 가능한 변위센서 중에서 선형 변위계(LVDT)가 LiDAR(Light Detection and Ranging) 및 LDV(Laser Doppler Vibrometer)에 비해 시장 규모가 가장 클 뿐만 아니라 경제성 및 측정 정밀도도 우수하여 가장 일반적으로 적용되고 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 교량의 변위를 측정하기 위해 설치되는 선형 변위계에 의한 측정방식을 예시하는 도면으로서, 도 1의 a)는 바 형식(bar-shaped)의 선형 변위계에 의한 측정방식을 나타내며, 도 1의 b)는 링 형식(ring-shaped)의 선형 변위계에 의한 측정방식을 나타내는 도면이다.
이러한 선형 변위계로 변위를 측정하기 위해서는 고정된 기준점이 필요하므로, 도 1의 a)에 도시된 비계 프레임(frame) 또는 도 1의 b)에 도시된 피아노선(piano wire)을 교량 하부에 설치해야 하는데, 그 설치작업에 많은 시간 및 비용이 소요된다. 또한, 교량 하부에 하천, 바다, 도로, 철도 등의 지장물이 있는 경우 또는 교량 하부공간이 매우 높은 경우, 선형 변위계를 이용한 변위 측정은 거의 불가능하다는 한계가 있다.
이러한 한계를 극복하기 위해 개발된 관련 기술의 유형은 크게 세 가지로 분류할 수 있다. 첫 번째는 변위가 아닌 다른 물리량, 즉, 속도 또는 가속도를 측정하고 이로부터 변위를 추정하는 방법이고, 두 번째는 영상처리기법을 이용하는 방법이며, 그리고 세 번째는 레이저 또는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 등과 같은 장치를 이용하는 방법이 있다.
첫 번째와 두 번째 유형의 방법은 해석적 또는 실험적 검증 단계에 머무르고 있어 아직까지 실용화되어 있지 않은 실정이다. 또한, 세 번째 방법은 장치의 가격이 고가이고 정밀도가 낮다는 문제점이 있기 때문에 해상의 장대교량 유지관리 계측시스템을 제외하고는 일반 교량에 대한 적용 실적은 아직까지 거의 없는 실정이다.
한편, 국내의 경우, 국토교통기술사업화 지원사업으로서, 고정점이 필요 없는 변위 계측시스템의 개발을 통해 교량의 변형률 응답을 이용한 변위 추정 기술을 개발한 바 있다. 이와 같이 개발된 기술은 제한된 수량의 실내실험 및 현장실험 결과를 통해 신뢰도가 검증된 바 있으나, 개발기술의 상품화 및 사업화를 위해서는 실교량에 대한 추가적인 현장실험을 통해 데이터 축적이 필요한 실정이다.
또한, 현재의 기술수준으로는 구조해석 및 변위 환산 과정이 사무실에서 이루어지고 있어서 현장에서 실시간으로 변위를 모니터링할 수 없는 기술적 한계가 있으므로 현장에서 실시간으로 변위 모니터링이 가능한 시스템 구축이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허번호 제10-1231791호, 발명의 명칭: "강교량 수직보강재의 응답특성을 이용한 차량중량 계측 시스템" 대한민국 등록특허번호 제10-1566297호, 발명의 명칭: "기설정된 변형률-변위 계수를 이용하여 실측 변형률을 변위로 추정하는 시스템 및 그 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-1041332호, 발명의 명칭: "변형률 측정에 의한 구조물의 변위측정방법 및 이를 이용한 변위측정장치" 대한민국 등록특허번호 제10-1275086호, 발명의 명칭: "고정점이 필요 없는 변위 측정 시스템" 대한민국 등록특허번호 제10-260324호, 발명의 명칭: "이동하중에 의한 보의 변위응답 산정을 위한 가속도측정치의 신호처리 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-972278호, 발명의 명칭: "구조물의 측정 진동가속도를 이용하여 동적 변위 및 속도이력을 측정하는 측정방법 및 측정장치" 대한민국 공개특허번호 제2012-106038호, 발명의 명칭: "변형률 측정을 이용한 장대 교량 구조물의 변위 측정방법과, 이를 이용한 장대 교량구조물의 변위측정장치"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 강박스 거더교 등의 교량의 처짐 추정을 위해서 구조해석을 통해 변형률-변위 계수를 산출하고 변형률계를 통해 변형률 응답을 실측함으로써 실시간으로 교량의 처짐을 추정할 수 있는, 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 주행차량의 교량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도를 분석하여 시각 동기화를 수행함으로써 교량 변위 측정오차를 최소화할 수 있는, 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 기존 레이저 변위계와 같은 변위센서를 사용하는 것에 비해 측정 정밀도를 향상시킬 수 있고, 교량 처짐 추정이 용이하여 작업 효율성을 향상시킬 수 있는, 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템은, 교량의 시점부에 설치되어 주행차량으로 인한 교량의 변형률을 실측하는 교량 시점부 센서; 상기 교량의 종점부에 설치되어 주행차량으로 인한 교량의 변형률을 실측하는 교량 종점부 센서; 상기 교량의 처짐 추정부에 설치되어 주행차량으로 인한 교량의 변형률을 실측하는 처짐 추정부 센서: 및 구조해석을 통해 변형률-변위 계수를 산출하고, 상기 교량 시점부 센서, 처짐 추정부 센서 및 상기 교량 종점부 센서로부터 각각 감지된 실측 변형률 데이터를 수집하고 상기 교량 시점부 센서 및 교량 종점부 센서 각각의 실측 변형률 데이터로부터 차량 진입/진출 시각 및 주행속도를 분석하여 상기 처짐 추정부 센서의 실측 변형률 데이터를 상기 변형률-변위 계수와 시각 동기화를 수행하며, 상기 산출된 변형률-변위 계수를 상기 시각 동기화가 수행된 상기 처짐 추정부 센서의 실측 변형률 데이터와 곱해서 상기 교량의 처짐 추정 위치에서 측정된 변형률에 대응하는 실시간 처짐을 추정하는 교량 처짐 추정 단말을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 교량 처짐 추정 단말은 교량 시점부 및 교량 종점부의 응답에 따라 차량 진입/진출 시각 및 주행속도를 분석하여 시각 동기화를 수행함으로써 교량 변위 측정오차를 최소화할 수 있다.
