KR20220011515A - Bim을 이용한 교량 형상관리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치 및 방법이 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 방법은, (a) 교량 시공을 위한 복수의 시공 단계 중 대상 시공 단계에 대한 측정치 정보가 입력되는 단계, (b) 상기 측정치 정보와, 상기 대상 시공 단계와 연관하여 BIM 모델에 기입력된 목표치 정보에 기초하여 상기 대상 시공 단계가 진행된 시점을 기준으로 한 시공 오차 정보를 산출하는 단계 및 (c) 상기 시공 오차 정보에 기초하여 상기 대상 시공 단계 및 상기 대상 시공 단계 이후의 후속 시공 단계 중 적어도 하나의 시공 단계와 연계된 조정 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

BIM을 이용한 교량 형상관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING BRIDGE SHAPE USING BUILDING INFORMATION MODELING}

본원은 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치 및 방법에 관한 것이다. 예를 들면, 본원은 BIM 모델을 활용하여 사장교를 포함하는 교량의 시공중 형상관리를 수행하는 시스템에 관한 것이다.

사장교는 시공단계별로 구조계가 변동되므로 구조부재의 특성치가 반영된 구조해석을 통하여 단계별 발생 변위 및 케이블 장력에 대한 엄격한 관리가 필요 하다. 이러한 사장교에 대한 형상관리는 가설이 완료되는 시점에서 케이블의 부재력이 설계자가 의도한 완성시 설계값의 허용범위를 초과하지 않도록 하고, 주탑 및 보강형(보강거더)의 형상이 관리한계치를 초과하지 않도록 하는데 목적이 있다. 현행의 장대 사장교 형상관리는 현장에서 계측한 측정값을 엔지니어링 업무를 수행하는 소수의 전문가에게 전달하고 일정의 검토기간을 걸쳐 확인된 엔지니어링 결과값을 반영하는 방식으로 케이블 및 주형의 형상관리를 제한적으로 수행하고 있다.

그러나, 상술한 방식의 현행 사장교 형상관리 업무는 현장의 정보값 측정 및 전달, 전문업체의 엔지니어링 업무, 결과값의 수령 등으로 일련의 시간이 소요되어 현장상황의 변경에 따른 변경된 실측값에 대한 즉각적인 결과 도출이 어렵고 도출된 결과값은 내부적인 검증이 필요하나 전문인력의 부재로 결과검증 업무가 어려운 실정이다.

도 1은 종래의 교량 형상관리 기법에 의할 때 제공되는 데이터를 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 형상관리 기법에 의하면 소수의 형상관리 전문가에 의존한 형상관리 수행 결과가 현장엔지니어에게 제공되면, 현장엔지니어는 전달된 수치 데이터를 기반으로 시공을 진행할 수 있으나, 현장 엔지니어들은 이에 대한 검증을 하지 못할 뿐만 아니라, 형상관리를 위한 매개변수(예를 들면, 측량오차, 온도변화, 하중조건 변화, 제작오차 등)에 대한 중요도 분석이 어려워서 변경되는 현장상황에 대한 즉각적인 대처를 하기가 어렵다.

따라서, 현장 엔지니어의 형상관리 이해도를 높이고, 현장 엔지니어가 변경사항 및 향후 예측되는 사항을 사전에 검증할 수 있도록 하는 시각화 도구의 개발이 요구된다.

한편, 빌딩 정보 모델링(Building Information Modeling, BIM)은 3차원 정보모델을 기반으로 시설물의 생애주기에 걸쳐 발생하는 모든 정보를 통합하여 활용이 가능하도록 시설물의 형상, 속성 등을 정보로 표현한 디지털 모형을 뜻한다. BIM 기술의 활용으로 기존의 2차원 도면 환경에서는 달성이 어려웠던 기획, 설계, 시공, 유지관리 단계의 사업정보 통합관리를 통해, 설계 품질 및 생산성 향상, 시공오차 최소화, 체계적 유지관리 등을 수행하는데 활용될 수 있으며, 건물뿐만 아니라 교량의 형상관리에도 활용될 수 있으나, 교량의 형상관리를 위한 BIM 모델 및 BIM 모델 기반의 시각화 도구에 대한 개발은 미비한 실정이다.

본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1044605호에 개시되어 있다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 교량 시공 중 발생될 수 있는 시공 오차를 시공 단계별로 체크하고 조정하여 교량의 형상을 기존 대비 보다 효과적으로 관리할 수 있는 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로 예를 들면, 본원은 사장교 시공중 케이블 장력 및 보강형, 주탑 선형오차를 계측센서와 연동하여 자동계산하고 이에 대한 최적의 조정값을 제시할 뿐만 아니라 향후 완공계 상태를 예측하여 3차원 형상을 구현하여 육안으로 확인 가능한 형태로 제공할 수 있는 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, BIM(Building Information Modeling)을 이용한 시각화 형상관리 도구를 포함하는 교량 형상관리 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 현장 엔지니어가 변경사항 및 향후 예측되는 사항을 사전에 검증하여 시공 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시공하고자 하는 사장교의 BIM 모델을 PDF 또는 BIM Viewer 등 누구나 쉽게 접근할 수 있는 모델로 변환하여, BIM 소프트웨어에 대한 전문지식이 없는 사용자도 쉽게 형상관리 모델을 활용할 수 있도록 하는 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사용자가 각 시공 단계에 대한 측정값을 입력하면 기 입력된 목표치 정보에 기초하여 시공 오차량을 자동으로 계산하여 제공하고, 사장교의 비선형 구조를 고려하여 시공 오차에 따라 필요한 조정값을 계산하여 제공할 수 있는 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 방법은, (a) 교량 시공을 위한 복수의 시공 단계 중 대상 시공 단계에 대한 측정치 정보가 입력되는 단계, (b) 상기 측정치 정보와, 상기 대상 시공 단계와 연관하여 BIM 모델에 기입력된 목표치 정보에 기초하여 상기 대상 시공 단계가 진행된 시점을 기준으로 한 시공 오차 정보를 산출하는 단계 및 (c) 상기 시공 오차 정보에 기초하여 상기 대상 시공 단계 및 상기 대상 시공 단계 이후의 후속 시공 단계 중 적어도 하나의 시공 단계와 연계된 조정 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 교량은 사장교를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 시공 단계 각각은 상기 사장교의 시공을 위한 시공 단계로서, 직전 시공 단계에서 가설된 보강형으로부터 교축방향으로 연장되는 보강형을 상기 사장교의 주탑에 케이블을 통해 연결하는 프로세스에 대응될 수 있다.

또한, 상기 목표치 정보는, 상기 대상 시공 단계에 대응하는 대상 보강형의 목표 위치 정보 및 대상 케이블의 목표 장력 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 측정치 정보는, 상기 대상 시공 단계에 대응하는 대상 보강형의 측정 위치 정보 및 대상 케이블의 측정 장력 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 BIM 모델에는, 상기 조정 정보를 반영한 교량 시공을 진행하여 완성 상태에 이른 완성 교량에서의 보강형의 위치 및 케이블의 장력을 산출 가능한 비선형 방정식에 기초한 업데이트 알고리즘이 포함될 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계에서, 상기 조정 정보는 상기 업데이트 알고리즘에 기초하여 산출된 상기 완성 교량에서의 보강형의 위치 및 케이블의 장력이 미리 설정된 완성계 허용 범위를 만족하도록 생성될 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계에서, 상기 조정 정보는 상기 복수의 시공 단계 각각에 적용되는 미리 설정된 케이블의 장력 조정과 연계된 개별 한계 범위 및 보강형의 위치 조정과 연계된 개별 한계 범위를 만족하도록 생성될 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계는, 상기 완성계 허용 범위, 상기 케이블의 장력 조정과 연계된 개별 한계 범위 및 상기 보강형의 위치 조정과 연계된 개별 한계 범위에 기초하여 조정 범위를 설정할 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계는, 상기 조정 범위를 충족하는 한도 내에서 상기 조정 정보를 결정할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 방법은, (d) 상기 업데이트 알고리즘에 입력되는 상기 후속 시공 단계에 대한 상기 목표치 정보를 상기 결정된 조정 정보에 기초하여 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 시공 오차 정보는, 상기 목표 위치 정보 및 상기 측정 위치 정보에 기초하여 산출되는 상기 대상 보강형의 위치와 연계된 대상 보강형 오차에 대한 정보 및 상기 목표 장력 정보 및 상기 측정 장력 정보에 기초하여 산출되는 대상 케이블 오차에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 후속 시공 단계에 대한 보강형 위치 조정 없이, 상기 대상 케이블의 장력 조정을 통해 상기 대상 보강형 오차를 보상할 수 있는지 여부를 판단하는 단계 및 (c2) 상기 판단 결과에 따라 상기 업데이트 알고리즘에 기초하여 상기 대상 시공 단계에 대한 대상 케이블 장력 조정 정보 및 상기 후속 시공 단계에 대한 후속 보강형 위치 조정 정보 중 적어도 하나를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 (c1) 단계에서, 상기 대상 케이블의 장력 조정을 통해 상기 대상 보강형 오차를 보상할 수 있는 것으로 판단되면, 상기 (c2) 단계는, 상기 대상 보강형 오차를 보상하기 위한 상기 대상 케이블 장력 조정 정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 (c1) 단계에서, 상기 대상 케이블의 장력 조정을 통해 상기 대상 보강형 오차를 보상할 수 없는 것으로 판단되면, 상기 (c2) 단계는, 상기 대상 보강형 오차에 기초하여 상기 후속 보강형 위치 조정 정보를 생성하고, 상기 후속 보강형 위치 조정 정보에 기초하여 변동되는 상기 후속 보강형의 위치 정보 및 상기 대상 케이블 오차를 고려하여 상기 대상 케이블 장력 조정 정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 (a) 단계는, 상기 대상 보강형에 대한 미리 설정된 보강형 측량점의 위치 정보를 상기 측정 위치 정보로 입력받을 수 있다.

