KR102317011B1 - Apparatus for monitering bridge and method using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명은 교량을 설치하고 설치된 교량 바닥판에 작용하는 단위하중에 의한 변위를 측정하여 단위하중에 대한 변위기준값을 설정하는 단계; 상기 교량 바닥판으로 주행하는 차량들의 종류에 따라 각각 차량하중값을 설정하는 단계; 상기 교량 바닥판으로 주행하는 차량들을 임의의 한 시점인 A시점에서 카메라로 촬영함과 동시에 상기 A시점에서 교량 바닥판의 변위를 측정하는 단계; 상기 A시점에서 교량 바닥판에 위치하는 차량들에 대해 각각 차량하중값을 부가하여 A시점에서 교량의 바닥판에 가해진 총하중을 산출하는 단계; 상기 A시점에서 상기 교량의 바닥판에 가해진 총하중에 대한 교량 바닥판의 변위를 단위하중 당 변위로 환산하여 측정변위값을 산출하는 단계; 상기 변위기준값과 측정변위값을 비교하는 단계;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 교량의 교량 바닥판에 차량들이 주행하는 상태에서 교량 바닥판의 상태를 지속적으로 모니터링한다.The present invention relates to a bridge condition monitoring apparatus and method using the live load of a bridge, and the present invention is to install a bridge and measure the displacement by a unit load acting on the installed bridge deck to set a displacement reference value for the unit load step; setting each vehicle load value according to the types of vehicles traveling on the bridge deck; photographing the vehicles traveling on the bridge deck with a camera at an arbitrary point in time A, and simultaneously measuring the displacement of the bridge deck at the point A; calculating a total load applied to the bridge deck at the point A by adding vehicle load values to the vehicles positioned on the bridge deck at the point A; calculating a measured displacement value by converting the displacement of the bridge deck with respect to the total load applied to the bottom plate of the bridge at the point A into displacement per unit load; and comparing the displacement reference value with the measured displacement value. According to the present invention, the state of the bridge deck is continuously monitored while vehicles are running on the bridge deck of the bridge.

Description

교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MONITERING BRIDGE AND METHOD USING THE SAME}Bridge condition monitoring device and method using live load of bridge

본 발명은 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bridge condition monitoring apparatus and method using the live load of the bridge.

일반적으로 교량은 강이나 하천 등을 차량이나 사람이 건널 수 있도록 만든 콘크리트 구조물이다. 또한, 교량은 산악지대에 고속도로를 건설시 산과 산을 연결한다. 일반적인 교량은 서로 간격을 두고 위치하는 두 개의 교대들과, 그 두 개의 교대들 사이를 연결하는 교량 바닥판으로 구성되며, 교량 바닥판이 긴 경우에는 교량 바닥판의 중간 부분을 지지하기 위하여 교대와 교대 사이에 교각이 설치된다. 이러한 교량은 국가의 주요 도로교통시설물로서 막대한 비용이 투입되어 건설된 것으로, 안전성 확보를 위하여 주기적으로 안전진단을 수행한다.In general, a bridge is a concrete structure made to allow vehicles or people to cross a river or river. In addition, bridges connect mountains to mountains when highways are built in mountainous areas. A general bridge consists of two abutments spaced apart from each other and a bridge deck connecting the two abutments. A bridge is installed between them. These bridges are the main road transportation facilities of the country, and were constructed at a huge cost, and safety inspections are performed periodically to ensure safety.

종래, 교량의 안전진단을 수행하는 방법 중의 하나로, 교량의 압축 인장 휨변형률, 전단변형률, 최대처짐, 진동 및 동적특성, 균열거동 등을 계측하기 위하여 다수 개의 계측기들과 센서들을 교량에 부착하고 그 교량에 차량이 주행하는 것을 통제한 다음 진행한다.Conventionally, as one of the methods for performing safety diagnosis of bridges, a plurality of measuring instruments and sensors are attached to the bridge to measure the compressive tensile bending strain, shear strain, maximum deflection, vibration and dynamic characteristics, cracking behavior, etc. Control the vehicle's travel on the bridge and then proceed.

그러나 이와 같은 교량의 안전진단 방법은 교량에 대한 교통을 통제하면서 시행하게 되므로 교통을 통제하는 어려움이 있을 뿐만 아니라 교량을 사용하는 차량 운전자에게 불편함을 초래하게 된다. 또한, 주기적으로 교량에 대한 안전진단을 시행하게 되므로 교량에 대하여 지속적으로 모니터링을 할 수 없는 단점이 있다.However, since such a bridge safety diagnosis method is implemented while controlling the traffic on the bridge, there is a difficulty in controlling the traffic as well as inconvenient to the driver of the vehicle using the bridge. In addition, there is a disadvantage that it is impossible to continuously monitor the bridge because safety diagnosis is performed on the bridge periodically.