여기서, 상기 교량 처짐 추정 단말은, 교량에 대해 변형률-변위 계수를 산출할 수 있도록 구조해석을 수행하여 변위 및 변형률 이력곡선을 획득하는 교량 구조해석부; 상기 변형률 및 변위 이력곡선으로부터 교량에 대해 이론적인 변형률 및 변위를 산정하는 변위 및 변형률 산정부; 상기 교량 시점부 센서, 처짐 추정부 센서 및 교량 종점부 센서로부터 각각 감지된 실측 변형률 데이터를 수집하는 실측 변형률 데이터 수집부; 상기 교량 시점부 센서 및 교량 종점부 센서 각각의 실측 변형률 데이터로부터 차량 진입/진출 시각 및 주행속도를 분석하여 시각 동기화를 수행하는 차량 진입/진출 시각 및 주행속도 분석부; 상기 변위 및 변형률 산정부로부터 추정된 이론적인 변형률 및 변위에 대응하는 변형률-변위 계수를 산출하는 변형률-변위 계수 산출부; 상기 변형률-변위 계수 산출부로부터 산출된 변형률-변위 계수를 상기 시각 동기화가 수행된 상기 처짐 추정부 센서의 실측 변형률 데이터와 곱해서 상기 교량의 처짐 추정 위치에서 측정된 변형률에 대응하는 실시간 처짐을 추정하는 실시간 처짐 추정부; 및 상기 실시간 처짐 추정부로부터 추정된 실시간 처짐을 모니터링하는 실시간 처짐 모니터링부를 포함할 수 있다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 방법은, a) 대상 교량에 대한 구조해석을 수행하는 단계; b) 상기 구조해석 결과에 따른 변위 및 변형률을 이론적으로 추정하는 단계; c) 교량 시점부, 처짐 추정부 및 교량 종점부에 각각 설치되는 교량 시점부 센서, 처짐 추정부 센서 및 교량 종점부 센서 각각이 감지하는 실측 변형률 데이터를 수집하는 단계; d) 상기 이론적으로 추정된 변위 및 변형률에 따른 변형률-변위 계수를 산출하는 단계; e) 상기 교량 시점부 센서 및 교량 종점부 센서 각각의 실측 변형률 데이터로부터 차량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도를 분석하고, 상기 처짐 추정부 센서의 실측 변형률 데이터에 대해 시각 동기화를 수행하는 하는 단계; f) 상기 변형률-변위 계수 산출부로부터 산출된 변형률-변위 계수를 상기 시각 동기화가 수행된 상기 처짐 추정부 센서의 실측 변형률 데이터와 곱해서 상기 교량의 처짐 추정 위치에서 측정된 변형률에 대응하는 실시간 처짐을 추정하는 단계; 및 및 g) 상기 추정된 실시간 처짐을 모니터링하는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 e) 단계에서, 교량 시점부의 상기 수직보강재 길이방향 응답 또는 바닥판 교축방향 응답으로부터 차량 진입시각을 산출하고, 교량 종점부의 상기 수직보강재 길이방향 응답 또는 바닥판 교축방향 응답으로부터 차량 진출시각을 산출하여 차량 평균 주행속도를 산출하며, 상기 산출된 차량 진입/진출시각 및 평균 주행속도에 대응하여 처짐 추정부 센서에서 실측한 변형률 데이터를 상기 변형률-변위 계수와 시각 동기화를 수행함으로써 교량 변위 측정오차를 최소화할 수 있다.
본 발명에 따르면, 강박스 거더교 등의 교량의 처짐 추정을 위해서 구조해석을 통해 변형률-변위 계수를 산출하고 변형률계를 통해 변형률 응답을 실측함으로써 실시간으로 교량의 처짐을 추정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 주행차량의 교량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도를 분석하여 시각 동기화를 수행함으로써 교량 변위 측정오차를 최소화할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기존 레이저 변위계와 같은 변위센서를 사용하는 것에 비해 측정 정밀도를 향상시킬 수 있고, 교량 처짐 추정이 용이하여 작업 효율성을 향상시킬 수 있으며, 인건비 및 부대비용을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 교량의 하부조건(수심이 깊은 하천, 해상, 도로/철도 횡단, 교량 하부공간이 높은 경우)에 무관하게 교량 처짐을 추정함으로써, 교량 안전성을 제고할 수 있다.
본 발명에 따르면, 간단한 알고리즘을 이용하므로 누구나 쉽게 활용할 수 있고, 중소규모 교량뿐만 아니라 장대교량까지 용이하게 적용할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 교량의 변위를 측정하기 위해 설치되는 선형 변위계에 의한 측정방식을 예시하는 도면이다.
도 2a는 종래의 기술에 따른 기설정된 변형률-변위 계수를 이용하여 실측 변형률을 변위로 추정하는 시스템의 구성도이고, 도 2b는 기설정된 변형률-변위 계수를 이용하여 실측 변형률을 변위로 추정하는 시스템의 원리를 설명하기 위해 처짐 추정 위치에 집중하중이 재하된 단순보를 예시하는 도면이다.
도 3은 실험대상 교량에 대한 구조해석에 따른 변위를 예시하는 도면이다.
도 4는 실험대상 교량에 대한 구조해석에 따른 변형률을 예시하는 도면이다.
도 5는 실험대상 교량에 대한 구조해석에 따른 변형률-변위 계수를 예시하는 도면이다.
도 6은 실험대상 교량에 대한 실측 변형률 이력곡선을 예시하는 도면이다.
도 7은 차량의 교량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도를 정확하게 특정한 경우의 변위 추정결과를 예시하는 도면이다.
도 8은 차량의 교량 진입/진출 시각을 잘못 특정한 경우의 변위 추정결과를 예시하는 도면이다.
도 9는 차량의 평균 주행속도를 잘못 특정한 경우의 변위 추정결과를 예시하는 도면이다.
도 10은 실측 최대 변위와 추정 최대 변위를 비교한 것을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템의 구성도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템에서 교량 시점부 센서 및 종점부 센서의 구체적인 구성도로서, 수직보강재 또는 바닥판 중에서 하나만을 선택하여 사용하는 것을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템에서 실측 변형률 데이터 수집부 및 차량 진입/진출 시간 및 주행속도 분석부의 구체적인 구성도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템을 적용하기 위한 측정대상 수직보강재/바닥판 및 이격거리를 예시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템이 설치되는 대상 교량을 나타내는 사시도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템에서 수직보강재의 길이방향 응답을 측정하기 위해 설치한 센서를 예시한 사진이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템에서 수직보강재의 길이방향 응답에 대응하는 변형률 응답이력곡선을 예시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템에서 콘크리트 바닥판의 교축방향 응답을 측정하기 위해 설치한 센서를 예시한 사진이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템에서 콘크리트 바닥판의 교축방향 응답에 대응하는 변형률 응답이력곡선을 예시하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 방법을 나타내는 동작흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
먼저, 본 발명의 출원인에 의해 특허 출원되어 등록된 대한민국 등록특허번호 제10-1231791호에는 "강교량 수직보강재의 응답특성을 이용한 차량중량 계측 시스템"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 본 명세서 내에 참조되어 본 발명의 일부를 이룬다. 또한, 본 발명의 출원인에 의해 특허 출원되어 등록된 대한민국 등록특허번호 제10-1566297호에는 "기설정된 변형률-변위 계수를 이용하여 실측 변형률을 변위로 추정하는 시스템 및 그 방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 본 명세서 내에 참조되어 본 발명의 일부를 이루며, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한다.
도 2a는 종래의 기술에 따른 기설정된 변형률-변위 계수를 이용하여 실측 변형률을 변위로 추정하는 시스템의 구성도이고, 도 2b는 종래의 기술에 따른 기설정된 변형률-변위 계수를 이용하여 실측 변형률을 변위로 추정하는 시스템의 원리를 설명하기 위해 처짐 추정 위치에 집중하중이 재하된 단순보를 예시하는 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 종래의 기술에 따른 기설정된 변형률-변위 계수를 이용하여 실측 변형률을 변위로 추정하는 시스템(10)은, 교량과 같은 구조물에 설치된 변형률계에 의해 실측된 변형률을 변위로 추정하는 시스템으로서, 집중하중 작용위치별 변형률-변위 계수 설정부(11), 변형률계(Strain Gauge: 12), 변형률-변위 계수 결정부(13) 및 변위 추정부(14)를 포함하여 구성된다.