또한, 상기 목표치 정보는, 상기 대상 시공 단계에 대응하는 주탑의 목표 위치 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 측정치 정보는, 상기 대상 시공 단계에 대응하는 주탑의 측정 위치 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계는, 상기 업데이트 알고리즘을 통해 상기 주탑의 목표 위치 정보 및 상기 주탑의 측정 위치 정보와 연계된 시공 오차 정보에 기초하여 주탑 위치 조정 정보를 생성할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 방법은, (e) 상기 조정 정보가 반영된 상기 교량의 형상을 디스플레이에 시각적으로 표출하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 본원의 일 실시예에 따른 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치는, 교량 시공을 위한 복수의 시공 단계 중 대상 시공 단계에 대한 측정치 정보가 입력되는 입력부 및 상기 측정치 정보와, 상기 대상 시공 단계와 연관하여 BIM 모델에 기입력된 목표치 정보에 기초하여 상기 대상 시공 단계가 진행된 시점을 기준으로 한 시공 오차 정보를 산출하고, 상기 시공 오차 정보에 기초하여 상기 대상 시공 단계 및 상기 대상 시공 단계 이후의 후속 시공 단계 중 적어도 하나의 시공 단계와 연계된 조정 정보를 생성하는 조정부를 포함할 수 있다.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 교량 시공 중 발생될 수 있는 시공 오차를 시공 단계별로 체크하고 조정하여 교량의 형상을 기존 대비 보다 효과적으로 관리할 수 있는 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치 및 방법이 제공될 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 사장교 시공중 케이블 장력 및 보강형, 주탑 선형오차를 계측센서와 연동하여 자동계산하고 이에 대한 최적의 조정값을 제시할 뿐만 아니라 향후 완공계 상태를 예측하여 3차원 형상을 구현하여 육안으로 확인 가능한 형태로 제공할 수 있는 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치 및 방법이 제공될 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, BIM(Building Information Modeling)을 이용한 시각화 형상관리 도구를 포함하는 교량 형상관리 장치 및 방법이 제공될 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 현장 엔지니어가 변경사항 및 향후 예측되는 사항을 사전에 검증하여 시공 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치 및 방법이 제공될 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 시공하고자 하는 사장교의 BIM 모델을 PDF 또는 BIM Viewer 등 누구나 쉽게 접근할 수 있는 모델로 변환하여, BIM 소프트웨어에 대한 전문지식이 없는 사용자도 쉽게 형상관리 모델을 활용할 수 있도록 하는 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치 및 방법이 제공될 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 사용자가 각 시공 단계에 대한 측정값을 입력하면 기 입력된 목표치 정보에 기초하여 시공 오차량을 자동으로 계산하여 제공하고, 사장교의 비선형 구조를 고려하여 시공 오차에 따라 필요한 조정값을 계산하여 제공할 수 있는 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치 및 방법이 제공될 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, BIM모델과 사장교 형상관리를 결합한 3E(Everybody, Everytime, Easy) BIM 시스템 활용하여 현장엔지니어 누구나 언제든지 쉽게 시공중 발생오차를 조정할 수 있으며, 이에 따라 관련자들의 협업능력이 향상되고 교량 건설의 품질을 향상시킬 수 있다.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.

도 1은 종래의 교량 형상관리 기법에 의할 때 제공되는 데이터를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 방식을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3a 및 도 3b는 사장교를 포함하는 교량에 대한 시공 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 보강형에 대하여 미리 설정되는 보강형 측량점을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 주탑에 대하여 미리 설정되는 주탑 측량점을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 케이블 가이드의 정착점에 대응하는 측량점을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 케이블의 장력 조정과 관련하여 디스플레이에 표출되는 사용자 인터페이스를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 보강형의 위치 조정과 관련하여 디스플레이에 표출되는 사용자 인터페이스를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치의 개략적인 구성도이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 11은 시공 오차 정보에 기초하여 조정 정보를 생성하는 프로세스에 대한 세부 동작 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

참고로, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치에 관련된 용어(교축방향, 교축직각방향, 연직방향, 상하방향, 상단부, 하단부 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설명한 것이다. 예를 들면, 도2 내지 도 3b 및 도 6에서 보았을 때 교축방향은 3시에서 9시방향, 연직방향(상하방향)은 12시에서 6시방향일 수 있다. 또한, 도 2 내지 도 3b 및 도 6에서 보았을 때 교축직각방향은 도면의 법선방향일 수 있다. 다른 예로, 도 5에서 보았을 때, 교축방향은 12시에서 6시방향이고, 교축직각방향은 3시에서 9시방향이고, 연직방향(상하방향)은 도면의 법선방향일 수 있다.

다만, 이러한 방향 설정은 본원의 구현예에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 필요에 따라서는 도 1 기준 좌우 방향이 교축직각방향을 향하도록 방향이 설정될 수 있고, 다른 예로 도 1 기준 좌우 방향이 비스듬한 경사 방향을 향하도록 방향(교량의 방향)이 설정될 수 있다.

본원은 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본원은 BIM 모델을 활용하여 사장교를 포함하는 교량의 시공중 형상관리를 수행하는 시스템에 관한 것이다.

도 2는 본원의 일 실시예에 따른 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 방식을 설명하기 위한 개념도이다.

도 2를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치(100)(이하, '형상관리 장치(100)'라 한다.)는, 사장교를 포함하는 교량(1)에 대하여 사장교의 시공을 위한 시공 단계로서, 직전 시공 단계에서 가설된 보강형(20)으로부터 교축방향으로 연장되는 보강형(20)을 사장교의 주탑(10)에 케이블(30)을 통해 연결하는 프로세스에 대응하는 복수의 시공 단계에 대한 측정치 정보 및 기 입력된 목표치 정보에 기초하여 교량 형상관리를 수행할 수 있다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 보강형(20)은 보강거더를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

특히, 도 2의 A는 케이블(30)의 장력과 연계된 형상관리의 개념을 나타내고, 도 2의 B는 보강형(20)의 위치와 연계된 형상관리의 개념을 나타내는 것일 수 있다.

이와 관련하여, 교량 형상관리란 구체적으로, 교량(1)이 완공되는 시점 또는 교량(1)이 완공된 후의 소정의 시점에서 최종 종단선형이 목표치에 부합할 수 있도록 시공중 및 완공 후 발생하는 교량(1)의 모든 변형을 미리 예측 및 계산하고, 나아가 이를 고려하여 보강형(20) 등의 세그먼트를 가설하는 일련의 과정을 의미하는 Camber Control을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

즉, 교량 형상관리의 목적은 세그먼트별로 가설되는 보강형(20) 또는 로트별로 가설되는 주탑(10)에 대하여 시공단계 해석을 통해 보강형(20) 및 주탑(10)의 위치 정보의 변화를 제시하고, 계산된 구조물 변위에 대한 측량값(달리 말해, 측정치)이 관리목표에 들어가도록 조정하고, 완성계에서 구조물의 변위와 부재력이 설계자가 의도한 허용범위를 초과하지 않도록 하는 것이다.

교량 형상관리 장치(100)는 교량 시공을 위한 복수의 시공 단계 중 대상 시공 단계에 대한 측정치 정보를 입력받을 수 있다. 본원의 실시예에 관한 설명에서 대상 시공 단계는 교량(1)의 시공을 위한 복수의 시공 단계 중 본원에서 개시하는 형상관리 기법에 기초하여 모니터링을 수행하고자 하는 하나 이상의 시공 단계를 의미하는 것일 수 있다. 달리 말해, 대상 시공 단계는 형상관리를 수행하도록 측정치 정보의 입력이 요구되는 시공 단계를 의미하는 것으로서, 어느 하나의 시공 단계로 특정될 수도 있고, 복수의 시공 단계로 특정될 수도 있다.

