광섬유센서가 내장된 강연선을 이용한 교량의 장력 모니터링 방법
A Methodology for Monitoring Prestressed Force ofBridges Using OFS-embedded Stand
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초록
이 연구에서는 교량 상부구조물의 보수․보강에 많이 사용되는 7연 강연선의 공용중 긴장력 관리를 위한 새로운 방법은 제안하였다. 제안된 스마트 강연선은 기존 강연선의 중앙 킹와이어를 강제튜브로 대체하고, 강제튜브의 내부에 FBG 광섬유센서를 설치하여 강연선의 변형률을 측정할 수 있도록 하였다. 내장된 센서를 통하여 이 스마트 강연선의 변형률을 쉽게 측정할 수 있으므로, 공용중 강연선의 긴장력을 모니터링할 수 있다. 본 연구에서 제안된 장력 모니터링 방법의 효용성을 증명하기 위하여 FBG센서 2개가 내장된 길이 7.0m인 스마트 강연선을 제작하고, 이를 길이 6.4m, 높이 0.6m인 RC T형 모형거더에 외장형 텐던으로 적용하였다. 그리고 이 시험거더에 대한 재하-제하시험을 실시하고 로드셀에서 계측된 긴장력과 스마트 강연선을 이용하여 예측한 긴장력을 비교하였다. 비교 결과, 제안된 스마트 강연선은 긴장력이 작용된 강연선의 장력을 정확하게 모니터링하는데 유용함을 확인할 수 있었다.
Abstract
This study proposes a novel method for in-service evaluation of tension force of a prestressed 7-wire strand which is frequently employed for retrofitting bridge superstructure. The smart strand is made by replacing the straight king wire of the strand with an instrumented steel tube in which the FBG sensor is embedded. Since the strain of the smart strand can easily be measured using the sensor, it is possible to monitor tension force of the strand during the service. For the sake of demonstrating effectiveness of the proposed strand, we came up with a 7.0m long prototype with 2 FBG sensors, and it is applied as an external tendon to a 6.4m long and 0.6 high RC T-shaped beam. A loading-unloading test has been carried out, and estimated tension forces using the smart strand are compared with measured forces by load cell. The comparison showed that the proposed smart tendon is useful and accurate for monitering tension force of the prestressed tendon.
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