집중하중 작용위치별 변형률-변위 계수 설정부(11)는 구조물(20)의 구조해석에 따른 집중하중 작용위치(b)별 처짐 추정 측정점에 대한 변형률-변위 계수(α)를 기설정한다.
변형률계(12)는 상기 구조물(20)의 처짐 추정 위치에서 변형률을 실측한다.
변형률-변위 계수 결정부(13)는 상기 집중하중 작용위치별 변형률-변위 계수 설정부(11)에서 기설정된 집중하중 작용위치별 변형률-변위계수(α)로부터 상기 구조물(20)의 처짐 추정의 측정점에 대한 변형률-변위 계수(α)를 선택 결정한다.
변위 추정부(14)는 상기 변형률계(12)에서 실측된 상기 구조물(20)의 처짐 추정점에서 변형률과 상기 변형률-변위 계수 결정부(13)에서 선택 결정된 상기 구조물(20)의 처짐 추정점에 대한 변형률-변위 계수(α)를 곱하여, 상기 구조물(20)의 처짐 추정점에 대한 변위로 환산하여 상기 구조물의 변위를 추정한다.
종래의 기술에 따른 기설정된 변형률-변위 계수를 이용하여 실측 변형률을 변위로 추정하는 시스템(10)은, 변위보다는 측정이 용이한 변형률 측정 결과를 이용하여 변위를 추정하기 위한 것으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 구조물(20), 예를 들면, 단순보 상에 변형률계(12)가 설치되어 변형률을 측정한다.
이때, 단순보 상의 처짐 추정 위치에 집중하중(P)이 작용하는 단순보의 중앙점에서의 변위(
Figure 112021084690677-pat00001
)와 중앙점에서의 변형률(
Figure 112021084690677-pat00002
)은 수학식 1 및 수학식 2와 같이 표현된다.
[수학식 1]
Figure 112021084690677-pat00003
[수학식 2]
Figure 112021084690677-pat00004
여기서, P는 집중하중의 크기를 나타내고, EI는 보의 휨강성을 나타내며, L은 보의 지간길이를 나타내고, y는 보 단면 중립축으로부터의 거리(distance from neutral axis of beam section)를 나타내며, a 및 b는 각각 집중하중 작용위치를 나타내는 상수이다. 또한, 구조물(20)의 측정점은, 도 2b에 도시된 바와 같이 구조물의 처짐 추정점을 의미하며, 변위는 처짐 추정점에서의 변위를 의미한다.
이에 따라, 상기 구조물(20)이 단순 지지된 교량인 경우, 상기 교량의 중앙점에서의 상기 변형률-변위 계수(α)는,
Figure 112021084690677-pat00005
로 주어지고, 여기서, L은 보의 지간길이를 나타내고, b는 집중하중 작용위치를 나타내며, y는 보 단면 중립축으로부터의 거리(distance from neutral axis of beam section)를 나타내며, 상기 변형률-변위 계수(α)는 변수인 상기 집중하중 작용위치(b)의 함수로 주어지고, 상기 집중하중 작용위치(b)에 따라 상기 변형률-변위 계수(α)는 서로 다른 값을 갖는다.
종래의 기술에 따른 기설정된 변형률-변위 계수를 이용하여 실측 변형률을 변위로 추정하는 시스템에 따르면, 교량 등과 같은 구조물의 집중하중 작용위치별로 변형률-변위 계수를 기설정하여 변형률계로 측정된 실측 변형률을 변위로 환산하여 추정함으로써 변위계를 사용하지 않고도 간편하게 변위를 추정할 수 있고, 또한, 기설정된 변형률-변위 계수를 이용함으로써 기존의 변형률 측정에 의한 구조물의 변위측정 방법, 예를 들면, 대한민국 등록특허번호 제10-1041332호에 비해 연산량을 크게 감소시킴에 따라 간단하게 변위를 추정할 수 있다.
하지만, 종래의 기술에 따른 기설정된 변형률-변위 계수를 이용하여 실측 변형률을 변위로 추정하는 시스템의 경우, 알고리즘의 특성에 따라 실측 변형률을 변위로 환산하기 위해서 주행차량의 교량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도를 정확히 특정하여야 한다. 이러한 요소는 실측치와 이론치의 시각 동기화를 위해 반드시 필요하며, 이를 잘못 특정하면 추정 변위의 오차가 증가하는 문제점이 있었다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템 및 그 방법은, 변위가 아닌 교량의 변형률 응답을 이용하여 변위(처짐)를 용이하게 측정할 수 있도록 한 것으로, 기존의 선형 변위계 대비 5% 이하의 편차를 가지므로 정확성이 높은 것을 특징으로 한다.
이하, 도 4 내지 도 10을 참조하여 실험대상 교량의 현장재하실험을 설명하고, 도 11 내지 도 19를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템을 설명하고, 도 20을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 방법을 설명한다.
[실험대상 교량의 현장재하실험]
전술한 도 2b에 도시된 바와 같이, 휨강성이 일정한 단순보의 처짐 추정 위치에 집중하중(P)이 작용하는 경우, 중앙점 변위(
Figure 112021084690677-pat00006
)와 중앙점 변형률(
Figure 112021084690677-pat00007
)은 수학식 1 및 수학식 2와 같이 표현되고, 이러한 수학식 1과 수학식 2를 이용하여 변위와 변형률의 관계를 정리하면 다음의 수학식 3과 같이 표현된다.
[수학식 3]
Figure 112021084690677-pat00008
수학식 3에 나타낸 바와 같이, 중앙점 변위(
Figure 112021084690677-pat00009
)와 중앙점 변형률(
Figure 112021084690677-pat00010
)은 변형률-변위 계수(
Figure 112021084690677-pat00011
)에 의해 선형적으로 비례하지만, 상기 변형률-변위 계수(
Figure 112021084690677-pat00012
)가 상수가 아닌 변수(b)의 함수로 주어지므로 집중하중의 작용점 위치에 따라 상기 변형률-변위 계수(
Figure 112021084690677-pat00013
)는 다른 값을 갖는다.
이것은 변위와 변형률의 관계를 일정한 하나의 상수를 이용하여 정의할 수는 없지만, 하중이 특정한 위치에 작용하는 경우에 L, y, b에 의해 계산되는 변형률-변위 계수(
Figure 112021084690677-pat00014
)에 의해 변형률을 변위로 환산할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 작용하중이 1축이 아닌 2축 이상인 경우, 중첩의 원리에 의해 수학식 3의 개념은 동일하게 적용될 수 있다.
수학식 3에 나타낸 변형률-변위 계수(
Figure 112021084690677-pat00015
)는 휨강성이 일정한 단순보를 대상으로 하므로 비교적 간단하게 계산되지만, 보의 휨강성이 일정하지 않거나 작용하중의 형태가 복잡한 경우에는 변위와 변형률의 관계를 나타내는 변형률-변위 계수(
Figure 112021084690677-pat00016
)를 계산으로 산출하기는 용이하지 않다.