예시적으로, 대상 시공 단계는 가장 최근에 진행된 시공 단계를 포함할 수 있다. 다른 예로, 대상 시공 단계는 가장 최근에 진행된 시공 단계(예를 들면, 현재 시공 단계)보다 선행하여 완료된 시공 단계들 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 전술한 바와 같이, 대상 시공 단계는 하나의 시공 단계일 수도 있지만, 둘 이상의 시공 단계를 포함하는 그룹 형태일 수도 있다. 예시적으로, 그룹 형태인 경우, 대상 시공 단계는 가장 최근의 시공 단계를 포함하는 일련의 복수의 시공 단계로 특정될 수 있다. 보다 구체적인 예로, 대상 시공 단계는, 현재 시점을 기준으로 가장 최근에 진행된 시공 단계를 N번째 시공 단계라 할 때, N번째 시공 단계와 N번째 시공 단계 이전에 진행된 N-1번째 시공 단계, N-2번째 시공 단계 등을 함께 포함하도록 그룹핑된 것일 수 있다. 또한, 본원의 구현예에 따라, 교량(1)에 대한 시공 요건, 시공 환경 등을 고려하였을 때, 필요에 따라서는 가장 최근에 진행된 시공 단계에 선행하여 완료된 시공 단계를 포함하도록 대상 시공 단계가 특정될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 교량 형상 관리 장치(100)는 도 7 및 도 8을 참조하여 상세히 후술하는 사용자 인터페이스에 기초하여 사용자 단말(미도시)로부터 측정치 정보를 입력하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니며, 다른 예로, 교량 형상 관리 장치(100)는 교량 시공 과정에서 활용되는 측정 디바이스(미도시)로부터 네트워크를 통해 대상 시공 단계에 대한 측정치 정보를 획득하는 것일 수 있다.

구체적으로, 본원에서 개시하는 교량 형상관리 장치(100)에 의한 형상관리의 대상이 되는 객체인 교량(1)은 사장교를 포함할 수 있다. 여기서, 사장교를 포함하는 교량(1)이란 예시적으로, 주교 및 접속교를 포함하는 교량에서 주교가 사장교인 교량(1)을 포함하는 것일 수 있다.

이와 관련하여, 본원의 실시예에 관한 설명에서의 복수의 시공 단계는 사장교의 시공을 위한 시공 단계로서, 대상 시공 단계에 선행하여 수행된 직전 시공 단계에서 가설된 보강형(20)으로부터 교축방향으로 연장되는 보강형(20)을 사장교의 주탑(10)에 케이블(30)을 통해 연결하는 프로세스에 대응될 수 있다.

이하에서는 도 3a 및 도 3b를 참조하여, 사장교의 시공을 위한 시공 단계에 대해 먼저 간략히 설명하도록 한다.

도 3a 및 도 3b는 사장교를 포함하는 교량에 대한 시공 단계를 설명하기 위한 개념도이다.

도 3a의 (a)는 주탑 기초 및 주탑 하단부 가설 단계에 대응하며, PC House 거치 후 펌프카 등을 이용하여 기초 타설을 수행하고, 강재 거푸집을 이용하여 주탑 하단부를 시공하고, 주탑기초 완료후 교각(P5 및 P6)의 기초부를 시공하는 과정을 나타낸 것일 수 있다.

도 3a의 (b)는 주두부 및 주탑 시공 단계에 대응하며, 주탑(PY2) 주두부 가설받침을 설치하고, 가설벤트를 이용하여 주두부를 시공(펌프카 타설)하고, 주두부 가설용 강연선을 긴장하고, Auto Climbing Form을 이용하여 주탑 상단부를 가설(버켓타설)하고, 주탑(PY1 및 PY2) 및 교각(P5 및 P6)를 동시 시공하는 과정을 나타낸 것일 수 있다.

도 3a의 (c)는 F/T 및 접속교 강재거더 설치 단계에 대응하며, 2조 운용되는 F/T(Form Traveller)를 설치하고, 압송관을 설치하여 F/T 가설 구간의 콘크리트 타설을 수행하고, 구조물의 균형을 유지하며 캔틸레버를 시공하고, 접속교 강재 거더를 설치하는 과정을 나타낸 것일 수 있다.

도 3b의 (d)는 단계별 거더 가설 및 케이블 가설 단계에 대응하며, 구조물의 균형을 유지하며 시공 단계 별로 세그먼트인 보강형(20)을 시공하고, 사재정착부 세그먼트가 타설완료되면 F/T를 이동한 후 케이블 긴장을 수행하고, 주탑부로부터 1번째 케이블의 가설이 완료되면, 가설벤트를 해체하고, 주탑부로부터 4번째 케이블의 가설이 완료되면, 주두부 가설용 강연선을 해체하는 과정을 나타낸 것일 수 있다.

도 3b의 (e)는 단부 FSM 구간 시공 단계에 대응하며, 접속교 선 시공후 시점 및 종점 측경간 FSM 구간을 시공하고, 측경간 Key Segment를 시공하는 과정을 나타낸 것일 수 있다.

도 3b의 (f)는 Key Segment 시공 및 부대공시공 단계에 대응하며, 중앙의 Key Segment를 시공하고, 주탑부 조형물 설치 후 타워크레인을 해체하고, 방호벽, 중앙분리대 등을 설치하고, 포장공을 시공하고, 주탑(PY2) 측에 전망대, 자전거도로 연결계단 등을 설치하는 과정을 나타낸 것일 수 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 대상 시공 단계에서 주탑(10)에 연결되는 보강형(20)을 '대상 보강형'으로 지칭하고, 주탑(10)과 대상 보강형을 접속하는 케이블(30)을 '대상 케이블'로 지칭하도록 한다. 마찬가지로, 대상 시공 단계에 후속하는 후속 시공 단계에서 주탑(10)에 연결되는 보강형(20)은 '후속 보강형'으로 지칭될 수 있으며, 후속 시공 단계에서 주탑(10)과 후속 보강형을 접속하는 케이블(30)은 후속 케이블로 지칭될 수 있다.

또한, 측정치 정보는 대상 시공 단계에 대응하는 대상 보강형의 측정 위치 정보 및 대상 케이블의 측정 장력 정보를 포함할 수 있다. 또한, 측정치 정보는 대상 시공 단계에 대응하는 주탑(10)의 측정 위치 정보를 포함할 수 있다.

구체적으로, 교량 형상관리 장치(100)는 대상 보강형에 대한 미리 설정된 보강형 측량점의 위치 정보를 대상 보강형의 측정 위치 정보로 입력받을 수 있다. 또한, 교량 형상관리 장치(100)는 주탑(10)에 대한 미리 설정된 주탑 측량점의 위치 정보를 주탑(10)의 측정 위치 정보로 입력받을 수 있다.

도 4는 보강형에 대하여 미리 설정되는 보강형 측량점을 예시적으로 나타낸 도면이다. 특히, 도 4의 (a) 보강형 측량점을 설명하기 위한 보강형(20)의 단면도일 수 있으며, 도 4의 (a)에서 3시에서 9시방향은 교축직각방향에 대응되고, 12시에서 6시 방향은 연직방향에 대응되고, 도면의 법선 방향은 교축방향에 대응되는 것일 수 있다. 또한, 도 4의 (b)는 보강형 측량점을 설명하기 위하여 보강형(20)을 연직방향에서 바라본 투시도일 수 있으며, 도 4의 (b)에서 12시에서 6시방향은 교축방향에 대응되고, 3시에서 9시방향은 교축직각방향에 대응되고, 도면의 법선 방향은 연직방향에 대응되는 것일 수 있다.

도 4의 (a)를 참조하면, 보강형(20)에 대한 측량점은 사장교의 교축직각방향을 기준으로 한 보강형(20)의 중심에 대응하는 측량점(21a) 및 중심에 대응하는 측량점(21a)을 기준으로 교축직각방향으로 대향하는 보강형(20)의 양단부 각각에 대응하도록 설정되는 측량점(21b 및 21c)을 포함하도록 미리 설정될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니고, 교량(1)이 시공되는 환경적 요소, 보강형(20)의 유형 등에 따라 다양하게 결정될 수 있으며, 복수의 시공 단계 각각에 대하여 통일된 측정치 정보가 획득될 수 있도록 복수의 시공 단계 각각에 대하여 측량점이 동등한 기준으로 설정되는 것이면 족하다.

