일반기술

편심회전체의 진동현상을 이용한 구조물의 내구성 진단방법

본 기술은 편심회전체의 “하중의 교번”을 이용하여 교량이 잔존 수명동안 겪게될 차량 통행 효과를 내고자 하는 것이었다. 즉 편심회전체를 교량위에 재하하고 진동다짐 장치를 가동시키어 수직하중을 일정주기로 가하여 교량의 내구성을 시험하는 방법을 개발하고자 하였던 것이다. 편심회전체작동시 발생하는 “하중의 교번(롤러안의 편심추가 회전하기 때문에 수직 하중의 강도가 일정주기로 변하게 되는 현상)”을 이용하여 교량이 잔존수명동안 겪게될 차량 통과 효과를 내게 만들고 이러한 효과를 받은 교량이 어떻게 거동하는가를 측정하여 교량이 앞으로 얼마나 안전하게 견딜 것인가를 평가하는 시험 방법 즉 교량의 내구성(내 피로성)시험방법에 관한 것이다. 본 기술은 편심회전체의 진동 효과를 이용하여 교량의 등급별 하중이 교량의 잔존수명동안 반복해서 통행하는 효과를 낼 수 있다는 것이고 이 효과를 이용하여 지금까지 실내 실험에서만 행하여지던 교량의 내구성 시험을 현장에서 실제 교량에 대해서 실시할 수 있다는 것이다. 그리고 이 과정에서 한가지 중요한 것은 지금까지 일정 주기 반복하중은 하중 재하틀(Load Frame)에 재하장치(Actuator system)을 사용하여 가력(加力)해 왔었는데 본 기술에서 개발된 기법을 사용하면 하중 재하틀(Load Frame)이 필요없고 재하 장치도 본 기술에서 제시된 시스템을 사용하면 된다. 이와 같은 상황은 실내실험에도 적용할 수 있어서 값비싼 Load Frame이나 Actuator system 없이 일정반복 주기 하중을 加力할 수 있다. 또한 대상구조물도 교량에만 국한하는 것이 아니고 건물등에도 적용시킬수 있다.본 기술은 신설되는 구조물보다는 보수보강되는 구조물에 더욱 잘 사용될것으로 보인다. 왜냐하면 보수보강되는 구조물은 기존부재에 보강재를 덧붙이는 경우가 많기 때문에 기존부재의 수명과 보강재의 수명중 어느 것이 오래갈 것인가도 문제가 되고 기존부재와 보강재가 일체가 되어 복합구조물이 되면 그 일체성도 항상 일정하게 유지할 수 있느냐 하는 문제도 해결해야 하기때문이다. 이러한 문제는 한번의 加力실험 으로서는 알기 어렵고 수천번 정도의 반복 가력후에 어떤 현상이 나타날 것이기 때문이다. 더군다나 현재구조물 건설의 추세는 새로운 구조물을 건설하는 것 보다는 기존구조물을 보수보강하여 사용하려는 경향이 강하다. 따라서 보수보강되는 구조물의 경우 본 기술이 사용되는 것이 바람직하다. 또한 신설구조물에도 똑같이 적용될수 있을 것으로 보인다. 그리고 본 기술은 현장에서의 실물 실험뿐만 아니라 실험실에서의 실내 모형실험에도 잘 응용되어 사용될수 있을 것이다. 본 기술은 실제 교량위에 설치되는 편심회전체 작동시 발생되는 상하방향의 진동이 차량의 실제 통행효과에 대응되는 반복하중으로서 교량에 가해지도록하여 교량의 잔존수명을 예측하여 잔존수명동안 발생될 수 있는 붕괴 등을 예방할 수 있다. 또한 반복하중을 일정주기로 가할 때 값비싼 하중 재하틀 또는 재하장치의 사용이 불필요하여 원가비용을 줄일 수 있다. 또한 기존구조물의 보수보강후 내구성시험이 가능하여 보수보강하는 시공의 질을 향상시킬 수 있다.