본 발명의 목적은 교량 바닥판에 차량들이 주행하는 상태에서 교량 바닥판의 상태를 지속적으로 모니터링하는, 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for monitoring a bridge condition using live load of a bridge, which continuously monitors the state of the bridge deck while vehicles are traveling on the bridge deck.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 교량의 교량 바닥판을 주행하는 차량들의 영상정보를 획득하여 전송하는 영상정보획득유닛; 상기 교량 바닥판의 변위를 측정하는 교량바닥판변위측정유닛; 상기 교량바닥판변위측정유닛에서 측정하는 변위데이터를 전송하는 데이터전송유닛; 상기 영상정보획득유닛에서 획득한 영상정보를 전달받아 상기 영상정보획득유닛에서 임의의 A시점에서 획득한 영상정보에서 차량의 종류에 따라 미리 설정된 차량하중값을 부여하여 A시점에서 교량 바닥판에 작용하는 총하중데이터를 산출하고 상기 교량바닥판변위측정유닛에서 측정되는 변위데이터를 전달받아 상기 교량바닥판변위측정유닛에서 상기 A시점에서 측정된 변위를 기준으로 A시점에서 단위하중당 교량의 변위인 측정변위값을 산출하여 미리 입력된 변위기준값과 측정변위값을 비교하는 제어유닛을 포함하는, 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, an image information acquisition unit for acquiring and transmitting image information of vehicles traveling on the bridge deck of the bridge; a bridge deck displacement measuring unit for measuring the displacement of the bridge deck; a data transmission unit for transmitting displacement data measured by the bridge deck displacement measuring unit; Receive the image information acquired from the image information acquisition unit, and from the image information acquired at any point A in the image information acquisition unit, a preset vehicle load value is given according to the type of vehicle to act on the bridge deck at the point A The displacement of the bridge per unit load at point A based on the displacement measured at point A in the bridge deck displacement measuring unit by calculating the total load data and receiving the displacement data measured by the bridge deck displacement measuring unit. A bridge condition monitoring apparatus using live load of a bridge is provided, comprising a control unit that calculates a measured displacement value and compares the previously input displacement reference value with the measured displacement value.

상기 영상정보획득유닛은 상기 교량에 인접하게 설치되는 수직축과, 상기 수직축에 장착되는 폐쇄회로 텔레비전 카메라를 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the image information acquisition unit includes a vertical axis installed adjacent to the bridge and a closed circuit television camera mounted on the vertical axis.

상기 영상정보획득유닛은 드론과, 상기 드론에 장착되는 폐쇄회로 텔레비전 카메라를 포함할 수도 있다.The image information acquisition unit may include a drone and a closed circuit television camera mounted on the drone.

상기 교량바닥판변위측정유닛은 교량의 교대 또는 교각에 설치되는 레이저 센서를 포함하는 것이 바람직하다. The bridge deck displacement measuring unit preferably includes a laser sensor installed on the abutment or pier of the bridge.

또한, 교량을 설치하고 설치된 교량 바닥판에 작용하는 단위하중에 의한 변위를 측정하여 단위하중에 대한 변위기준값을 설정하는 단계; 상기 교량 바닥판으로 주행하는 차량들의 종류에 따라 각각 차량하중값을 설정하는 단계; 상기 교량 바닥판으로 주행하는 차량들을 임의의 한 시점인 A시점에서 카메라로 촬영함과 동시에 상기 A시점에서 교량 바닥판의 변위를 측정하는 단계; 상기 A시점에서 교량 바닥판에 위치하는 차량들에 대해 각각 차량하중값을 부가하여 A시점에서 교량의 바닥판에 가해진 총하중을 산출하는 단계; 상기 A시점에서 상기 교량의 바닥판에 가해진 총하중에 대한 교량 바닥판의 변위를 단위하중 당 변위로 환산하여 측정변위값을 산출하는 단계; 상기 변위기준값과 측정변위값을 비교하는 단계;를 포함하는, 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링방법이 제공된다.In addition, the steps of installing the bridge and measuring the displacement by the unit load acting on the installed bridge deck to set a displacement reference value for the unit load; setting each vehicle load value according to the types of vehicles traveling on the bridge deck; photographing vehicles traveling on the bridge deck with a camera at an arbitrary point in time A, and simultaneously measuring the displacement of the bridge deck at the point A; calculating a total load applied to the bridge deck at the point A by adding vehicle load values to the vehicles positioned on the bridge deck at the point A; calculating a measured displacement value by converting the displacement of the bridge deck with respect to the total load applied to the bottom plate of the bridge at the point A into displacement per unit load; There is provided a bridge condition monitoring method using the live load of the bridge, including; comparing the displacement reference value and the measured displacement value.

