상시진동을 이용한 시공간분할기법 기반 교량 동특성 및 처짐 산정 기술

지정 정보

지정번호: 건설신기술 제960호
지정 법인: 한국건설방재연구원 (KCDR)
지정·보호기간: 2023년 지정
분야: 토목 > 교량 > 교량 유지·보수
기술개발자: ㈜디오티, ㈜한국건설방재연구원 (2개사)

기술 개요

교량 재하시험을 간편하게 하기 위해 IoT 무선센서(무선 가속도·변형률 센서)를 사용하여, 측정된 가속도로부터 교량 동특성(모드형상·고유진동수)과 단위하중 처짐량(mm/N)을 자동으로 추출하고, 이를 통해 교량 성능평가에 필요한 응답비와 충격계수를 산정하는 기술입니다. 시공간분할(TDD) 알고리즘으로 동특성을 분석하고 유연도 분석으로 단위하중 처짐을 구해 다양한 하중에 대한 정적 처짐을 분석하므로, 처짐계를 설치하기 어려운 교량(고교각, 하부 장애물 등)에 간편하게 적용할 수 있습니다.

기술 범위

교량 상시진동 가속도 데이터를 이용한 시공간분할 알고리즘 기반 교량 동특성(모드형상, 고유진동수) 분석과 교량 처짐(단위하중처짐, 정적처짐) 분석이 현장에서 가능한 프로그램

특징 및 장점

가속도 및 변형률 센서의 무선화를 통한 센서 설치 간소화 → 진단속도 향상
처짐센서 설치가 어려운 교량(고교각, 교량 하부 장애물 많음)에 적용 가능 → 현장 적용성 향상
가속도로부터 단위하중 처짐량 추출 가능 → 교량 정적재하시험 대체 가능
교량 동특성 현장 확인 가능 → 정확도 향상
Simple·Speedy·Safe: 최소한의 간단한 장비(무선 가속도 센서·게이트웨이·노트북, 케이블 없음)로 빠르게 설치·해체, 손쉬운 설치로 작업 안전성 확보
알고리즘: ① 6개소 가속도 FFT peak로 고유진동수 추출 → ② 모드형상 비교로 연직방향 고유진동수 결정 → ③ 모드 질량 반영, 1N 하중 시 처짐량 분석(정적 처짐)
전용 분석 프로그램으로 현장에서 동특성 분석·시험오류 즉시 대응, 측정장비 간소화로 유지관리 비용·설치/분석 인원 절감
㈜디오티와 공동개발한 건설신기술