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불확실한 온도 조건하의 PSC 거더 교량의가속도-임피던스기반 손상 모니터링

Damage Monitoring of PSC Girder Bridges based on Acceleration-Impedance Signals under Uncertain Temperature Conditions

김정태|홍동수
한국전산구조공학회 (The Computational Structural Engineering Institute Of Korea)|2011.02|한국전산구조공학회논문집 (Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea)|제24권 제1호|pp. 107-118

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상관계수correlation coefficient가속도impedance고유진동수임피던스accelerationnatural frequencystructural health monitoring온도영향구조건전성모니터링프리스트레스트 콘크리트 거더temperature effectprestressed concrete girder

초록

본 논문에서는 PSC 거더 교량의 가속도-임피던스 응답 특성을 이용하는 손상 모니터링에 있어 온도유발 불확실성의 영향을 분석하였다. 먼저, 전역적 및 국부 진동 특성을 이용한 손상 모니터링 기법을 설계하였다. 전역적 및 국부 특성으로 각각 가속도 및 전기-역학적 임피던스 특성을 선정하였다. 다음으로 모형 PSC 거더 교량을 이용하여 온도유발 가속도-임피던스 응답 특성을 실험적으로 분석하였다. 실험 결과로부터 온도-가속도 및 온도-임피던스 응답 특징들에 대한 보정식을 산출하였다. 마지막으로 긴장력 감소 및 휨 강성 저하 경우들이 실험된 모형 PSC 거더를 대상으로 산출된 보정식을 이용한 가속도-임피던스기반 손상 모니터링 기법의 유용성이 평가되었다.

Abstract

In this study, the effect of temperature-induced uncertainty to damage monitoring using acceleration-impedance response features is analyzed for presterssed concrete(PSC) girder bridges. Firstly, a damage monitoring algorithm using global and local vibration features is designed. As global and local features, acceleration and electro-mechanical impedance features are selected respectively. Secondly, the temperature effect on the acceleration and impedance features for a lab-scaled PSC girder is experimentally analyzed. From the experimental results, compensation models for temperature-acceleration features and temperature-impedance features are estimated. Finally, the feasibility of the acceleration-impedance-based damage monitoring technique using the compensation model is evaluated in the PSC girder for which a set of prestress-loss and flexural stiffness loss cases were dynamically tested.

참고문헌 (22)

  1. 김정태, "고유진동수 이용 손상추정법과 모드형상 이용 손상추정법에 의한 PSC 보의 비파괴 손상검색", 한국전산구조공학회논문집, 15(1), pp.43~58 (2002), 한국전산구조공학회
  2. 김정태, "PSC 보의 동적 모드정보를 통한 긴장 력 감소 식별", 한국전산구조공학회지, 18(3), pp.39~45 (2005)
  3. 김정태, "강판형의 진동모드특성에 미치는 온도의 영향", 한국해양공학회지, 17(6), pp.58~64 (2003), 한국해양공학회
  4. 박재형, "구조용 케이블의 인장력 모니터링을 위한 무선 임피던스 센서노드 기술의 적용성에 관한 연구", 한국강구조학회 논문집, 22(1), pp.21~31 (2010), 한국강구조학회
  5. 박재형, "불확실한 온도 조건하의 모형 강 판형교의 진동기반 손상 모니터링", 한국해양공학회지, 22(1), pp.75~82 (2008), 한국해양공학회
  6. 윤정방, "교량 건전성 모니터링 및 손상추정기술", 한국전산구조공학회지, 16(1), pp.7~14 (2003)
  7. Aalami, B.O, "Structural Modeling of Posttensioned Members", Journal of Structural Engineering, 126(2), pp.157~162 (2000), ASCE
  8. 손훈, "Environmental variability of modal properties", EXPERIMENTAL TECHNIQUES, 23(6), pp.45~48 (1999), SOC EXPERIMENTAL MECHANICS
  9. Structural Health Monitoring Studies of the Alamosa Canyon and I-40 Bridges, "Farrar, C.R", Los Alamos National Laboratory, ~, pp.Report, LA-13635- MS (2000)
  10. Kim, J.T, "Hybrid health monitoring of prestressed concrete girder bridges by sequential vibration-impedance approaches", ENGINEERING STRUCTURES, 32(1), pp.115~128 (2010), ELSEVIER SCI LTD
  11. 김정태, "Model-uncertainty impact and damage-detection accuracy in plate girder", Journal of structural engineering New York, 121(10), pp.1409~1417, ASCE
  12. J.T. Kim, "Identification of prestress-loss in PSC beams using modal information", Structural Engineering and Mechanics, An Int＇l Journal, 17(3-4), pp.467~482 (2004), 국제구조공학회
  13. Kim, J.T, "Temperature Effect on Frequency-Based Damage Detection in Plate-Girder Bridges", KSCE Journal of Civil Engineering, 7(6), pp.725~733 (2003)
  14. Liang, C, "Coupled Electromechanical Analysis of Adaptive Material Systems-Determination of the Actuator Power Consumption and System Energy Transfer", Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 5(1), pp.12~20 (1994)
  15. Miyamoto, A, "Behavior of Prestressed Beam Strengthed with External Tendons", Journal of Structural Engineering, 126(9), pp.1033~1044 (2000), ASCE
  16. Overschee, V.P, "Subspace Identification for Linear Systems" (1999), Kluwer Academic Publisher
  17. Park, G, "Impedance-based Structural Health Monitoring for Temperature Varying Applications", JSME International Journal, 42(2), pp.249~258 (1999)
  18. Jae-Hyung Park, "Autonomous smart sensor nodes for global and local damage detection of prestressed concrete bridges based on accelerations and impedance measurements", Smart Structures and Systems, An International Journal, 6(6), pp.711~730 (2010), 국제구조공학회
  19. Peeters, B, "System Identification and Damage Detection in Civil Engineering", 박사, pp.2000
  20. Peeters, B, "Reference-based Stochastic Subspace Identification for Output-Only Modal Analysis", Mechanical Systems and Signal Processing, 13(6), pp.855~878 (1999)
  21. Saiidi, M, "Prestress Force Effect on Vibration Frequency of Concrete Bridge", Journal of Structural Engineering, 120(7), pp.2233~2241 (1994), ASCE
  22. Jin-Hak Yi, "Comparative study on modal identification methods using output-only information", Structural Engineering and Mechanics, An Int＇l Journal, 17(3-4), pp.445~466 (2004), 국제구조공학회

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