상기 카메라는 폐쇄회로 텔레비전(closed-circuit television) 카메라인 것이 바람직하다.Preferably, the camera is a closed-circuit television camera.

상기 교량 바닥판의 변위는 측정하는 장비는 변위센서, 레이저센서, 또는 가속도센서를 포함하는 것이 바람직하다.The device for measuring the displacement of the bridge deck preferably includes a displacement sensor, a laser sensor, or an acceleration sensor.

상기 교량 바닥판의 차량들에 각각 차량하중값을 부가할 때 차량에 적재된 화물이나 탑승자들에 대하여 가중치를 더 부가하는 것이 바람직하다.When adding a vehicle load value to each of the vehicles of the bridge deck, it is preferable to further add a weight to the cargo or passengers loaded in the vehicle.

상기 교량이 다수 개의 단위 교량 바닥판들을 포함할 경우 단위 교량 바닥판들에 대하여 각각 측정하는 것이 바람직하다.When the bridge includes a plurality of unit bridge decks, it is preferable to measure each of the unit bridge decks.

상기 교량이 고속도로노선에 다수 개 설치되며, 상기 고속도로노선에 설치된 다수 개의 교량들은 각각 총하중과 변위를 측정하여 동시에 비교하는 것이 바람직하다.It is preferable that a plurality of the bridges are installed on the highway route, and the plurality of bridges installed on the highway route measure total load and displacement, respectively, and compare them at the same time.

상기 A시점에서 교량 바닥판에 위치하는 차량들을 촬영한 영상정보에서 영상 AI(인공지능)에 의해 차량들의 종류와 각 차량의 차량하중값을 부가할 수도 있다.The types of vehicles and the vehicle load values of each vehicle may be added by image AI (artificial intelligence) in the image information photographing the vehicles located on the bridge deck at the point A.

본 발명은 영상정보획득유닛, 교량바닥판변위측정유닛, 데이터전송유닛, 제어유닛을 이용하여 교량을 모니터링하게 되므로 교량 상태를 모니터링하는 작업이 간단하고 편리하게 되며, 또한 교량에 차량들이 주행하는 상태에서 교량의 상태를 모니터링하게 되므로 교량의 교통 통제를 하지 않고 교량을 모니터링하게 되어 교통 체증을 방지하게 될 뿐만 아니라 차량 운전자의 편리를 도모하게 된다.The present invention monitors the bridge by using the image information acquisition unit, the bridge deck displacement measuring unit, the data transmission unit, and the control unit, so that the task of monitoring the bridge state is simple and convenient. Since the bridge monitors the condition of the bridge, it monitors the bridge without controlling the traffic of the bridge, thereby preventing traffic jams and improving the convenience of vehicle drivers.

또한, 본 발명은 교량에 차량들이 주행하는 상태에서 연속적이고 지속적으로 교량의 상태를 모니터링하게 되므로 교량에 이상이 발생시 초기에 교량을 점검하고 유지보수를 할 수 있어 교량의 수명을 연장시키게 된다. In addition, since the present invention continuously and continuously monitors the state of the bridge while vehicles are running on the bridge, when an abnormality occurs in the bridge, the bridge can be checked and maintained at an early stage, thereby extending the life of the bridge.

또한, 본 발명은 교량을 따라 주행하는 차량들을 영상 AI기법으로 차량의 크기와 무게를 분류하게 될 경우 교량 상태의 모니터링이 보다 정확하고 빠르게 진행될 수 있게 되며, 고속도로노선에 복수 개의 교량이 설치되고 그 교량들을 동시에 모니터링하게 될 경우 교량들의 유지관리가 편리하게 된다.In addition, according to the present invention, when the size and weight of vehicles traveling along the bridge are classified by the image AI technique, the monitoring of the bridge condition can be performed more accurately and quickly, and a plurality of bridges are installed on the highway route and the If the bridges are monitored at the same time, the maintenance of the bridges becomes convenient.

