가속도 및 임피던스 신호를 이용한 PSC 거도교의 하이브리드 손상 모니터링 체계 (Hybrid Damage Monitoring Scheme of PSC Girder Bridges using Acceleration and Impedance Signature)

서지정보

· 발행기관 : 대한토목학회
· 수록지 정보 : 대한토목학회 논문집A / 28권 / 1호 / 135 ~ 146페이지
· 저자명 : 김정태, 박재형, 나원배, 홍동수

초록

본 논문에서는 가속도 및 임피던스 신호를 이용하여 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 거더교에 적합한 하이브리드 손상 모니터링 체계를 제안하였다. PSC 거더교의 주된 손상유형으로 텐던의 긴장력 감소와 콘크리트 거더의 휨 강성 저하를 고려하였다. 제안된 하이브리드 체계는 손상경보, 손상분류 및 손상평가와 같이 크게 3단계로 구성하였다. 첫 번째 단계에서는 가속도 특성 변화를 모니터링하여 전역적인 손상의 발생을 경보한다. 두 번째 단계에서는 임피던스 특성 변화를 모니터링하여 손상유형이 긴장력 감소인지 휨 강성 저하인지를 분류한다. 세 번째 단계에서는 손상유형에 적합한 손상평가기법을 이용하여 손상의 위치와 크기를 평가한다. 손상유형이 휨 강성 저하인 경우에서는 모드형상기반 손상검색 기법을 적용하였고, 손상유형이 긴장력 감소인 경우에서는 고유진동수기반 긴장력 추정 기법을 적용하였다. 모형 PSC 거더 실험을 통해 제안된 하이브리드 손상모니터링 체계의 유용성을 평가하였다.

영어초록

In this paper, a hybrid damage monitoring scheme for prestressed concrete (PSC) girder bridges by using sequential acceleration and impedance signatures is newly proposed. Damage types of interest include prestress-loss in tendon and flexural stiffness-loss in a concrete girder. The hybrid scheme mainly consists of three sequential phases: damage alarming, damage classification, and damage estimation. In the first phase, the global occurrence of damage is alarmed by monitoring changes in acceleration features. In the second phase, the type of damage is classified into either prestress-loss or flexural stiffness-loss by recognizing patterns of impedance features. In the third phase, the location and the extent of damage are estimated by using two different ways: a mode shape-based damage detection to detect flexural stiffness-loss and a natural frequency-based prestress prediction to identify prestress-loss. The feasibility of the proposed scheme is evaluated on a laboratory-scaled PSC girder model for which hybrid vibration-impedance signatures were measured for several damage scenarios of prestress-loss and flexural stiffness-loss.

참고자료

· 없음