또한, 도 4의 (b)를 참조하면, 교축직각방향을 기준으로 한 보강형(20)의 중심에 대응하는 측량점(21a) 및 중심에 대응하는 측량점(21a)을 기준으로 교축직각방향으로 대향하는 보강형(20)의 양단부 각각에 대응하도록 설정되는 측량점(21b 및 21c)을 포함하는 측량점 세트는 보강형(20)의 교축방향을 따라 상호 이격된 복수의 측량점 세트를 포함할 수 있다.

도 5는 주탑에 대하여 미리 설정되는 주탑 측량점을 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 주탑(10)에 대하여 미리 설정된 주탑 측량점은 주탑(10)의 본체 모서리 또는 주탑(10)의 로트의 거푸집 상단에 대응하는 적어도 하나의 측량점을 포함할 수 있다. 예시적으로, 도 5를 참조하면, 주탑 측량점은 주탑(10)을 연직방향 일방향(상측)에서 바라봤을 때의 주탑(10)의 중심을 원점으로 하고, 교축직각방향 및 교축방향을 각각 가로축 및 세로축으로 하는 좌표계를 기준으로 1 내지 4 사분면 각각에 대응되는 4개의 측량점(11a, 11b, 11c, 11d)을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니고, 교량(1)이 시공되는 환경적 요소, 주탑(10)의 형상 등에 따라 다양하게 결정될 수 있으며, 복수의 시공 단계 각각에 대하여 통일된 측정치 정보가 획득될 수 있도록 복수의 시공 단계 각각에 대하여 측량점이 동등한 기준으로 설정되는 것이면 족하다.

도 6은 케이블 가이드의 정착점에 대응하는 측량점을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 교량 형상관리 장치(100)는 주탑(10)과 보강형(20)을 연결하는 케이블(30)이 주탑(10) 및 보강형(20)과 각각 연결되는 영역인 케이블 가이드의 정착점에 대응하는 측량점의 위치 정보를 측정치 정보로 입력받을 수 있다.

구체적으로, 도 6의 (a)는 보강형(20) 측의 케이블 가이드 정착점(21')을 나타내고, 도 6의 (b)는 주탑(10) 측의 케이블 가이드 정착점(11')을 나타낸 것일 수 있다.

이와 관련하여, 교량 형상관리 장치(100)가 생성하는 조정 정보는 주탑(10) 측 케이블 가이드의 정착 각도 및 보강형(20) 측 케이블 가이드의 정착 각도 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.

또한, 목표치 정보는 대상 시공 단계에 대응하도록 기 입력된 대상 보강형의 목표 위치 정보 및 대상 시공 단계에 대응하도록 기 입력된 대상 케이블의 목표 장력 정보를 포함할 수 있다. 또한, 목표치 정보는 대상 시공 단계에 대응하는 주탑(10)의 목표 위치 정보를 포함할 수 있다.

교량 형상 관리 장치(100), 측량 디바이스(미도시) 및 사용자 단말(미도시) 상호간은 네트워크(미도시)를 통해 통신할 수 있다. 네트워크(미도시)는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일 예에는, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), wifi 네트워크, 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.

사용자 단말(미도시)은 예를 들면, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(SmartPad), 태블릿 PC등과 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치일 수 있다.

또한, 교량 형상관리 장치(100)는 대상 시공 단계에 대하여 입력된 측정치 정보와 대상 시공 단계와 연관하여 BIM 모델에 기입력된 목표치 정보에 기초하여 대상 시공 단계가 진행된 시점을 기준으로 한 시공 오차 정보를 산출할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 교량 형상관리 장치(100)에 의해 산출되는 시공 오차 정보는 대상 보강형에 대한 목표 위치 정보 및 대상 보강형에 대한 측정 위치 정보에 기초하여 산출되는 대상 보강형의 위치와 연계된 대상 보강형 오차에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또한, 교량 형상관리 장치(100)에 의해 산출되는 시공 오차 정보는 대상 보강형에 대한 목표 장력 정보 및 대상 보강형에 대한 측정 장력 정보에 기초하여 산출되는 대상 케이블 오차에 대한 정보를 포함할 수 있다.

종합하면, 교량 형상관리 장치(100)는 대상 보강형 오차에 대한 정보 및 대상 케이블 오차에 대한 정보를 포함하는 시공 오차 정보를 산출할 수 있다.

또한, 교량 형상관리 장치(100)는 산출된 시공 오차 정보에 기초하여 대상 시공 단계 및 대상 시공 단계 이후의 후속 시공 단계 중 적어도 하나의 시공 단계와 연계된 조정 정보를 생성할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 교량 형상관리 장치(100)에 탑재되는 BIM 모델은 보강형(20)의 가설 중에 발생 가능한 처짐량, 구조계의 완성시까지 발생 가능한 처짐량, 구조계 완성시점으로부터 교량 완공시까지 발생 가능한 처짐량 등을 연산하여 관리 목표치(달리 말해, 캠버량)인 조정 정보를 생성하는 것일 수 있다.

구체적으로, 보강형(20)의 가설 중에 발생하는 처짐량은 콘크리트의 자중, F/T(Form Traveller) 및 가설재의 중량, 크리프 및 건조수축 등에 영향을 받는 것일 수 있으며, 구조계 완성시까지 발생하는 처짐량은 세그먼트에 해당하는 보강형(20)의 연결에 따른 경계조건 변화, 크리프 및 건조수축 등에 영향을 받는 것일 수 있으며, 구조계 완성시점으로부터 교량 완공시까지 발생하는 처짐량은 포장 및 난간 중량과 크리프 및 건조수축 등에 영향을 받는 것일 수 있다.

또한, 교량 형상관리 장치(100)에 탑재되는 BIM 모델은 시공되는 교량(1)에 대한 민감도 해석을 수행할 수 있으며, 여기서 민감도 해석이란 조정 정보 산출을 위해 교량(1)에 대한 구조해석 모델상의 조건과 실제 현상에서 발생하는 시공 및 환경적 요인에 따른 하중변화요소에 대한 예측 및 발생된 결과 분석 시 필요한 해석을 의미할 수 있다. 구체적으로, 교량 형상관리 장치(100)는 주탑(10) 및 보강형(20) 형상에 영향을 줄 수 있는 케이블(30)의 장력, 온도, 하중, 탄성계수 등에 대한 민감도 해석을 통해 가설 중 발생하는 실제 측정값의 오차 보정과 오차 보정에 따른 결과 분석을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 교량 형상관리 장치(100)는 측정치 정보를 입력받는 프로세스에서 해당 측정치 정보가 획득된 환경에서의 온도 정보, 해당 시공단계에서 가설된 보강형(20) 또는 주탑(10)의 로트에 대한 하중 정보, 탄성계수 정보, 제작 오차 정보 등을 함께 입력받거나 미리 보유하는 것일 수 있다.

또한, 교량 형상관리 장치(100)의 BIM 모델은 구체적으로 온도 변화에 대한 민감도 해석과 관련하여 등-온도 변화(TU)에 의한 민감도 해석 및 온도구배(TG)에 의한 민감도 해석을 수행할 수 있으며, 단위하중에 대한 민감도 해석과 관련하여 소정의 단위하중(예시적으로, 100kN)에 대한 민감도 해석을 수행할 수 있으며, 탄성계수에 대한 민감도 해석을 수행할 수 있다.

특히, 본원의 일 실시예에 따르면, 교량 형상관리 장치(100)에 탑재되는 BIM 모델에는 조정 정보를 반영한 교량 시공을 진행하여 완성 상태에 이른 완성 교량에서의 보강형(20)의 위치 및 케이블(30)의 장력을 산출 가능한 비선형 방정식에 기초한 업데이트 알고리즘이 포함될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 전술한 업데이트 알고리즘은 완성 교량에서의 주탑(10)의 위치를 산출 가능한 비선형 방정식과 연계된 것일 수 있다. 달리 말해, 교량 형상관리 장치(100)는 완성 교량에서의 주탑(10)의 위치, 보강형(20)의 위치 및 케이블(30)의 장력 중 적어도 하나를 산출할 수 있다.