도 1은 본 발명에 따른 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링장치의 일실시예를 도시한 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링방법의 일실시예를 도시한 순서도.1 is a side view showing an embodiment of a bridge condition monitoring device using a live load of a bridge according to the present invention;
Figure 2 is a flow chart showing an embodiment of the bridge condition monitoring method using the live load of the bridge according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링방법 및 그 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a bridge condition monitoring method and apparatus using the live load of a bridge according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링장치의 일실시예를 도시한 측면도이다.1 is a side view showing an embodiment of the bridge condition monitoring apparatus using the live load of the bridge according to the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링장치의 일실시예는, 영상정보획득유닛(10), 교량바닥판변위측정유닛(20), 데이터전송유닛(30), 제어유닛(40)을 포함한다.As shown in FIG. 1, an embodiment of the bridge condition monitoring apparatus using the live load of the bridge according to the present invention is an image information acquisition unit 10, a bridge deck displacement measurement unit 20, and a data transmission unit 30 ), and a control unit 40 .

영상정보획득유닛(10)은 교량의 교량 바닥판을 주행하는 차량들의 영상정보를 획득하여 전송한다. 영상정보획득유닛(10)의 일예로, 영상정보획득유닛(10)은 교량에 인접하게 설치되는 수직축(11)과, 그 수직축(11)에 장착되는 폐쇄회로 텔레비전 카메라(12)를 포함한다. 영상정보획득유닛(10)의 다른 일예로, 영상정보획득유닛(10)은 드론(미도시)과, 그 드론에 장착되는 폐쇄회로 텔레비전 카메라(미도시)를 포함할 수도 있다.The image information acquisition unit 10 acquires and transmits image information of vehicles traveling on the bridge deck of the bridge. As an example of the image information acquisition unit 10 , the image information acquisition unit 10 includes a vertical shaft 11 installed adjacent to the bridge, and a closed circuit television camera 12 mounted on the vertical shaft 11 . As another example of the image information acquisition unit 10, the image information acquisition unit 10 may include a drone (not shown) and a closed circuit television camera (not shown) mounted on the drone.

교량바닥판변위측정유닛(20)은 교량 바닥판의 변위를 측정한다. 교량바닥판변위측정유닛(20)은 교량 바닥판의 수직 방향 변위를 측정한다. 교량바닥판변위측정유닛(20)은 변위센서, 레이저센서, 가속도센서와 같은 직접접촉식 물리센서 또는 영상기법과 같은 비접촉센서를 포함하는 것이 바람직하다. 교량바닥판변위측정유닛(20)은 일예로, 교량의 교대 또는 교각에 설치될 수 있다.The bridge deck displacement measuring unit 20 measures the displacement of the bridge deck. The bridge deck displacement measuring unit 20 measures the vertical displacement of the bridge deck. The bridge deck displacement measuring unit 20 preferably includes a direct contact physical sensor such as a displacement sensor, a laser sensor, an acceleration sensor, or a non-contact sensor such as an imaging technique. The bridge deck displacement measuring unit 20 may be installed, for example, on an abutment or pier of a bridge.

데이터전송유닛(30)은 교량바닥판변위측정유닛(20)에서 측정하는 변위데이터를 무선으로 전송한다. 데이터전송유닛(30)은 교량의 교대 또는 교각에 설치되는 것이 바람직하다.The data transmission unit 30 wirelessly transmits the displacement data measured by the bridge deck displacement measurement unit 20 . The data transmission unit 30 is preferably installed on an abutment or pier of a bridge.

제어유닛(40)은 영상정보획득유닛(10)에서 획득한 영상정보를 전달받아 영상정보획득유닛(10)에서 임의의 A시점에서 획득한 영상정보에서 차량의 종류에 따라 미리 설정된 차량하중값을 부여하여 A시점에서 교량 바닥판에 작용하는 총하중데이터를 산출한다. 또한, 교량바닥판변위측정유닛(20)에서 측정되는 변위데이터를 전달받아 교량바닥판변위측정유닛(20)에서 A시점에서 측정된 변위를 기준으로 A시점에서 단위하중당 교량의 변위인 측정변위값을 산출하여 미리 입력된 변위기준값과 측정변위값을 비교한다. 그리고 그 비교한 비교값을 저장할 뿐만 아니라 디스플레이유닛(50)에 디스플레이 할 수도 있다. 제어유닛(40)은 클라우드 서버에 구비되는 것이 바람직하다.The control unit 40 receives the image information acquired from the image information acquisition unit 10, and from the image information acquired at an arbitrary point A in the image information acquisition unit 10, a preset vehicle load value according to the type of vehicle. The total load data acting on the bridge deck at point A is calculated. In addition, the measured displacement that is the displacement of the bridge per unit load at point A based on the displacement measured at point A in the bridge deck displacement measuring unit 20 by receiving the displacement data measured by the bridge deck displacement measuring unit 20 Calculate the value and compare the previously input displacement reference value with the measured displacement value. In addition, the comparison value may be stored and displayed on the display unit 50 . The control unit 40 is preferably provided in the cloud server.

