광섬유 센서를 이용한 강합성 교량의 안전성 평가 = Evaluation on Safety for Steel Box Girder Using Fiber Optical Sensor
저자
발행사항
익산 : 원광대학교, 2007
학위논문사항
학위논문(석사)-- 원광대학교 : 건설교육전공 2008. 2
발행연도
2007
작성언어
한국어
KDC
536.2
발행국(도시)
전북특별자치도
형태사항
vii, 49p. ; 26cm
소장기관
기존의 교량안전진단 방식은 변형률게이지와 가속도계 등의 센서를 부착하 고, 교량에 대한 정 동적 재하시험을 하여 그 결과 값을 분석하는 것이었다. 그러나 이 방법은 계측센서의 노이즈, 현장작업시의 문제점, 그리고 재하시험 시의 교통통제로 인한 교통체증유발 등의 문제로 인하여 개선되어야 할 점이 많은 것이 사실이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 가장 효과적으로 대두 되는 교량안전진단 방법은 광섬유센서를 이용하여 교량의 거동계측을 수행하 는 것이다. 즉, 광섬유센서는 광섬유 자체의 물리적 변화에 기초하여 센서에 가해진 물리량을 측정하기 때문에 한가지 형태의 물리량만을 측정하는 기존의 전기저항식 센서에 비하여 적용 및 응용기법에 따라서 다양한 물리량의 측정 이 가능하다는 장점이 있다. 또한 광섬유 자체가 전송선의 역할을 담당하기 때문에 응용방법에 따라서 하나의 단일 광섬유를 이용하여 여러 부위에서의 측정이 가능하며, 전자기 간섭이나 온도와 같은 외부환경에 영향을 받지 않는 다. 안정적이고 정밀한 계측수단인 광섬유센서를 이용한 교량의 거동이력자료 를 제공하여 현행 교량 안전진단의 주관적인 판단의존성을 보완하여 교량 건 전도의 신뢰성을 극대화시킬 수 있으며, 이로부터 구조물의 내구성향상과 수 명연장을 도모할 수 있을 것이다. 광섬유센서를 이용한 교량계측기법이 확립 된다면 상시계측시스템의 표준화 확립이 가능할 것이라고 판단된다. 이에 본 연구에서는 초기점검 대상 구조물 중 강합성 교량의 안전성 평가를 위하여 광 섬유 센서를 이용하였다. 강합성 교량에 광섬유 변형률, 변위 센서를 부착하여 정적, 동적 재하시험을 실시한 후 구조 응답 데이터를 수집하였다. 수집된 데 이터를 구조해석 결과 값과 비교한 후 응답비를 산출하여 구조물의 안전성을 평가하였다.
더보기Existing safety diagnosis method for a bridge is to carry out static and dynamic tests for a bridge with a FBG-STRAIN gauge and a FBG-ACC sensor attached and analyze measured data. However, many problems with this method have been pointed out, such as noises of measurement sensor, difficulties of field work, and traffic congestion caused by traffic control for the load test. Bridge behavior measurement using optic fiber is emerging as the most effective solution to the problems of existing safety diagnosis method for a bridge. Unlike an electrical resistance sensor, existing linear variable differential transformer (LVDT) measuring a single physical quantity makes it possible to measure various physical quantities, depending on application method, by using an optic fiber sensor, which measures physical quantity applied to the sensor, on the basis of physical changes of optic fiber. In addition, as optic fiber itself functions as a transmission cable, it is possible to measure in many sections with a single optic fiber, according to application method, with no impacts from outside environment such as electromagnetic interference or temperature. Provision of bridge behavior history record based on optic fiber as a stable and precise measurement tool maximizes reliability of bridge soundness, by supporting dependence on subjective judgment of current bridge safety diagnosis method, and thereby enhances durability of a structure and extension of its lifespan. The establishment of optic fiber sensor-based bridge measurement method is expected to realize standardization of regular measurement system. Therefore, this study used an optic fiber sensor to test for safety of a steel-composite bridge among the structures of initial inspection. Static and dynamic load tests for a steel-composite bridge with an FBG-STRAIN and a differential transformer were carried out, before structural response data were collected. The collected data were compared with the results of structural analysis, with response ratio being calculated to test for safety of a structure.
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