이와 관련하여, 교량 형상관리 장치(100)는 전술한 업데이트 알고리즘에 기초하여 산출된 완성 교량에서의 보강형의 위치 및 케이블의 장력이 미리 설정된 완성계 허용 범위를 만족하는 조정 정보를 생성할 수 있다. 또한, 교량 형상관리 장치(100)는 전술한 업데이트 알고리즘에 기초하여 산출된 완성 교량에서의 주탑의 위치가 미리 설정된 완성계 허용 범위를 만족하는 조정 정보를 생성할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 완성 교량은 교량(1)이 완공되는 시점 또는 교량(1)이 완공된 후의 소정의 시점에서의 교량(1)을 의미하는 것일 수 있으며, 교량 형상관리 장치(100)는 완성 교량의 형상과 각각의 케이블(30)의 장력 정보와 주탑(10)의 로트별 위치 정보와 보강형(20) 각각의 위치 정보 등을 포함하는 최종 종단선형을 전술한 업데이트 알고리즘에 기초하여 예측할 수 있다. 또한, 이해를 돕기 위해 예시하면, 완공된 후의 소정의 시점에서의 교량이란 예시적으로 미리 설정된 관리 목표에 기초하여 교량완공 후 소정의 시간이 흐른 후(예를 들면, 10,000일 경과 후 등)의 교량의 상태를 예측한 것을 의미할 수 있으며, 교량 형상관리 장치(100)는 완공 시점뿐만 아니라 미리 설정된 관리 목표에 기초한 완공 후의 소정의 시점의 교량(1)의 상태를 예측하여 관리 목표에 반영된 소정의 시점 경과후의 설계도의 선형과 해당 교량(1)의 상태가 부합하는지를 판단할 수 있다.

이와 관련하여, 시공중 사장교의 오차를 조정하게 되면 완성상태의 교량(1)에 영향을 미치게 된다. 예를 들어 시공중 오차조정을 수행한 케이블(30)의 장력이 완성상태의 케이블(30) 장력에 추가되어, 원 설계의 목표장력 이상 발생할 수 있다. 이에 따라 완성상태의 값을 예측하고 이를 감안하여 시공중 오차조정을 수행하여야 하므로, 본원에서 개시하는 교량 형상관리 장치(100)는 시공중 오차조정값이 완성상태에 미치는 영향을 고려하여 조정 정보를 생성하고, 이러한 조정 정보가 완성상태이 교량(완성 교량)에 미치는 영향을 확인 가능하도록 할 수 있다. 예를 들어, 교량 형상관리 장치(100)는 도 7 및 도 8을 참조하여 후술하는 바와 같이 조정 정보에 기초한 완성 교량의 변화를 시각적으로 표출할 수 있다.

또한, 교량 형상관리 장치(100)는 복수의 시공 단계 각각에 적용되는 미리 설정된 케이블의 장력 조정과 연계된 개별 한계 범위 및 보강형의 위치 조정과 연계된 개별 한계 범위를 만족하는 조정 정보를 생성할 수 있다. 또한, 교량 형상관리 장치(100)는 복수의 시공 단계 각각에 적용되는 미리 설정된 주탑의 위치 조정과 연계된 개별 한계 범위를 만족하는 조정 정보를 생성할 수 있다.

이와 관련하여, 개별 한계 범위는 시공 단계 각각에 대하여 적용되는 Construction Tolerance를 의미하는 것으로 이해될 수 있으며, 예시적으로, 보강형의 위치 조정과 연계된 개별 한계 범위는 보강형(20)의 연직방향 양방향으로의 위치(변위) 조정 한계일 수 있으며, 예를 들어, 20mm일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니고, 시공하고자 하는 교량(1)의 규격 등에 기초하여 변동되는 값일 수 있다. 이와 관련하여, 교량 형상관리 장치(100)는 미리 설정된 보강형의 위치 조정과 연계된 개별 한계 범위를 초과하는 대상 보강형 오차가 발생한 경우(예를 들면, 보강형의 위치 조정과 연계된 개별 한계 범위가 20mm일 때, 20mm를 초과하는 대상 보강형 오차가 발생한 경우 등)에는 후속 시공 단계 이후의 시공 단계에서 해당 보강형 오차를 조정하도록 하여 단계적인 오차 보정이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 예시적으로, 케이블의 장력 조정과 연계된 개별 한계 범위는 대상 시공 단계에서 도입된 케이블(30)의 장력에 대한 소정의 비율(예를 들면, 10%) 범위 내에서 장력을 추가하거나 경감하도록 설정될 수 있다.

구체적으로, 본원의 일 실시예에 따르면, 교량 형상관리 장치(100)는 전술한 완성계 허용 범위, 케이블(30)의 장력 조정과 연계된 개별 한계 범위 및 보강형(20)의 위치 조정과 연계된 개별 한계 범위에 기초하여 조정 범위를 설정할 수 있다. 또한, 교량 형상관리 장치(100)는 설정된 조정 범위를 충족하는 한도 내에서 조정 정보를 결정할 수 있다. 이와 관련하여, 본원의 일 실시예에 따르면, 교량 형상관리 장치(100)는 설정된 조정 범위를 충족하는 범위에서 사용자 단말(미도시)로 인가된 조정 정보 선택 입력에 기초하여 조정 범위 내에서 세부적인 조정 수치를 나타내는 조정 정보를 결정하도록 동작할 수 있다. 다른 예로, 교량 형상관리 장치(100)는 미리 획득된 형상관리를 위한 매개변수(예를 들면, 측량오차, 온도변화, 하중조건 변화, 제작오차 등) 정보에 기초하여 조정 범위 내에서 결정되는 세부적인 조정 수치인 자동화된 조정 정보를 결정하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 이러한 자동화된 조정 정보 결정은, 우선적으로 대상 케이블 장력을 완성계에서의 한계(허용) 범위, 각 시공 단계에서의 한계(허용) 범위를 고려하여 미리 설정된 비율이나 수치 이내에서 자동 결정하도록 하고, 다음으로 후속 보강형 위치(변위)를 상기 대상 케이블 장력이 반영된 상태를 기초로, 완성계에서의 한계(허용) 범위, 각 시공 단계에서의 한계(허용) 범위를 고려하여 미리 설정된 비율이나 수치 이내에서 자동 결정하도록 하는 형태로 구현될 수 있다.

시공 오차 정보에 포함된 대상 보강형 오차와 대상 케이블 오차와 관련하여, 사장교의 시공 도중에서의 케이블(30)의 장력과 보강형(30)의 위치(변위)는 상호 영향을 미치는 관계이므로, 어느 한 요소에 대한 오차를 선별하여 제거하는 것은 불가능하다. 이를 고려하여 교량 형상관리 장치(100)는 산출된 시공 오차 정보에 포함된 대상 보강형 오차와 대상 케이블 오차를 함께 고려하되, 해당 발생오차에 대해 조정하기 위한 요소별 우선순위를 고려하여 조정값(달리 말해, 조정 정보)을 제시하여 비선형의 복잡한 구조계산을 필요로 하는 사장교에 대한 형상관리를 수행할 수 있다. 이하에서는, 교량 형상관리 장치(100)가 대상 보강형 오차 및 대상 케이블 오차에 기초하여 결정되는 우선순위에 기초하여 조정 정보를 생성하는 실시예에 관하여 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 교량 형상관리 장치(100)는 후속 시공 단계에 대한 보강형 위치 조정 없이, 대상 케이블의 장력 조정을 통해 대상 보강형의 위치와 연계된 대상 보강형 오차를 보상할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 교량 형상관리 장치(100)는 대상 보강형 오차를 대상 케이블에 대한 장력 조정을 통해 적어도 일부 보상할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 다른 예로, 교량 형상관리 장치(100)는 대상 보강형 오차를 대상 케이블에 대한 장력 조정을 통해 전부 보상할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 교량 형상관리 장치(100)의 판단 결과, 대상 보강형 오차를 대상 케이블에 대한 장력 조정을 통해 전부 보상할 수 있는 것으로 판단되면, 후속 시공 단계에 대한 후속 보강형 위치 조정 정보는 생성되지 않고, 대상 시공 단계에 대한 대상 케이블 장력 조정 정보만 선택적으로 생성되는 것일 수 있다.

또한, 교량 형상관리 장치(100)는 대상 케이블의 장력 조정을 통한 대상 보강형 오차 보상 가부에 대한 판단 결과에 따라 BIM 모델에 탑재된 업데이트 알고리즘에 기초하여 대상 시공 단계에 대한 대상 케이블 장력 조정 정보 및 후속 시공 단계에 대한 후속 보강형 위치 조정 정보 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.

여기서, 대상 케이블 장력 조정 정보는 업데이트 알고리즘에 기초하여 산출되며, 대상 케이블에 대하여 측정된 장력 값인 측정 장력 정보 대비 후속 시공 단계가 진행되기 전에 추가 또는 경감되어야 하는 장력 조정값을 의미하는 것일 수 있다.