이에 따라, 전술한 방법을 일반화시키기 위해 다음의 수학식 4에 나타낸 바와 같이 변형률-변위 계수(
Figure 112021084690677-pat00017
)를 범용 구조해석 프로그램을 이용한 구조해석으로부터 얻어지는 변위와 변형률의 비로서 정의할 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112021084690677-pat00018
여기서,
Figure 112021084690677-pat00019
는 구조해석에 의한 변위를 나타내고,
Figure 112021084690677-pat00020
는 구조해석에 의한 변형률을 각각 나타낸다.
이러한 구조해석을 통해 얻어지는 변위와 변형률을 이용하여 계산된 변형률-변위 계수(
Figure 112021084690677-pat00021
)를 다음의 수학식 5와 같이 실측 변형률에 곱하면 실제 변위를 추정할 수 있디. 이때, 상기 변형률-변위 계수(
Figure 112021084690677-pat00022
)는 작용하중의 위치에 따라 달라지므로 구조해석에 의한 변형률-변위 계수와 처짐 추정부 센서의 실측 변형률이 시각 동기화되지 않으면 추정 처짐에 오차가 발생하게 된다.
[수학식 5]
Figure 112021084690677-pat00023
여기서,
Figure 112021084690677-pat00024
는 추정 변위를 나타내고,
Figure 112021084690677-pat00025
는 실측 변형률을 각각 나타낸다. 또한, 하중의 작용위치별로 변형률-변위 계수(
Figure 112021084690677-pat00026
)가 계산되는 경우, 동적 응답에도 적용 가능할 수 있으므로 동적 변형률을 이용하여 동적 변위를 추정할 수 있다.
그런데 종래의 기술에 따른 기설정된 변형률-변위 계수를 이용하여 실측 변형률을 변위로 추정하는 시스템의 경우, 알고리즘의 특성에 따라 실측 변형률을 변위로 환산하기 위해서 주행차량의 교량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도를 정확히 특정하여야 한다. 이러한 요소는 실측치와 이론치의 시각 동기화(time synchronization)를 위해 반드시 필요하며, 이를 잘못 특정하면 추정된 처짐의 오차가 증가하게 되고, 이에 따라 처짐 추정 결과를 신뢰할 수 없게 되는 문제점이 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템의 신뢰도 향상을 위해 강박스거더교와 같은 교량에 대한 현장재하실험을 실시하고 구조해석을 수행하였다.
도 3은 실험대상 교량에 대한 구조해석에 따른 변위를 예시하는 도면이고, 도 4는 실험대상 교량에 대한 구조해석에 따른 변형률을 예시하는 도면이다.
이와 같이 구조해석에 의한 변위 이력곡선 및 변형률 이력곡선은 변형률-변위 계수(
Figure 112021084690677-pat00027
)의 계산에 이용된다.
구조해석을 통해 얻어진 변위 및 변형률을 이용하여 변형률-변위 계수(
Figure 112021084690677-pat00028
)를 계산하고, 또한, 구조해석에 의해 구한 휨모멘트는 다음의 수학식 6에 의해 변형률로 환산하였다.
[수학식 6]
Figure 112021084690677-pat00029
여기서,
Figure 112021084690677-pat00030
는 구조해석에 의한 휨모멘트를 나타내고,
Figure 112021084690677-pat00031
는 휨강성을 나타내며, y는 단면 중립축으로부터의 연단거리를 각각 나타낸다.
이에 따라, 구조해석 결과를 이용하여 계산된 변형률-변위 계수(
Figure 112021084690677-pat00032
)를 실측 변형률에 곱하면 변위를 추정할 수 있다. 구조해석에 의한 변형률-변위 계수(
Figure 112021084690677-pat00033
)의 이력곡선 일례는 도 5에 도시된 바와 같다. 즉, 도 5는 실험대상 교량에 대한 구조해석에 따른 변형률-변위 계수를 예시하는 도면이다.
한편, 3경간 연속교에서 실측된 변형률을 이용한 변위 추정 결과로서, 실측 변형률 이력곡선은 도 6에 도시된 바와 같다.
도 6은 실험대상 교량에 대한 실측 변형률 이력곡선을 예시하는 도면이고, 도 7은 차량의 교량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도를 정확하게 특정한 경우의 변위 추정결과를 예시하는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 차량의 교량 진입시각 및 평균 주행속도를 정확하게 특정한 경우, 차량의 교량 진입시각은 16.2sec이고, 차량 평균 주행속도는 16.2㎞/h가 된다. 이에 따라, 도 7은 차량의 교량 진입시각 및 평균 주행속도를 정확하게 특정한 경우의 변위 추정결과를 나타낸다.
한편, 차량의 교량 진입시각을 잘못 특정한 경우, 예를 들면, 차량 평균 주행속도는 16.2㎞/h로 정확히 특정하였지만, 차량의 교량 진입시각을 14.6sec로 약 10% 잘못 특정한 경우의 변위 추정결과를 예시하는 도면이 도 8이다.
또한, 차량의 평균 주행속도를 잘못 특정한 경우, 예를 들면, 차량의 교량 진입시각은 16.2sec로 정확히 특정하였지만, 차량 평균 주행속도를 14.6㎞/h로 약 10% 잘못 특정한 경우의 변위 추정결과를 예시하는 도면이 도 9이다.
도 10은 실측 최대 변위와 추정 최대 변위를 비교한 것을 나타내는 도면으로서, 차량의 교량 진입시각 및 평균 주행속도를 정확하게 특정한 경우, 차량의 교량 진입시각을 10% 잘못 특정한 경우 및 차량의 평균 주행속도를 10% 잘못 특정한 경우에 대해서, 실측 최대변위, 추정 최대변위 및 편차를 비교하여 나타낸다.
여기서, 실측 최대변위는 기존에 사용하는 LVDT에 의한 측정 결과를 나타내며, 편차는 실측 변위에 대한 추정 변위의 편차를 나타낸다.
따라서 차량의 교량 진입시각 및 평균 주행속도를 부정확하게 특정하여 발생되는 오차를 최소화하기 위해서, 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템은 영향선의 길이가 짧은 부재의 응답을 추가적으로 적용하게 된다.
[교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템]
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템의 구성도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템은, 교량 시점부 센서(100), 교량 종점부 센서(200), 처짐 추정부 센서(500) 및 교량 처짐 추정 단말(300)을 포함하며, 이때, 상기 교량 처짐 추정 단말(300)은, 교량 구조해석부(310), 변위 및 변형률 산정부(320), 실측 변형률 데이터 수집부(330), 차량 진입/진출 시각 및 주행속도 분석부(340), 변형률-변위 계수 산출부(350), 실시간 처짐 추정부(360) 및 실시간 처짐 모니터링부(370)를 포함하여 구성된다.
교량 시점부 센서(100)는, 도 14에 도시된 바와 같이 강박스 거더교 등의 교량(400)의 시점부에 설치되어 변형률을 실측하며, 예를 들면, 상기 교량 시점부 센서(100)는, 후술하는 도 12에 도시된 바와 같이, 수직보강재 변형률계(110) 또는 바닥판 변형률계(120)를 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 상기 교량 시점부 센서(100)는 수직보강재 변형률계(110) 및 바닥판 변형률계(120) 중 어느 하나일 수 있다.