도 2는 본 발명에 따른 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링방법의 일실시예를 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for monitoring a bridge condition using a live load of a bridge according to the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링방법의 일실시예는, 먼저, 교량을 설치하고 그 설치된 교량 바닥판에 작용하는 단위하중에 의한 변위를 측정하여 단위하중에 대한 변위기준값을 설정하는 단계(S1)가 진행된다. 교량을 설계시 교량 바닥판의 하중이 산출되고 교량을 시공 후 교대와 교대사이 또는 교대와 교각 사이에 위치하는 교량 바닥판의 변위를 측정한다. 교량 바닥판의 변위는 교량 바닥판의 수직 방향 변위이다. 교량 바닥판의 변위는 변위측정장비에 의해 측정된다. 변위측정장비는 변위센서, 레이저센서, 가속도센서와 같은 직접접촉식 물리센서 또는 영상기법과 같은 비접촉센서가 포함될 수 있다.As shown in FIG. 2, an embodiment of the bridge condition monitoring method using the live load of the bridge according to the present invention is first by installing the bridge and measuring the displacement by the unit load acting on the installed bridge deck. A step (S1) of setting the displacement reference value for the load is performed. When designing a bridge, the load on the bridge deck is calculated, and after the bridge is constructed, the displacement of the bridge deck located between abutments and abutments or between abutments and piers is measured. The displacement of the bridge deck is the vertical displacement of the bridge deck. The displacement of the bridge deck is measured by a displacement measuring device. Displacement measuring equipment may include a direct contact physical sensor such as a displacement sensor, a laser sensor, an acceleration sensor, or a non-contact sensor such as an imaging technique.

교량 바닥판의 변위기준값을 설정한 다음, 교량 바닥판으로 주행하는 차량들의 종류에 따라 각각 차량하중값을 설정하는 단계(S2)가 진행된다. 차량들의 종류는 12종 차종분류표에 따라 분류하여 각각 차량하중값을 설정하는 것이 바람직하다. 1종은 16인승 미만의 여객수송용 차량, 미니트럭 등 2축 1단위 차량/ 2종은 16인승 이상의 여객수송용 버스 형식으로 2축 1단위 차량/ 3종은 화물 수송용 트럭으로 2축의 최대 적재량 1~2.5톤 미만의 1단위 차량/ 4종은 화물 수송용 트럭으로 2축의 최대적재량 2.5톤이상의 1단위 차량/ 5종은 화물 수송용 트럭으로 3축 1단위 차량/ 6종은 화물 수송용 트럭 형식으로 4축 1단위 차량/ 7종은 화물 수송용 트럭 형식으로 5축 1단위 차량/ 8종은 화물 수송용 세미 트레일러 형식으로 4축 2단위(견인차, 피견인차) 차량/ 9종은 화물 수송용 풀 트레일러 형식으로 4축 2단위(견인차, 피견인차) 차량/ 10종은 화물 수송용 세미 트레일러 형식으로 5축 2단위(견인차, 피견인차) 차량/ 11종은 화물 수송용 풀 트레일러 형식으로 5축 2단위(견인차, 피견인차) 차량/ 12종은 화물 수송용 세미 트레일러 형식으로 6축이상 2단위(견인차, 피견인차) 차량이다. 12종의 각 차량에 대하여 차량하중값을 설정한다. 그리고 차량에 화물이나 사람이 탑승한 경우에 가중치를 설정한다.After setting the displacement reference value of the bridge deck, a step (S2) of setting a vehicle load value according to the types of vehicles traveling on the bridge deck is performed. It is preferable to classify the types of vehicles according to the 12 types of vehicle classification table and set each vehicle load value. Type 1 is a 2-axle 1-unit vehicle such as a passenger transport vehicle with less than 16 seats, mini truck, etc./ Type 2 is a bus for passenger transport with 16 or more passengers, 2-axle 1-unit vehicle/ Type 3 is a cargo transport truck with a maximum of 2-axle. 1 unit vehicle with a loading capacity of 1~2.5 tons / Type 4 is a truck for cargo transport / Type 5 is a truck for cargo transportation with a maximum load capacity of 2.5 tons or more with 2 axles / Type 5 is a truck for cargo transportation / Type 6 is a truck for cargo transportation Truck type 4-axle 1-unit vehicle/ 7 types are 5-axle 1-unit vehicles in the truck type for cargo transport/ 8 types are 4-axle 2-unit (tow truck, tow truck) vehicles/ 9 types are cargo transportation 4-axle 2-unit (towing vehicle, towed vehicle) vehicle in the form of a full trailer for transportation Unit (towing vehicle, towed vehicle) vehicle / 12 types are semi-trailer types for cargo transportation and are 2 units (towing vehicle, towed vehicle) vehicles with 6 or more axles. Set the vehicle load value for each of 12 types of vehicles. Then, a weight is set when cargo or a person is in the vehicle.