또한, 후속 보강형 위치 조정 정보는 업데이트 알고리즘에 기초하여 산출되며, 대상 시공 단계가 완료된 후 진행되는 후속 시공 단계에서 대상 보강형에 대하여 교축방향으로 연장되는 후속 보강형의 위치를 후속 시공 단계에 대해 기 입력된 후속 보강형과 연계된 목표 위치 정보 대비 수정하여야 할 것으로 판단되는 경우 수정되어야 하는 후속 보강형의 위치 변화 정도를 의미하는 것일 수 있다. 달리 말해, 후속 보강형 위치 조정 정보는 후속 보강형의 위치(변위)와 관련된 설계를 수정하기 위하여 후속 시공 단계에 적용되는 조정 정보를 의미할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 후속 보강형 위치 조정 정보는 후속 시공 단계에서 대상 보강형으로부터 연장되도록 가설되는 후속 보강형의 거푸집 세팅에 대한 조정 정보를 포함하는 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 교량 형상관리 장치(100)는 후속 시공 단계에 대한 보강형 위치 조정 없이, 대상 케이블의 장력 조정을 통해 대상 보강형 오차를 보상할 수 있는 것으로 판단되면, 대상 보강형 오차를 보상하기 위한 대상 케이블 장력 조정 정보를 생성할 수 있다. 이어서, 교량 형상관리 장치(100)는 대상 케이블 장력 조정 정보가 반영된 후에도 잔여하는 대상 보강형 오차(예를 들면, 잔여 보강형 오차로 지칭할 수 있다.)를 보상하기 위한 후속 보강형 위치 조정 정보를 생성할 수 있다.

즉, 교량 형상관리 장치(100)는 대상 케이블의 장력 조정을 통해 대상 보강형 오차를 보상할 수 있는 것으로 판단되면, 대상 케이블 오차와 보상 가능한 것으로 판단된 대상 보강형 오차를 케이블(30)의 장력 조정을 통해 함께 케이블 장력 조정 정보를 생성하고, 케이블(30)의 장력 조정이 적용된 후에도 여전히 남아 있을 것으로 예측되는 나머지 대상 보강형 오차(잔여 보강형 오차)를 마저 보상하기 위한 후속 보강형 위치 조정 정보를 생성할 수 있다.

반대로, 본원의 일 실시예에 따른 교량 형상관리 장치(100)는 후속 시공 단계에 대한 보강형 위치 조정 없이, 대상 케이블의 장력 조정을 통해 대상 보강형 오차를 보상할 수 없는 것으로 판단되면, 대상 보강형 오차에 기초하여 후속 보강형 위치 조정 정보를 생성할 수 있다. 이어서, 교량 형상관리 장치(100)는 생성된 후속 보강형 위치 조정 정보에 기초하여 변동되는 후속 보강형의 위치 정보 및 대상 케이블 오차를 고려하여 대상 케이블 장력 조정 정보를 생성할 수 있다.

즉, 교량 형상관리 장치(100)는 대상 케이블의 장력 조정을 통해 대상 보강형 오차를 보상할 수 없는 것으로 판단되면, 대상 보강형 오차를 우선 보상하기 위한 후속 보강형 위치 조정 정보를 먼저 생성하고, 후속 보강형 위치 조정 정보가 반영된 후(달리 말해, 보강형 위치 오차에 대한 보정이 적용된 후) 변화되는 후속 보강형의 위치 정보(예를 들면, 후속 보강형의 좌표)를 고려하여 대상 케이블에 대한 장력을 도입(추가 또는 경감)할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 교량 형상관리 장치(100)는 탑재된 업데이트 알고리즘을 통해 주탑(10)의 목표 위치 정보 및 주탑(10)의 측정 위치 정보와 연계된 시공 오차 정보에 기초하여 주탑 위치 조정 정보를 생성할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 주탑 위치 조정 정보는 교축방향에 대한 주탑 위치 조정 정보 및 교축직각방향에 대한 주탑 위치 조정 정보로 구분되게 생성되는 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 교량 형상관리 장치(100)는 조정 정보가 결정되고 나면, 후속 시공 단계에 대응하여 업데이트 알고리즘에 입력되는 후속 시공 단계에 대한 목표치 정보를 결정된 조정 정보에 기초하여 갱신할 수 있다.

이와 관련하여, 교량 형상관리 장치(100)는 시공 단계 각각에 대하여 미리 입력된 목표치 정보를 고정적으로 적용하는 것이 아니라, 시공 단계마다 적절하게 결정되는 조정 정보를 대상 시공 단계 이후의 적어도 하나의 후속 시공 단계에 대한 목표치 정보에 반영함으로써 BIM 모델에 구축된 업데이트 알고리즘이 시공중 이루어지는 오차 조정을 반영하여 완성 교량의 상태를 예측하도록 하여, 시공 도중 오차 조정이 일부 이루어지더라도 완성 상태에 이른 교량이 기존 설계 목표에 보다 엄밀하게 부합할 수 있도록 하는 시공이 이루어지도록 한 것이다.

또한, 교량 형상관리 장치(100)는 조정 정보가 반영된 교량의 형상을 디스플레이를 통해 시각적으로 표출할 수 있다.

이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여, 본원의 일 실시예에 따른 교량 형상관리 장치(100)에 기초하여 교량(1)의 주탑(10)의 위치, 보강형(20)의 위치, 케이블(30)의 장력 등에 대한 측정치 정보가 입력되고, 교량(1)의 주탑(10)의 위치, 보강형(20)의 위치, 케이블(30)의 장력 등에 대한 목표치 정보, 시공 오차 정보, 조정 정보 등을 확인 가능하도록 사용자 단말(미도시)의 디스플레이를 통해 표출되는 사용자 인터페이스의 구현예를 설명하도록 한다.

도 7은 케이블의 장력 조정과 관련하여 디스플레이에 표출되는 사용자 인터페이스를 예시적으로 나타낸 도면이다. 예시적으로, 케이블의 장력 조정과 연계된 사용자 인터페이스는 'Iso-tension' 탭으로 사용자 단말에 표시될 수 있다.

도 7을 참조하면, 교량 형상관리 장치(100)는 대상 시공 단계를 나타내는 식별 정보를 케이블 장력 조정과 연계된 사용자 인터페이스를 통해 표출할 수 있다(도 7의 A). 또한, 교량 형상관리 장치(100)는 대상 시공 단계에 대한 케이블(30)의 정보를 케이블 장력 조정과 연계된 사용자 인터페이스를 통해 표출할 수 있다(도 7의 B). 여기서, 대상 시공 단계의 케이블(30)의 정보(케이블 제원 정보)는 케이블(30) 식별 정보, Strand 수 정보, 목표치 장력 정보, 케이블(30) 제작 오차 정보, 온도 정보 등이 포함될 수 있다. 또한, 교량 형상관리 장치(100)는 대상 시공 단계에 대한 대상 보강형 오차에 대한 정보 및 주탑 오차에 대한 정보를 케이블 장력 조정과 연계된 사용자 인터페이스를 통해 표출할 수 있다(도 7의 C). 또한, 교량 형상관리 장치(100)는 대상 케이블 장력 조정 정보 및 대상 케이블 장력 조정 정보에 기초하여 변동되는 주탑(10)과 보강형(20)의 위치 정보를 케이블 장력 조정과 연계된 사용자 인터페이스를 통해 표출할 수 있다(도 7의 D).

도 8은 보강형의 위치 조정과 관련하여 디스플레이에 표출되는 사용자 인터페이스를 예시적으로 나타낸 도면이다. 예시적으로, 보강형의 위치 조정과 연계된 사용자 인터페이스는 'Level Control' 탭으로 사용자 단말에 표시될 수 있다.

도 8을 참조하면, 교량 형상관리 장치(100)는 대상 시공 단계를 나타내는 식별 정보를 보강형의 위치 조정과 연계된 사용자 인터페이스를 통해 표출할 수 있다(도 8의 A). 또한, 교량 형상관리 장치(100)는 대상 보강형에 대한 목표치 정보(케이블 긴장후 목표 레벨)와 대상 보강형에 대한 측정치 정보(케이블 긴장후 측정레벨)와 대상 보강형 오차에 대한 정보(레벨오차)와 대상 케이블에 대한 장력 조정을 통해 보상될 수 있는 대상 보강형 오차에 대한 정보(100kN 도입시 레벨변화량)를 표시할 수 있다(도 8의 B). 예시적으로, 도 8의 B를 참조하면, 대상 시공 단계에 대한 케이블의 장력 조정과 연계된 개별 한계 범위가 100kN라 할 때, 개별 한계 범위에 대한 최대치로 대상 케이블의 장력을 조정하더라도 대상 보강형 오차(0.971m)가 전부 보상될 수 없으므로(도 8을 참조하면, 오직 0.003m의 오차 만이 보정될 수 있음.), 교량 형상관리 장치(100)는 대상 케이블 오차를 우선하여 보상하도록 조정 정보를 생성할 수 있다.

또한, 도 7 및 도 8을 참조하면, 교량 형상관리 장치(100)는 사용자 인터페이스를 통해 BIM 모델에 기반하여 교량 가상형상(1')을 표시할 수 있다. 예시적으로, 교량 형상관리 장치(100)는 소정의 시공 단계를 대상 시공 단계로 선택하는 사용자 입력이 인가되면, 대상 시공 단계의 직전 시공 단계까지의 가설이 완료된 형상의 교량 가상형상(1')이 표출되도록 하고, 대상 시공 단계에 대한 측정치 정보를 입력받을 수 있는 입력 영역이 활성화되도록 할 수 있다.