교량 종점부 센서(200)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 교량(400)의 종점부에 설치되어 변형률을 실측하며, 예를 들면, 상기 교량 종점부 센서(200)는, 후술하는 도 12에 도시된 바와 같이, 수직보강재 변형률계(210) 또는 바닥판 변형률계(220)를 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 상기 교량 종점부 센서(200)는 수직보강재 변형률계(210) 및 바닥판 변형률계(220) 중 어느 하나일 수 있다. 여기서, 교량 시점부 센서 및 교량 종점부 센서는, 후술하는 바와 같이, 시각 동기화를 위해 진입/진출시각 및 평균주행속도의 계산에만 이용된다.
처짐 추정부 센서(500)는 상기 교량(400)의 처짐 추정부에 설치되어 주행차량으로 인한 교량의 변형률을 실측한다. 이때, 상기 처짐 추정부 센서(500)는 수직보강재 변형률계 및 바닥판 변형률계 중 어느 하나일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.
교량 처짐 추정 단말(300)은 구조해석을 통해 변형률-변위 계수를 산출하고, 상기 교량 시점부 센서(100), 처짐 추정부 센서(500) 및 상기 교량 종점부 센서(200)로부터 각각 감지된 실측 변형률 데이터를 수집하고 상기 교량 시점부 센서(100) 및 교량 종점부 센서(200) 각각의 실측 변형률 데이터로부터 차량 진입/진출시각 및 주행속도를 분석하여 상기 처짐 추정부 센서(500)의 실측 변형률 데이터를 상기 변형률-변위 계수와 시각 동기화를 수행하며, 상기 산출된 변형률-변위 계수를 상기 시각 동기화가 수행된 상기 처짐 추정부 센서(500)의 실측 변형률 데이터와 곱해서 상기 교량의 처짐 추정 위치에서 측정된 변형률에 대응하는 실시간 처짐을 추정한다.
구체적으로, 상기 교량 처짐 추정 단말(300)의 교량 구조해석부(310)는 강박스 거더교 등의 교량에 대해 변형률-변위 계수를 산출할 수 있도록 구조해석을 수행한다. 즉, 구조해석을 통해 변위 및 변형률 이력곡선을 획득한다.
상기 교량 처짐 추정 단말(300)의 변위 및 변형률 산정부(320)는 상기 변형률 및 변위 이력곡선으로부터 교량에 대해 이론적인 변형률 및 변위를 산정한다.
상기 교량 처짐 추정 단말(300)의 실측 변형률 데이터 수집부(330)는 상기 교량 시점부 센서(100), 처짐 추정부 센서(500) 및 상기 교량 종점부 센서(200)로부터 각각 감지된 실측 변형률 데이터를 수집한다.
상기 교량 처짐 추정 단말(300)의 차량 진입/진출시각 및 주행속도 분석부(340)는 상기 교량 시점부 센서 및 교량 종점부 센서 각각의 실측 변형률 데이터로부터 차량 진입/진출시각 및 주행속도를 분석하여 상기 처짐 추정부 센서의 실측 변형률 데이터를 상기 변형률-변위 계수와 시각 동기화를 수행한다. 이에 따라, 상기 교량 처짐 추정 단말(300)은 교량 시점부 및 교량 종점부의 응답에 따라 차량 진입/진출시각 및 주행속도를 분석하여 시각 동기화를 수행함으로써 교량 변위 측정오차를 최소화할 수 있다.
상기 교량 처짐 추정 단말(300)의 변형률-변위 계수 산출부(350)는 상기 변위 및 변형률 산정부(320)로부터 추정된 이론적인 변형률 및 변위에 대응하는 변형률-변위 계수를 산출한다.
상기 교량 처짐 추정 단말(300)의 실시간 처짐 추정부(360)는 상기 변형률-변위 계수 산출부(350)로부터 산출된 변형률-변위 계수를 상기 시각 동기화가 수행된 실측 변형률 데이터와 곱해서 상기 교량의 처짐 추정 위치에서 측정된 변형률에 대응하는 실시간 처짐을 추정한다.
상기 교량 처짐 추정 단말(300)의 실시간 처짐 모니터링부(370)는 상기 실시간 처짐 추정부(360)로부터 추정된 실시간 처짐을 모니터링한다.
본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템의 경우, 전술한 종래의 기술에 따른 기설정된 변형률-변위 계수를 이용하여 실측 변형률을 변위로 추정하는 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 교량에 설치되는 수직보강재의 응답을 활용하되, 이때, 수직보강재의 응답으로 한정하는 것이 아니라 바닥판 교축방향 응답 등 영향선 길이가 짧은 부재의 응답도 대체재로서 활용할 수 있다. 이때, 영향선 길이가 짧은 부재의 응답은 차량의 교량 진입 시각 및 교량 진출 시각을 특정하기 위해서 활용될 수 있다.
결국, 종래의 기술에 따른 기설정된 변형률-변위 계수를 이용하여 실측 변형률을 변위로 추정하는 시스템이 인접한 수직보강재의 응답을 이용하는 반면에, 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템은 교량 시점부 및 교량 종점부의 응답을 사용하게 된다.
한편, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템에서 교량 시점부 센서 및 종점부 센서의 구체적인 구성도로서, 수직보강재 또는 바닥판 중에서 하나만을 선택하여 사용하는 것을 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템에서, 상기 교량 시점부 센서(100)는 수직보강재 변형률계(110) 또는 바닥판 변형률계(120)를 포함하고, 상기 교량 종점부 센서(200)는 수직보강재 변형률계(210) 또는 바닥판 변형률계(220)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 처짐 추정부 센서(500)는 처짐 추정 위치에 설치되는 변형률계를 포함한다.
상기 교량 시점부 센서(100)의 수직보강재 변형률계(110)는 상기 교량 시점부에 설치된 수직보강재(420)에 설치되어 변형률을 실측하고, 또는 상기 교량 시점부 센서(100)의 바닥판 변형률계(120)는 상기 교량 시점부에 설치된 바닥판(430)에 설치되어 변형률을 실측한다. 전술한 바와 같이, 상기 교량 시점부 센서(100)는 수직보강재 변형률계(110)이거나 바닥판 변형률계(120) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 교량 종점부 센서(200)의 수직보강재 변형률계(210)는 상기 교량 종점부에 설치된 수직보강재에 설치되어 변형률을 실측하거나 또는 상기 교량 종점부 센서(200)의 바닥판 변형률계(220)는 상기 교량 종점부에 설치된 바닥판(430)에 설치되어 변형률을 실측한다. 전술한 바와 같이, 상기 교량 종점부 센서(200)는 수직보강재 변형률계(210)이거나 바닥판 변형률계(220) 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템에서 실측 변형률 데이터 수집부 및 차량 진입/진출 시간 및 주행속도 분석부의 구체적인 구성도이다.
도 13을 참조하면, 상기 실측 변형률 데이터 수집부(330)는, 수직보강재 길이방향 응답 수집부(331), 바닥판 교축방향 응답 수집부(332) 및 처짐 추정부 응답 수집부(333)를 포함하며, 또한, 상기 차량 진입/진출 시각 및 주행속도 분석부(340)는, 차량 진입/진출 시각 산출부(341), 평균 주행속도 산출부(342) 및 시각 동기화 수행부(343)를 포함한다.
