1. 개요

교량의 주요 구조부재에 각종 계측 sensor를 설치하여 이로부터 다양한 정보를 제공받아 monitoring하는 계측system을 구축하여 교량의 구조적 응답을 계측, 분석함으로써 구조물의 위험요소를 사전에 발견하고 분석하여 적절한 대책을 수립함으로써 교량의 수명 연장 및 유지관리 비용의 효율성을 높이고 교량의 사용성 및 안전성을 확보하고 교량 설계수명을 유지할 수 있도록 관리하는 데에 있다.

2. 유지관리 계측시스템

유지관리 계측 system 이란 노후교량 또는 신설교량의 적극적인 유지관리를 위해 교량 중요부위 또는 손상이 예상되는 부위에 적절한 계측 sensor 들을 부착 · 설치하여 교량의 거동이 시간경과에 따라 어떻게 변화하는지 파악하여 적절한 시기에 유지보수 방법 · 범위 및 교통통제 등과 같은 조치를 취하는데 있어 가장 정확한 정보를 제공하는 system 이다 .

그리고 본 system 으로부터 얻어지는 자료들은 유사 교량의 설계 · 시공 · 유지관리를 위해 매우 귀중한 정보 를 제공할 것이다.

1) 유지관리 정보 제공
유지관리 계측 system 으로부터 얻어지는 각종 자료들은 교량 주요부재의 장 · 단기 거동의 변화를 파악하여 교량의 사용성과 안전성 및 허용 통과 하중을 결정하고, 유지보수가 필요한 시기, 방법, 범위 및 유지보수 효과 등을 파악하는데 있어 가장 정확한 정보를 제공한다. 이러한 자료들은 유지관리 계측 이외의 방법으로는 얻기 어려운 것들이다.

2) 통행안전성 확보를 위한 정보 제공
지진, 태풍 또는 중 차량 등에 의해 교량에 큰 하중이 작용하거나 노후 · 손상이 심하게 진행되어 통행 안전성을 위협하는 사태가 발생될 경우 경보system을 발동시켜 차량 및 보행자의 통행제한 등 필요한 안전조치를 신속히 취할 수 있는 가장 빠른 정보를 제공한다.
    
3) 유사 교량의 설계 · 시공 · 유지관리를 위한 정보 제공
유지관리 계측 system 으로부터 얻어지는 각종 자료들은 유사 교량의 설계 · 시공 및 유지관리를 위한 귀중한 정보를 제공한다.

교량은 시공 중과 완공 후의 구조계가 달라 임계단면력이 시공중에 발생하는 경우가 많으며, 초기 단면에 도입되는 큰 prestressing force에 의한 creep의 영향과 동시에 완공시에는 구조계가 변화하면서 2차모멘트의 영향이 커지는 역학적인 특징을 가진다.

1개의 교량에 여러 구조형식이 채용됨에 따라서 설계시 예측한 구조체의 거동과 실제 시공 전후의 거동이 일치하지 않을 가능성이 매우 높으므로 설치될 계측System은 설계기준의 타당성을 검증하고, 바람, 지진, 통과차량과 구조물 거동의 관계를 규명할 수 있도록 구축되어야 할 것이다.

계측을 위한 System에는 크게 두 가지로 나눌 수 있으며 장기거동을 파악하고 지속적인 관리 분석을 위한 Static System이 있으며, 단기간에 움직임을 파악해야 하는 Dynamic System이 있다.

1) Static System으로 파악되는 부분은 구조계가 변화하면서 2차 모멘트의 영향이 커지는 역학적인 특징을 파악하기 위한 온도, 처짐, 판 응력, 신축이음 변위량, 아치기울기, 교각 기울임 등이 있으며 이러한 것들은 장시간에 걸쳐 변화하는 변위 량이다.

2) Dynamic System으로 파악되는 부분은 구조 계에 순간적으로 가해지는 힘의 측정으로 구조물의 진동, 휨을 측정하기 위한 가속도 측정과 지진에 대비하기 위한 지진계, 풍향, 풍속이 구조물에 주는 영향을 파악하기 위한 부분이며 순간 외력에 대비한 구조물의 변형 정도를 분석 파악할 수 있다. 종합적인 분석과 유지관리를 지속적으로 하기 위해서는 Static System과 Dynamic System이 적절하 게 운영이 돼야하며 기간별 분기별 실측 데이터를 취합하여 분석을 하며 구조체의 유지 보수, 관리를 위한 정보로 활용이 된다.

계측 항목

- 주 교각의 경사, 가속도 및 온도 측정
- 주형의 가속도, 변형율, 온도 및 신축 이음량 측정
- 지진 가속도, 풍향풍속 및 대기온도 측정