또한, 전술한 입력 영역을 통해 측정치 정보가 입력되고 나면, 교량 형상관리 장치(100)는 사용자 인터페이스를 통해 측정치 정보와 목표치 정보를 통해 산출되는 조정 정보가 반영되는 경우에 대상 시공 단계 또는 후속 시공 단계에 대응하는 교량 가상형상(1') 및 해당 측정치 정보를 활용하여 실행되는 업데이트 알고리즘에 의해 결정되는 완성 교량에 대한 예측 결과가 반영된 완성 교량의 교량 가상형상(1') 중 적어도 하나를 표출할 수 있다. 예시적으로, 대상 시공 단계 또는 후속 시공 단계에 대응하는 교량 가상형상(1')과, 완성 교량의 교량 가상형상(1') 중 어느 하나는 실선 또는 진한 선으로 표시되고, 다른 하나는 점선(파선) 또는 연한 선으로 표시되는 형태로 구현될 수 있다.

또한, 교량 형상관리 장치(100)는 완성계 허용 범위, 케이블의 장력 조정과 연계된 개별 한계 범위 및 보강형의 위치 조정과 연계된 개별 한계 범위에 기초하여 설정된 대상 시공 단계에 대한 조정 범위 내에서 세부적인 조정 정보를 선택하는 사용자 입력에 기초하여, 선택된 구체적인 조정 정보에 기초하여 변동되는 교량 가상형상(1')의 변화를 사용자가 확인하고 조정 정보를 특정한 값(수치)로 결정할 수 있도록 조정 정보가 변동되는 경우 달라지는 교량 가상형상(1')의 변화를 표시할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 교량 형상관리 장치(100)는 교량 가상형상(1')을 3차원 회전하는 사용자 입력(예를 들면, 마우스 드래그 입력, 터치 입력 등)을 수신하여, 교량 가상형상(1')을 바라보는 방향을 3차원적으로 변경하여 출력할 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하여 상술한 바와 같이, 교량 형상관리 장치(100)에 의해 제공되는 사용자 인터페이스는 케이블(30)의 장력 조정과 관련한 사용자 인터페이스 및 주탑(10) 또는 보강형(20)의 위치 조정과 관련한 사용자 인터페이스를 구분하여 제공할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 교량 형상관리 장치(100)는 사용자 단말(미도시)의 디스플레이를 통해 장력 조정과 관련한 사용자 인터페이스 및 주탑(10) 또는 보강형(20)의 위치 조정과 관련한 사용자 인터페이스를 통합하여 표출하는 것일 수 있다. 또 다른 예로, 교량 형상관리 장치(100)는 케이블(30)의 장력 조정과 관련한 사용자 인터페이스를 구획되는 복수의 인터페이스로 제공하거나 주탑(10) 또는 보강형(20)의 위치 조정과 관련한 사용자 인터페이스를 구획되는 복수의 인터페이스로 제공할 수 있다. 이렇듯, 교량 형상관리 장치(100)는 사용자 단말(미도시)의 디스플레이의 면적 정보, 크기 정보, 해상도 정보 등 시각적 정보를 표출하기 위한 성능에 기초하여 표출되는 사용자 인터페이스에 포함되는 하위 항목을 다양하게 결정할 수 있다.

도 9는 본원의 일 실시예에 따른 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치의 개략적인 구성도이다.

도 9를 참조하면, 교량 형상관리 장치(100)는 입력부(110), 조정부(120) 및 표시부(130)를 포함할 수 있다.

입력부(110)에는, 교량 시공을 위한 복수의 시공 단계 중 대상 시공 단계(예를 들면, 가장 최근에 진행된 시공 단계를 포함하는 하나 이상의 시공 단계)에 대한 측정치 정보가 입력될 수 있다.

조정부(120)는, 입력된 측정치 정보와 대상 시공 단계와 연관하여 BIM 모델에 기입력된 목표치 정보에 기초하여 대상 시공 단계가 진행된 시점을 기준으로 한 시공 오차 정보를 산출할 수 있다.

또한, 조정부(120)는 산출된 시공 오차 정보에 기초하여 대상 시공 단계 및 대상 시공 단계 이후의 후속 시공 단계 중 적어도 하나의 시공 단계와 연계된 조정 정보를 생성할 수 있다.

또한, 표시부(130)는 생성된 조정 정보가 반영된 교량(1)의 형상을 디스플레이(예를 들면, 사용자 단말(미도시)의 디스플레이 등)에 시각적으로 표출할 수 있다.

이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.

도 10은 본원의 일 실시예에 따른 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 방법에 대한 동작 흐름도이다.

도 10에 도시된 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 방법은 앞서 설명된 교량 형상관리 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 교량 형상관리 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 10을 참조하면, 단계 S11에서 입력부(110)에는 (a) 교량 시공을 위한 복수의 시공 단계 중 대상 시공 단계에 대한 측정치 정보가 입력될 수 있다.

또한, 단계 S11에서 측정치 정보는, 대상 시공 단계에 대응하는 대상 보강형의 측정 위치 정보 및 대상 케이블의 측정 장력 정보를 포함할 수 있다. 또한, 단계 S11에서 입력부(110)는 대상 보강형에 대한 미리 설정된 보강형 측량점의 위치 정보를 측정 위치 정보로 입력받을 수 있다.

다음으로, 단계 S12에서 조정부(120)는 (b) 입력된 측정치 정보와 대상 시공 단계와 연관하여 BIM 모델에 기입력된 목표치 정보에 기초하여 대상 시공 단계가 진행된 시점을 기준으로 한 시공 오차 정보를 산출할 수 있다. 여기서, BIM 모델에는 조정 정보를 반영한 교량 시공을 진행하여 완성 상태에 이른 완성 교량에서의 보강형의 위치 및 케이블의 장력을 산출 가능한 비선형 방정식에 기초한 업데이트 알고리즘이 포함될 수 있다.

다음으로, 단계 S13에서 조정부(120)는 (c) 산출된 시공 오차 정보에 기초하여 대상 시공 단계 및 대상 시공 단계 이후의 후속 시공 단계 중 적어도 하나의 시공 단계와 연계된 조정 정보를 생성할 수 있다.

또한, 단계 S13에서 조정부(120)는 업데이트 알고리즘에 기초하여 산출된 완성 교량에서의 보강형의 위치 및 케이블의 장력이 미리 설정된 완성계 허용 범위를 만족하는 조정 정보를 생성할 수 있다. 또한, 단계 S13에서 조정부(120)는 복수의 시공 단계 각각에 적용되는 미리 설정된 케이블의 장력 조정과 연계된 개별 한계 범위 및 보강형의 위치 조정과 연계된 개별 한계 범위를 만족하는 조정 정보를 생성할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 단계 S13에서 조정부(120)는 완성계 허용 범위, 케이블의 장력 조정과 연계된 개별 한계 범위 및 보강형의 위치 조정과 연계된 개별 한계 범위에 기초하여 조정 범위를 설정할 수 있다. 또한, 단계 S13에서 조정부(120)는 설정된 조정 범위를 충족하는 한도 내에서 조정 정보를 결정할 수 있다. 이와 관련하여, 본원의 일 실시예에 따르면, 단계 S13에서 조정부(120)는 설정된 조정 범위를 충족하는 범위에서 입력부(110)로 인가된 조정 정보 선택 입력에 기초하여 조정 범위 내에서 세부적인 조정 수치를 나타내는 조정 정보를 결정하도록 동작할 수 있다. 다른 예로, 단계 S13에서 조정부(120)는 입력부(110)로 인가된 형상관리를 위한 매개변수(예를 들면, 측량오차, 온도변화, 하중조건 변화, 제작오차 등) 정보에 기초하여 조정 범위 내에서 결정되는 세부적인 조정 수치인 자동화된 조정 정보를 결정하도록 동작할 수 있다.

다음으로, 단계 S14에서 조정부(120)는 (d) 업데이트 알고리즘에 입력되는 후속 시공 단계에 대한 목표치 정보를 결정된 조정 정보에 기초하여 갱신할 수 있다.

다음으로, 단계 S15에서 표시부(130)는 (e) 생성된 조정 정보가 반영된 교량(1)의 형상을 디스플레이에 시각적으로 표출할 수 있다.

상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S15는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.

도 11은 시공 오차 정보에 기초하여 조정 정보를 생성하는 프로세스에 대한 세부 동작 흐름도이다.