상기 실측 변형률 데이터 수집부(330)의 수직보강재 길이방향 응답 수집부(331)는, 후술하는 도 14에 도시된 바와 같이, 교량 시점부 및 교량 종점부 각각의 수직보강재(420)에 설치된 수직보강재 변형률계(110, 210)로부터 길이방향 응답을 수집한다. 또는, 상기 실측 변형률 데이터 수집부(330)의 바닥판 교축방향 응답 수집부(332)는 후술하는 도 14에 도시된 바와 같이, 교량 시점부 및 교량 종점부 각각의 바닥판(430)에 설치된 바닥판 변형률계(120, 220)로부터 바닥판 교축방향 응답을 수집한다. 이때, 상기 실측 변형률 데이터 수집부(330)는 교량 시점부 및 교량 종점부 각각의 수직보강재(420)에 설치된 수직보강재 변형률계(110, 210)로부터 길이방향 응답을 수집하거나 또는 교량 시점부 및 교량 종점부 각각의 바닥판(430)에 설치된 바닥판 변형률계(120, 220)로부터 바닥판 교축방향 응답을 수집한다.
상기 실측 변형률 데이터 수집부(330)의 처짐 추정부 응답 수집부(333)는 처짐 추정부에 설치된 변형률계로부터 응답을 수집한다.
또한, 상기 차량 진입/진출 시각 및 주행속도 분석부(340)의 차량 진입/진출 시각 산출부(341)는, 상기 수직보강재 길이방향 응답 또는 바닥판 교축방향 응답으로부터 차량 진입/진출 시각을 산출한다.
상기 차량 진입/진출 시각 및 주행속도 분석부(340)의 평균 주행속도 산출부(342)는 상기 수직보강재 길이방향 응답 또는 바닥판 교축방향 응답으로부터 차량 평균 주행속도를 산출한다.
상기 차량 진입/진출 시각 및 주행속도 분석부(340)의 시각 동기화 수행부(343)는 상기 산출된 차량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도에 대응하는 시각 동기화를 수행한다. 즉, 차량의 교량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도를 부정확하게 특정하여 발생되는 오차를 최소화하기 위해, 교량 시점부 및 교량 종점부 각각에 영향선의 길이가 짧은 부재, 예를 들면, 수직보강재 또는 바닥판과 같은 부재의 응답을 추가적으로 적용한다. 이때, 이러한 영향선의 길이가 짧은 부재는 주행차량의 차륜이 해당 수직보강재 또는 바닥판과 같은 부재를 통과할 때만 매우 짧은 시간 동안 응답이 발생하는 특성이 있다.
한편, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템을 적용하기 위한 측정대상 수직보강재/바닥판 및 이격거리를 예시하는 도면이고, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템이 설치되는 대상 교량을 나타내는 사시도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템은, 임의의 주행차량(600) 주행 시 교량 변위 측정을 위해 주행차량(600)이 통과하는 교량 시점부의 수직보강재(420)에 변형률계(110)가 설치되거나 또는 교량 시점부의 바닥판(430)에 수직보강재 변형률계(110)가 설치되고, 그리고 교량 종점부의 수직보강재에 수직보강재 변형률계(110)가 설치되거나 또는 교량 종점부의 바닥판(430)에 바닥판 변형률계(220)가 설치될 수 있다. 여기서, 교량(400)은 강박스 거더교와 같은 강교량일 수 있지만, 이에 국한되지 않는다는 점은 당업자에게 자명하다.
수직보강재(420)는, 도 15에 도시된 바와 같이, 주거더(410)의 상부플랜지(401)와 하부플랜지(402) 사이의 복부 측면에 설치되는 부재로서, 차축이 수직보강재(420)의 바로 위를 통과하는 짧은 시간 동안에만 변형이 발생하므로 차축 통과의 계측에 적합하다. 또한, 주행차량(600)의 주행속도를 상기 수직보강재(420)에 설치된 수직보강재 변형률계(110, 210)의 변형률 이력곡선을 이용하여 계산할 수 있다. 주행차량(600)의 주행속도는 수직보강재(420)의 응답만에 한정되지 않으며, 교량 시점부 및 종점부 바닥판에 설치된 바닥판 변형률계(120, 220)로 대체하여 계산할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템에서, 실측 변형률을 변위로 환산하기 위해서는 실측치와 이론치의 시각 동기화(time synchronization) 및 주행차량의 평균 주행속도를 정확히 특정하여야 한다. 이를 위해 주행차량의 교량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도를 수직보강재의 응답을 이용하여 특정한다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템에서 수직보강재의 길이방향 응답을 측정하기 위해 설치한 센서를 예시한 사진이고, 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템에서 수직보강재의 길이방향 응답에 대응하는 변형률 응답이력곡선을 예시하는 도면이다.
구체적으로, 도 16에 도시된 바와 같이, 강박스 거더교와 같은 교량의 시점부 및 종점부에 설치된 두 개의 수직보강재 상단에 연직방향으로 변형률계를 부착하여 응답을 측정한다. 이때, 도 17을 참조하면, 주행차량(600)에 의한 수직보강재의 응답은 주행차량의 차륜이 수직보강재를 통과할 때 마다 피크치가 발생하는 특성이 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 제1 수직보강재가 교량 시점부의 수직보강재이고 제2 수직보강재가 교량 종점부의 수직보강재라고 하면, 제1 수직보강재의 첫 번째 피크 29.475sec가 차량의 교량 진입시각이고, 제2 수직보강재의 첫 번째 피크 29.895sec가 차량의 교량 진출시각에 해당한다. 제1 및 제2 수직보강재의 첫 번째 피크간의 시간간격은 0.420sec(= 29.895-29.475)이고, 제1 및 제2 수직보강재의 이격거리는 기지의 값이므로 이로부터 차량의 평균 주행속도(= 이격거리/시간간격)를 계산할 수 있다.
마찬가지로, 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템에서 콘크리트 바닥판의 교축방향 응답을 측정하기 위해 설치한 센서를 예시한 사진이고, 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템에서 콘크리트 바닥판의 교축방향 응답에 대응하는 변형률 응답이력곡선을 예시하는 도면이다.
또한, 차량의 교량 진입시각 및 평균 주행속도를 부정확하게 특정하여 발생되는 오차를 최소화하기 위해 영향선의 길이가 짧은 부재의 응답을 추가적으로 적용한다. 이때, 영향선의 길이가 짧은 부재는 주행차량의 차륜이 해당 부재를 통과할 때만 매우 짧은 시간 동안 응답이 발생하는 특성이 있다. 이러한 영향선의 길이가 짧은 부재의 예는 도 16 및 도 18에 도시된 바와 같다.
본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템의 경우, 교량 시점부와 종점부의 수직보강재(420) 또는 바닥판(430)에 설치된 센서인 변형률센서에서 측정되는 응답을 분석하여 주행차량의 교량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도를 특정할 수 있다.