차량하중값을 설정한 다음, 교량 바닥판으로 주행하는 차량들을 임의의 한 시점인 A시점에서 카메라로 촬영함과 동시에 A시점에서 교량 바닥판의 변위를 측정하는 단계(S3)가 진행된다. 카메라는 폐쇄회로 텔레비전(closed-circuit television) 카메라인 것이 바람직하다.After setting the vehicle load value, a step (S3) of measuring the displacement of the bridge deck at the point A while photographing the vehicles traveling on the bridge deck with a camera at an arbitrary point in time A (S3) proceeds. The camera is preferably a closed-circuit television camera.

A시점에서 교량 바닥판의 차량들을 촬영함과 동시에 교량 바닥판의 변위를 측정한 다음, A시점에서 교량 바닥판에 위치하는 차량들에 대해 각각 차량하중값을 부가하여 A시점에서 교량의 바닥판에 가해진 총하중을 산출하는 단계(S4)가 진행된다. A시점에서 촬영된 차량들은 빅데이터에 의한 영상 AI에 의해 차량의 종류를 설정할 수도 있고, 또한, 관리자의 판단에 의해 차량의 종류를 설정할 수도 있다. 예를 들면, A시점에서 촬영된 차량들이 20대인 경우 각 차량에 대하여 차량하중값 및 가중치를 부여하고 20대의 차량에 부여된 차량하중값과 가중치를 합산하여 A시점에서 교량 바닥판에 위치한 차량들의 총하중을 산출한다. 교량의 탄성영역에서 활하중과 변위의 관계식은 {F} = [K] {u}이며, {F}는 교량에 작용하는 활하중이고, [K]는 교량의 강성 매트릭스이고, {u}는 활하중에 의해서 발생된 변위이다. At point A, the vehicle of the bridge deck is photographed and the displacement of the bridge deck is measured at the same time, and then the vehicle load value is added to each vehicle located on the bridge deck at the point A, and the bridge deck at the point A A step of calculating the total load applied to (S4) proceeds. Vehicles photographed at point A may set the vehicle type by image AI based on big data, or may set the vehicle type according to the judgment of the manager. For example, if the number of vehicles photographed at point A is 20, a vehicle load value and weight are assigned to each vehicle, and the vehicle load value and weight given to 20 vehicles are added up to determine the number of vehicles located on the bridge deck at point A. Calculate the total load. The relationship between live load and displacement in the elastic region of the bridge is {F} = [K] {u}, {F} is the live load acting on the bridge, [K] is the stiffness matrix of the bridge, and {u} is the live load displacement caused by

A시점에서 교량 바닥판에 위치한 차량들의 총하중을 산출한 다음, A시점에서 교량 바닥판에 가해진 총하중에 대한 교량 바닥판의 변위를 단위하중 당 변위로 환산하여 측정변위값을 산출하는 단계(S5)가 진행된다.Calculating the total load of vehicles located on the bridge deck at point A, and then converting the displacement of the bridge deck with respect to the total load applied to the bridge deck at point A into displacement per unit load to calculate the measured displacement value ( S5) proceeds.

측정변위값을 산출한 다음, 변위기준값과 측정변위값을 비교하는 단계(S6)가 진행된다. 측정변위값과 변위기준값을 비교하여 비교값을 산출하여 교량 바닥판의 상태를 모니터링한다. 비교값이 설정 값 이상이되면 점검, 유지보수, 또는 개량 작업을 진행하게 된다.After calculating the measured displacement value, a step (S6) of comparing the displacement reference value and the measured displacement value is performed. By comparing the measured displacement value with the displacement reference value, the comparison value is calculated and the condition of the bridge deck is monitored. If the comparison value exceeds the set value, inspection, maintenance, or improvement work is carried out.

한편, 교량이 다수 개의 단위 교량 바닥판들을 포함할 경우 단위 교량 바닥판들에 대하여 각각 위와 같은 과정으로 측정하는 것이 바람직하다. 즉, 교량이 두 개의 교대들과, 그 교대들 사이에 위치하는 교각들과, 교대들과 교각들 위에 위치하는 교량 바닥판을 포함하게 될 경우 교대와 교각 사이에 위치하는 부분이 단위 교량 바닥판이 되고 또한 교각과 교각 사이에 위치하는 부분이 단위 교량 바닥판이 된다.On the other hand, when the bridge includes a plurality of unit bridge decks, it is preferable to measure each of the unit bridge decks in the same manner as above. That is, when the bridge includes two abutments, piers positioned between the abutments, and the bridge deck positioned above the abutments and piers, the part positioned between the abutment and the pier is the unit bridge deck. Also, the part located between the piers becomes the unit bridge deck.