도 11에 도시된 시공 오차 정보에 기초하여 조정 정보를 생성하는 프로세스는 앞서 설명된 교량 형상관리 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 교량 형상관리 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 도 11에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 11을 참조하면, 단계 S131에서 조정부(120)는 (c1) 후속 시공 단계에 대한 보강형 위치 조정 없이, 대상 케이블의 장력 조정을 통해 상기 대상 보강형 오차를 보상할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.

또한, 단계 S131 이후의 단계 S1321 내지 단계 S1332를 통해 조정부(120)는 (c2) 단계 S131에서의 판단 결과에 따라 업데이트 알고리즘에 기초하여 대상 시공 단계에 대한 대상 케이블 장력 조정 정보 및 후속 시공 단계에 대한 후속 보강형 위치 조정 정보 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.

구체적으로, 만일 단계 S131에서 대상 케이블의 장력 조정을 통해 대상 보강형 오차를 보상할 수 있는 것으로 판단되면, 단계 S1321에서 조정부(120)는 대상 보강형 오차를 보상하기 위한 대상 케이블 장력 조정 정보를 생성할 수 있다.

또한, 단계 S1321에 후속하여 단계 S1322에서 조정부(120)는 생성된 대상 케이블 장력 조정 정보가 반영된 후에도 남아있는 잔여 보강형 오차를 보상하기 위한 후속 보강형 위치 조정 정보를 생성할 수 있다.

반대로, 단계 S131에서 대상 케이블의 장력 조정을 통해 대상 보강형 오차를 보상할 수 없는 것으로 판단되면, 단계 S1331에서 조정부(120)는 대상 보강형 오차에 기초하여 후속 보강형 위치 조정 정보를 생성할 수 있다.

다음으로, 단계 S1331에 후속하여 단계 S1332에서 조정부(120)는 후속 보강형 위치 조정 정보에 기초하여 변동되는 후속 보강형의 위치 정보 및 대상 케이블 오차를 고려하여 대상 케이블 장력 조정 정보를 생성할 수 있다.

상술한 설명에서, 단계 S131 내지 S1332는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.

본원의 일 실시예에 따른 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

또한, 전술한 BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 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.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 교량
10: 주탑
11a, 11b, 11c, 11d: 주탑 측량점
20: 보강형
21a, 21b, 21c: 보강형 측량점
30: 케이블
100: BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치
110: 입력부
120: 조정부
130: 표시부

Claims (10)

1. BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 방법으로서,
   (a) 교량 시공을 위한 복수의 시공 단계 중 대상 시공 단계에 대한 측정치 정보가 입력되는 단계;
   (b) 상기 측정치 정보와, 상기 대상 시공 단계와 연관하여 BIM 모델에 기입력된 목표치 정보에 기초하여 상기 대상 시공 단계가 진행된 시점을 기준으로 한 시공 오차 정보를 산출하는 단계; 및
   (c) 상기 시공 오차 정보에 기초하여 상기 대상 시공 단계 및 상기 대상 시공 단계 이후의 후속 시공 단계 중 적어도 하나의 시공 단계와 연계된 조정 정보를 생성하는 단계,
   를 포함하는, 교량 형상관리 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 교량은 사장교를 포함하고,
   상기 복수의 시공 단계 각각은 상기 사장교의 시공을 위한 시공 단계로서,
   직전 시공 단계에서 가설된 보강형으로부터 교축방향으로 연장되는 보강형을 상기 사장교의 주탑에 케이블을 통해 연결하는 프로세스에 대응되며,
   상기 목표치 정보는, 상기 대상 시공 단계에 대응하는 대상 보강형의 목표 위치 정보 및 대상 케이블의 목표 장력 정보를 포함하고,
   상기 측정치 정보는, 상기 대상 시공 단계에 대응하는 대상 보강형의 측정 위치 정보 및 대상 케이블의 측정 장력 정보를 포함하는 것인, 교량 형상관리 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 BIM 모델에는, 상기 조정 정보를 반영한 교량 시공을 진행하여 완성 상태에 이른 완성 교량에서의 보강형의 위치 및 케이블의 장력을 산출 가능한 비선형 방정식에 기초한 업데이트 알고리즘이 포함되고,
   상기 (c) 단계에서, 상기 조정 정보는,
   상기 업데이트 알고리즘에 기초하여 산출된 상기 완성 교량에서의 보강형의 위치 및 케이블의 장력이 미리 설정된 완성계 허용 범위를 만족하도록 생성되고,
   상기 복수의 시공 단계 각각에 적용되는 미리 설정된 케이블의 장력 조정과 연계된 개별 한계 범위 및 보강형의 위치 조정과 연계된 개별 한계 범위를 만족하도록 생성되는 것인, 교량 형상관리 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 (c) 단계는, 상기 완성계 허용 범위, 상기 케이블의 장력 조정과 연계된 개별 한계 범위 및 상기 보강형의 위치 조정과 연계된 개별 한계 범위에 기초하여 조정 범위를 설정하고, 상기 조정 범위를 충족하는 한도 내에서 상기 조정 정보를 결정하고,
   상기 교량 형상관리 방법은,
   (d) 상기 업데이트 알고리즘에 입력되는 상기 후속 시공 단계에 대한 상기 목표치 정보를 상기 결정된 조정 정보에 기초하여 갱신하는 단계를 더 포함하는 것인, 교량 형상관리 방법.
5. 제3항에 있어서,
   상기 시공 오차 정보는,
   상기 목표 위치 정보 및 상기 측정 위치 정보에 기초하여 산출되는 상기 대상 보강형의 위치와 연계된 대상 보강형 오차에 대한 정보 및 상기 목표 장력 정보 및 상기 측정 장력 정보에 기초하여 산출되는 대상 케이블 오차에 대한 정보를 포함하고,
   상기 (c) 단계는,
   (c1) 상기 후속 시공 단계에 대한 보강형 위치 조정 없이, 상기 대상 케이블의 장력 조정을 통해 상기 대상 보강형 오차를 보상할 수 있는지 여부를 판단하는 단계; 및
   (c2) 상기 판단 결과에 따라 상기 업데이트 알고리즘에 기초하여 상기 대상 시공 단계에 대한 대상 케이블 장력 조정 정보 및 상기 후속 시공 단계에 대한 후속 보강형 위치 조정 정보 중 적어도 하나를 생성하는 단계,
   를 포함하는 것인, 교량 형상관리 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 (c1) 단계에서 상기 대상 케이블의 장력 조정을 통해 상기 대상 보강형 오차를 보상할 수 있는 것으로 판단되면, 상기 (c2) 단계는, 상기 대상 보강형 오차를 보상하기 위한 상기 대상 케이블 장력 조정 정보를 생성하고,
   상기 (c1) 단계에서, 상기 대상 케이블의 장력 조정을 통해 상기 대상 보강형 오차를 보상할 수 없는 것으로 판단되면, 상기 (c2) 단계는, 상기 대상 보강형 오차에 기초하여 상기 후속 보강형 위치 조정 정보를 생성하고, 상기 후속 보강형 위치 조정 정보에 기초하여 변동되는 상기 후속 보강형의 위치 정보 및 상기 대상 케이블 오차를 고려하여 상기 대상 케이블 장력 조정 정보를 생성하는 것인, 교량 형상관리 방법.
7. 제3항에 있어서,
   상기 목표치 정보는, 상기 대상 시공 단계에 대응하는 주탑의 목표 위치 정보를 더 포함하고,
   상기 측정치 정보는, 상기 대상 시공 단계에 대응하는 주탑의 측정 위치 정보를 더 포함하고,
   상기 (c) 단계는,
   상기 업데이트 알고리즘을 통해 상기 주탑의 목표 위치 정보 및 상기 주탑의 측정 위치 정보와 연계된 시공 오차 정보에 기초하여 주탑 위치 조정 정보를 생성하는 것인, 교량 형상관리 방법.
8. 제1항에 있어서,
   (e) 상기 조정 정보가 반영된 상기 교량의 형상을 디스플레이에 시각적으로 표출하는 단계,
   를 더 포함하는, 교량 형상관리 방법.
9. BIM(Building Information Modeling)을 이용한 교량 형상관리 장치로서,
   교량 시공을 위한 복수의 시공 단계 중 대상 시공 단계에 대한 측정치 정보가 입력되는 입력부; 및
   상기 측정치 정보와, 상기 대상 시공 단계와 연관하여 BIM 모델에 기입력된 목표치 정보에 기초하여 상기 대상 시공 단계가 진행된 시점을 기준으로 한 시공 오차 정보를 산출하고, 상기 시공 오차 정보에 기초하여 상기 대상 시공 단계 및 상기 대상 시공 단계 이후의 후속 시공 단계 중 적어도 하나의 시공 단계와 연계된 조정 정보를 생성하는 조정부,
   를 포함하는, 교량 형상관리 장치.
10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체.

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