이때, 주행차량의 교량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도를 정확히 특정하여 실측치와 이론치를 시각 동기화시킴으로써 변형률-변위 계수를 이용한 변위 추정 알고리즘의 변위추정 오차를 최소화할 수 있다. 이에 따라, 변형률-변위 계수를 이용한 변위 추정 알고리즘을 프로그램화하고, 변형률-변위 계수를 이용한 변위 추정 알고리즘에 따라 현장 실시간 모니터링을 수행할 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 강박스 거더교 등의 교량의 변위 측정을 위해서 구조해석을 통해 변형률-변위 계수를 산출하고 변형률계를 통해 변형률 응답을 실측하여 실시간으로 교량 변위를 측정함으로써, 실시간으로 교량 변위를 모니터링할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 주행차량의 교량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도를 분석하여 시각 동기화를 수행함으로써 교량 변위 측정오차를 최소화할 수 있고, 또한, 기존 레이저 변위계와 같은 변위센서를 사용하는 것에 비해 측정 정밀도를 향상시킬 수 있고, 교량 변위 측정이 용이하여 작업 효율성을 향상시킬 수 있으며, 인건비 및 부대비용을 감소시킬 수 있다.
[교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 방법]
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 방법을 나타내는 동작흐름도이다.
도 20을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 방법은, 먼저, 대상 교량(400)에 대한 구조해석을 수행한다(S110).
다음으로, 상기 구조해석 결과에 따른 변위 및 변형률을 이론적으로 산정한다(S120).
다음으로, 교량 시점부 센서(100), 처짐 추정부 센서(500) 및 교량 종점부 센서(200) 각각이 감지하는 실측 변형률 데이터를 수집한다(S130). 여기서, 상기 교량 시점부 센서(100)는, 상기 교량 시점부에 설치된 수직보강재(420)에 설치되어 변형률을 실측하는 수직보강재 변형률계(110); 또는 상기 교량 시점부에 설치된 바닥판(430)에 설치되어 변형률을 실측하는 바닥판 변형률계(120) 중 어느 하나를 포함하며; 그리고 상기 교량 종점부 센서(200)는, 상기 교량 종점부에 설치된 수직보강재에 설치되어 변형률을 실측하는 수직보강재 변형률계(210); 또는 상기 교량 종점부에 설치된 바닥판(430)에 설치되어 변형률을 실측하는 바닥판 변형률계(220) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
이때, 상기 교량 시점부 및 교량 종점부 각각의 수직보강재(420)에 설치된 수직보강재 변형률계(110, 210)로부터 길이방향 응답을 수집하거나 또는 상기 교량 시점부 및 교량 종점부 각각의 바닥판(430)에 설치된 바닥판 변형률계(120, 220)로부터 바닥판 교축방향 응답을 수집하고, 처짐 추정부에 설치된 변형률계로부터 처짐 추정부 응답을 수집할 수 있다.
다음으로, 상기 이론적으로 추정된 변위 및 변형률에 따른 변형률-변위 계수를 산출한다(S140).
다음으로, 차량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도를 분석하고, 시각 동기화를 수행한다(S150). 구체적으로, 상기 교량 시점부 및 교량 종점부 각각의 수직보강재 길이방향 응답 또는 바닥판 교축방향 응답으로부터 차량 진입/진출 시각을 산출하고, 상기 교량 시점부 및 교량 종점부 각각의 수직보강재 이격거리를 이용하여 차량 평균 주행속도를 산출하며, 상기 산출된 차량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도에 대응하는 시각 동기화를 수행한다. 여기서, 교량 시점부 센서 및 교량 종점부 센서는 시각 동기화를 위해 진입/진출 시각 및 평균 주행속도의 계산에만 이용된다. 이에 따라, 상기 교량 시점부 및 교량 종점부의 응답에 따라 차량 진입/진출 시각 및 주행속도를 분석하여 시각 동기화를 수행함으로써 교량 변위 측정오차를 최소화할 수 있다.
다음으로, 상기 교량 시점부, 처짐 추정부 및 교량 종점부에서 감지한 실측 변형률과 상기 산출된 변형률-변위 계수를 이용하여 상기 변형률-변위 계수 산출부(350)로부터 산출된 변형률-변위 계수를 상기 시각 동기화가 수행된 처짐 추정부 센서(500)의 실측 변형률 데이터와 곱해서 상기 교량의 처짐 추정 위치에서 측정된 변형률에 대응하는 실시간 처짐을 추정한다(S160).
다음으로, 상기 추정된 실시간 처짐을 모니터링한다(S170).
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 교량의 하부조건(수심이 깊은 하천, 해상, 도로/철도 횡단, 교량 하부공간이 높은 경우)에 무관하게 교량 처짐을 추정함으로써, 교량 안전성을 제고할 수 있고, 또한, 간단한 알고리즘을 이용하므로 누구나 쉽게 활용할 수 있고, 중소규모 교량뿐만 아니라 장대교량까지 용이하게 적용할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 교량 시점부 센서
200: 교량 종점부 센서
110, 210: 수직보강재 변형률계
120, 220: 바닥판 변형률계
300: 교량 처짐 추정 단말
310: 교량 구조해석부 320: 변위 및 변형률 산정부
330: 실측 변형률 데이터 수집부
340: 차량 진입/진출 시각 및 주행속도 분석부
350: 변형률-변위 계수 산출부 360: 실시간 처짐 추정부
370: 실시간 처짐 모니터링부 331: 수직보강재 길이방향 응답 수집부
332: 바닥판 교축방향 응답 수집부
333: 처짐 추정부 응답 수집부
341: 차량 진입/진출 시각 산출부
342: 평균 주행속도 산출부
343: 시각 동기화 수행부
400: 교량 401: 상부 플랜지
402: 하부 플랜지 410: 주거더
420: 수직보강재 430: 바닥판
500: 처짐 추정부 센서 600: 주행차량

Claims (5)

  1. 교량(400)의 시점부에 설치되어 주행차량으로 인한 교량의 변형률을 실측하는 교량 시점부 센서(100);
    상기 교량(400)의 종점부에 설치되어 주행차량으로 인한 교량의 변형률을 실측하는 교량 종점부 센서(200);
    상기 교량(400)의 처짐 추정부에 설치되어 주행차량으로 인한 교량의 변형률을 실측하는 처짐 추정부 센서(500): 및
    구조해석을 통해 변형률-변위 계수를 산출하고, 상기 교량 시점부 센서(100), 처짐 추정부 센서(500) 및 상기 교량 종점부 센서(200)로부터 각각 감지된 실측 변형률 데이터를 수집하고 상기 교량 시점부 센서(100) 및 교량 종점부 센서(200) 각각의 실측 변형률 데이터로부터 차량 진입/진출 시각 및 주행속도를 분석하여 상기 처짐 추정부 센서(500)의 실측 변형률 데이터를 상기 변형률-변위 계수와 시각 동기화를 수행하며, 상기 산출된 변형률-변위 계수를 상기 시각 동기화가 수행된 상기 처짐 추정부 센서(500)의 실측 변형률 데이터와 곱해서 상기 교량의 처짐 추정 위치에서 측정된 변형률에 대응하는 실시간 처짐을 추정하는 교량 처짐 추정 단말(300);을 포함하는 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교량 처짐 추정 단말(300)은 교량 시점부 및 교량 종점부의 응답에 따라 차량 진입/진출 시각 및 주행속도를 분석하여 시각 동기화를 수행함으로써 교량 변위 측정오차를 최소화할 수 있는 것을 특징으로 하는 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 교량 처짐 추정 단말(300)은,
    교량에 대해 변형률-변위 계수를 산출할 수 있도록 구조해석을 수행하여, 변위 및 변형률 이력곡선을 획득하는 교량 구조해석부(310);
    상기 변형률 및 변위 이력곡선으로부터 교량에 대해 이론적인 변형률 및 변위를 산정하는 변위 및 변형률 산정부(320);
    상기 교량 시점부 센서(100), 처짐 추정부 센서(500) 및 교량 종점부 센서(200)로부터 각각 감지된 실측 변형률 데이터를 수집하는 실측 변형률 데이터 수집부(330);
    상기 교량 시점부 센서(100) 및 교량 종점부 센서(200) 각각의 실측 변형률 데이터로부터 차량 진입/진출 시각 및 주행속도를 분석하여 시각 동기화를 수행하는 차량 진입/진출 시각 및 주행속도 분석부(340);
    상기 변위 및 변형률 산정부(320)로부터 추정된 이론적인 변형률 및 변위에 대응하는 변형률-변위 계수를 산출하는 변형률-변위 계수 산출부(350);
    상기 변형률-변위 계수 산출부(350)로부터 산출된 변형률-변위 계수를 상기 시각 동기화가 수행된 상기 처짐 추정부 센서(500)의 실측 변형률 데이터와 곱해서 상기 교량의 처짐 추정 위치에서 측정된 변형률에 대응하는 실시간 처짐을 추정하는 실시간 처짐 추정부(360); 및
    상기 실시간 처짐 추정부(360)로부터 추정된 실시간 처짐을 모니터링하는 실시간 처짐 모니터링부(370)를 포함하는 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 시스템.