교량이 고속도로노선에 다수 개 설치되며, 그 고속도로노선에 설치된 다수 개의 교량들은 각각 위의 방법으로 총하중과 변위를 측정하여 동시에 비교할 수 있다. 이로 인하여 고속도로노선에 위치한 다수 개의 교량들을 전체적으로 모니터링할 수 있게 된다.A plurality of bridges are installed on a highway route, and a plurality of bridges installed on the highway route can be compared at the same time by measuring the total load and displacement using the above method. Due to this, it is possible to monitor a plurality of bridges located on the highway route as a whole.

이하, 본 발명에 따른 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링장치 및 그 방법의 작용과 효과를 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the bridge condition monitoring apparatus and the method using the live load of the bridge according to the present invention will be described.

본 발명은 교량의 교량 바닥판으로 주행하는 차량들을 임의의 한 시점인 A시점에서 카메라로 촬영함과 동시에 A시점에서 교량 바닥판의 변위를 측정하고 A시점에서 교량 바닥판에 위치하는 차량들에 대해 각각 차량하중값을 부가하여 A시점에서 교량의 바닥판에 가해진 총하중을 산출하고 A시점에서 교량의 바닥판에 가해진 총하중에 대한 교량 바닥판의 변위를 단위하중 당 변위로 환산하여 측정변위값을 산출하고 미리 설정된 변위기준값과 측정변위값을 비교하여 교량을 모니터링한다. 교량을 따라 주행하는 차량들의 교량 총면적의 차량하중과 그에 따른 변위를 산출하여 비교하는 횟수를 증가시키면 연속적으로 교량의 상태를 모니터링 할 수 있게 된다.The present invention captures vehicles traveling on the bridge deck of the bridge with a camera at an arbitrary point in time A, and at the same time measures the displacement of the bridge deck at the point A, and measures the displacement of the bridge deck at the point A. The total load applied to the bridge deck at point A is calculated by adding the vehicle load value to the The bridge is monitored by calculating the value and comparing the preset displacement reference value with the measured displacement value. By increasing the number of times of calculating and comparing the vehicle load of the total bridge area of vehicles traveling along the bridge and the resulting displacement, it is possible to continuously monitor the state of the bridge.

본 발명은 영상정보획득유닛(10), 교량바닥판변위측정유닛(20), 데이터전송유닛(30), 제어유닛(40)을 이용하여 교량을 모니터링하게 되므로 교량 상태를 모니터링하는 작업이 간단하고 편리하게 되며, 또한 교량에 차량들이 주행하는 상태에서 교량의 상태를 모니터링하게 되므로 교량의 교통 통제를 하지 않고 교량을 모니터링하게 되어 교통 체증을 방지하게 될 뿐만 아니라 차량 운전자의 편리를 도모하게 된다.The present invention monitors the bridge using the image information acquisition unit 10, the bridge deck displacement measurement unit 20, the data transmission unit 30, and the control unit 40, so monitoring the bridge condition is simple and In addition, since the state of the bridge is monitored while vehicles are driving on the bridge, the bridge is monitored without controlling the traffic of the bridge, thereby preventing traffic jams and improving the convenience of vehicle drivers.

또한, 본 발명은 교량에 차량들이 주행하는 상태에서 연속적이고 지속적으로 교량의 상태를 모니터링하게 되므로 교량에 이상이 발생시 초기에 교량을 점검하고 유지보수를 할 수 있어 교량의 수명을 연장시키게 된다. In addition, since the present invention continuously and continuously monitors the state of the bridge while vehicles are running on the bridge, when an abnormality occurs in the bridge, the bridge can be checked and maintained at an early stage, thereby extending the life of the bridge.

또한, 본 발명은 교량을 따라 주행하는 차량들을 영상 AI기법으로 차량의 크기와 무게를 분류하게 될 경우 교량 상태의 모니터링이 보다 정확하고 빠르게 진행될 수 있게 되며, 고속도로노선에 복수 개의 교량이 설치되고 그 교량들을 동시에 모니터링하게 될 경우 교량들의 유지관리가 편리하게 된다.In addition, according to the present invention, when the size and weight of vehicles traveling along the bridge are classified by the image AI technique, the monitoring of the bridge condition can be performed more accurately and quickly, and a plurality of bridges are installed on the highway route and the If the bridges are monitored at the same time, the maintenance of the bridges becomes convenient.