  4. a) 대상 교량(400)에 대한 구조해석을 수행하는 단계;
    b) 상기 구조해석 결과에 따른 변위 및 변형률을 이론적으로 추정하는 단계;
    c) 교량 시점부, 처짐 추정부 및 교량 종점부에 각각 설치되는 교량 시점부 센서(100), 처짐 추정부 센서(500) 및 교량 종점부 센서(200) 각각이 감지하는 실측 변형률 데이터를 수집하는 단계;
    d) 상기 이론적으로 추정된 변위 및 변형률에 따른 변형률-변위 계수를 산출하는 단계;
    e) 상기 교량 시점부 센서 및 교량 종점부 센서 각각의 실측 변형률 데이터로부터 차량 진입/진출 시각 및 평균 주행속도를 분석하고, 상기 처짐 추정부 센서의 실측 변형률 데이터에 대해 시각 동기화를 수행하는 단계;
    f) 상기 변형률-변위 계수 산출부(350)로부터 산출된 변형률-변위 계수를 상기 시각 동기화가 수행된 상기 처짐 추정부 센서(500)의 실측 변형률 데이터와 곱해서 상기 교량의 처짐 추정 위치에서 측정된 변형률에 대응하는 실시간 처짐을 추정하는 단계; 및
    g) 상기 추정된 실시간 처짐을 모니터링하는 단계;를 포함하는 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 e) 단계에서, 상기 교량 시점부의 상기 수직보강재 길이방향 응답 또는 바닥판 교축방향 응답으로부터 차량 진입시각을 산출하고, 교량 종점부의 상기 수직보강재 길이방향 응답 또는 바닥판 교축방향 응답으로부터 차량 진출시각을 산출하여 차량 평균 주행속도를 산출하며, 상기 산출된 차량 진입/진출시각 및 평균 주행속도에 대응하여 처짐 추정부 센서(500)에서 실측한 변형률 데이터를 상기 변형률-변위 계수와 시각 동기화를 수행함으로써 교량 변위 측정오차를 최소화할 수 있는 것을 특징으로 하는 교량 처짐 추정의 정밀도 향상을 위해 주행차량의 위치정보 및 속도정보를 특정하는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117373231A (zh) * 2023-07-27 2024-01-09 交通运输部公路科学研究所 车辆荷载下中小桥梁动态响应的前触式监测方法及系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100260324B1 (ko) 1998-05-06 2000-08-01 최병은 이동하중에 의한 보의 변위응답 산정을 위한 가속도측정치의 신호처리 방법
KR100972278B1 (ko) 2008-10-13 2010-07-23 서울대학교산학협력단 구조물의 측정 진동가속도를 이용하여 동적 변위 및 속도이력을 측정하는 측정방법 및 측정장치
KR101041332B1 (ko) 2008-10-31 2011-06-14 현대건설주식회사 변형률 측정에 의한 구조물의 변위측정방법 및 이를 이용한변위측정장치
KR20120106038A (ko) 2011-03-17 2012-09-26 현대건설주식회사 변형률 측정을 이용한 장대 교량 구조물의 변위측정방법과, 이를 이용한 장대 교량구조물의 변위측정장치
KR101231791B1 (ko) 2012-08-31 2013-02-08 한국해양대학교 산학협력단 강교량 수직보강재의 응답특성을 이용한 차량중량 계측 시스템
KR101275086B1 (ko) 2013-04-10 2013-06-17 이희현 고정점이 필요 없는 변위 측정 시스템
KR101566297B1 (ko) 2015-03-25 2015-11-06 씨티씨 주식회사 기설정된 변형률-변위 계수를 이용하여 실측 변형률을 변위로 추정하는 시스템 및 그 방법
KR20170120736A (ko) * 2016-04-21 2017-11-01 울산과학기술원 무선센서 네트워크를 이용한 교량 모니터링 시스템 및 모니터링 방법

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100260324B1 (ko) 1998-05-06 2000-08-01 최병은 이동하중에 의한 보의 변위응답 산정을 위한 가속도측정치의 신호처리 방법
KR100972278B1 (ko) 2008-10-13 2010-07-23 서울대학교산학협력단 구조물의 측정 진동가속도를 이용하여 동적 변위 및 속도이력을 측정하는 측정방법 및 측정장치
KR101041332B1 (ko) 2008-10-31 2011-06-14 현대건설주식회사 변형률 측정에 의한 구조물의 변위측정방법 및 이를 이용한변위측정장치
KR20120106038A (ko) 2011-03-17 2012-09-26 현대건설주식회사 변형률 측정을 이용한 장대 교량 구조물의 변위측정방법과, 이를 이용한 장대 교량구조물의 변위측정장치
KR101231791B1 (ko) 2012-08-31 2013-02-08 한국해양대학교 산학협력단 강교량 수직보강재의 응답특성을 이용한 차량중량 계측 시스템
KR101275086B1 (ko) 2013-04-10 2013-06-17 이희현 고정점이 필요 없는 변위 측정 시스템
KR101566297B1 (ko) 2015-03-25 2015-11-06 씨티씨 주식회사 기설정된 변형률-변위 계수를 이용하여 실측 변형률을 변위로 추정하는 시스템 및 그 방법
KR20170120736A (ko) * 2016-04-21 2017-11-01 울산과학기술원 무선센서 네트워크를 이용한 교량 모니터링 시스템 및 모니터링 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117373231A (zh) * 2023-07-27 2024-01-09 交通运输部公路科学研究所 车辆荷载下中小桥梁动态响应的前触式监测方法及系统

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