10; 영상정보획득유닛 20; 교량바닥판변위측정유닛
30; 데이터전송유닛 40; 제어유닛10; image information acquisition unit 20; Bridge floor plate displacement measurement unit
30; data transmission unit 40; control unit

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 교량을 설치하고 설치된 교량 바닥판에 작용하는 단위하중에 의한 변위를 측정하여 단위하중에 대한 변위기준값을 설정하는 단계;
상기 교량 바닥판으로 주행하는 차량들의 종류에 따라 각각 차량하중값을 설정하는 단계;
상기 교량 바닥판으로 주행하는 차량들을 임의의 한 시점인 A시점에서 카메라로 촬영함과 동시에 상기 A시점에서 교량 바닥판의 변위를 측정하는 단계;
상기 A시점에서 교량 바닥판에 위치하는 차량들에 대해 각각 차량하중값을 부가하여 A시점에서 교량의 바닥판에 가해진 총하중을 산출하는 단계;
상기 A시점에서 상기 교량의 바닥판에 가해진 총하중에 대한 교량 바닥판의 변위를 단위하중 당 변위로 환산하여 측정변위값을 산출하는 단계;
상기 변위기준값과 측정변위값을 비교하는 단계; 및
상기 측정변위값과 변위기준값을 비교하여 비교값을 산출하여 비교값이 설정 값 이상이되면 점검, 유지보수 또는 개량 작업을 진행하는 단계를 포함하며,
상기 교량 바닥판의 차량들에 각각 차량하중값을 부가할 때 차량에 적재된 화물이나 탑승자들에 대하여 가중치를 더 부가하는 것을 특징으로 하는, 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링방법.Setting a displacement reference value for the unit load by measuring the displacement by the unit load acting on the installed bridge deck after installing the bridge;
setting a vehicle load value according to the types of vehicles traveling on the bridge deck;
photographing the vehicles traveling on the bridge deck with a camera at an arbitrary point in time A, and simultaneously measuring the displacement of the bridge deck at the point A;
calculating a total load applied to the bridge deck at the point A by adding vehicle load values to the vehicles positioned on the bridge deck at the point A;
calculating a measured displacement value by converting the displacement of the bridge deck with respect to the total load applied to the bottom plate of the bridge at the point A into displacement per unit load;
comparing the displacement reference value and the measured displacement value; and
Comprising the step of calculating a comparison value by comparing the measured displacement value with the displacement reference value, and performing inspection, maintenance or improvement work when the comparison value is greater than or equal to a set value;
A bridge condition monitoring method using the live load of a bridge, characterized in that when a vehicle load value is added to each of the vehicles of the bridge deck, a weight is further added to the cargo or occupants loaded in the vehicle. 제 5 항에 있어서, 상기 카메라는 폐쇄회로 텔레비전(closed-circuit television) 카메라인 것을 특징으로 하는, 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링방법.The method of claim 5, wherein the camera is a closed-circuit television camera. 제 5 항에 있어서, 상기 교량 바닥판의 변위는 측정하는 장비는 변위센서, 레이저센서, 또는 가속도센서를 포함하는, 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링방법.The method of claim 5, wherein the equipment for measuring the displacement of the bridge deck comprises a displacement sensor, a laser sensor, or an acceleration sensor. 삭제delete 제 5 항에 있어서, 상기 교량이 다수 개의 단위 교량 바닥판들을 포함할 경우 단위 교량 바닥판들에 대하여 각각 측정하는 것을 특징으로 하는, 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링방법.[Claim 6] The method according to claim 5, wherein, when the bridge includes a plurality of unit bridge decks, each of the unit bridge decks is measured. 제 5 항에 있어서, 상기 교량이 고속도로노선에 다수 개 설치되며, 상기 고속도로노선에 설치된 다수 개의 교량들은 각각 총하중과 변위를 측정하여 동시에 비교하는 것을 특징으로 하는, 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링방법.[Claim 6] The bridge condition monitoring using the live load of a bridge according to claim 5, wherein a plurality of the bridges are installed on a highway route, and a total load and a displacement of each of the plurality of bridges installed on the highway route are measured and compared at the same time. Way. 제 5 항에 있어서, 상기 A시점에서 교량 바닥판에 위치하는 차량들을 촬영한 영상정보에서 영상 AI(인공지능)에 의해 차량들의 종류와 각 차량의 차량하중값을 부가하는 것을 특징으로 하는, 교량의 활하중을 이용한 교량상태 모니터링방법.
The bridge according to claim 5, characterized in that the types of vehicles and the vehicle load values of each vehicle are added by image AI (artificial intelligence) in the image information of the vehicles located on the bridge deck at the point A. Bridge condition monitoring method using live load of
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