콘크리트 양생 중 하중변화를 실시간으로 감지하는  지능형 동바리 시스템 개발에 관한 연구

서형석; 박교식; 장재호; 봉기환; 임하나

doi:http://doi.org/10.52902/kjsc.2024.34.175

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자료유형: 학술저널

저자정보: 서형석 (숭실대학교) 박교식 (숭실대학교) 장재호 (숭실대학교) 봉기환 (숭실대학교) 임하나 (숭실대학교)

저널정보: 안전문화포럼 안전문화연구 안전문화연구 제34호

발행연도: 2024.9

수록면: 175 - 191 (17page)

DOI: http://doi.org/10.52902/kjsc.2024.34.175

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건설현장에서는 콘크리트 구조물을 형성하기 위해 슬래브나 보에 거푸집을 설치하고, 이들의 하단에 동바리를 설치하여 타설 된 콘크리트를 지지한다. 동바리는 콘크리트의 계획된 양생기간 동안 지지하다가, 일반적으로 콘크리트의 강도가 설계 강도까지 안정화되는 시기에 해체된다. 그러나 콘크리트의 특성상, 외부환경(기온, 습도 등)에 따라 강도의 변동이 있으므로 동바리의 해체시기를 정확히 결정하는 것은 어려운 문제이다. 공사기간을 줄이기 위해 경험적으로 동바리를 사전해체하면 콘크리트 붕괴의 위험이 있고 충분한 강도가 확보되었음에도 안전이라는 명목으로 동바리를 너무 긴 기간 방치하면 후속 공정의 진행을 지연시킨다. 본 연구의 목적은 콘크리트의 하중변화를 실시간으로 감지하여 동바리의 해체시기를 결정할 수 있도록 도와주는 지능형 동바리 시스템을 개발하고 테스트하는 것이다. 지능형 동바리는 콘크리트로부터 받는 하중변화를 추적하여 동바리의 실시간 존치기간을 확인하고 동의되지 않은 철거에 대한 책임여부를 확인할 수 있다. 지능형 동바리의 구성요소로는 하중변화를 측정하는 센서부, 센서부에 의해 측정된 데이터를 수집하여 서버로 송신하는 센서 노드부, 데이터를 서버로 송출하는 게이트웨이, 이를 수신하는 수신기 및 데이터들을 수집하는 서버와 상태분석프로그램으로 이루어진다. 개발 및 실험을 통해 센서부터 감시시스템까지 인터페이스가 성공적이고 프로그램이 제대로 작동함을 확인하였다. 이러한 시스템이 상용화되면 콘크리트 타설 현장에서, 실시간으로 콘크리트 하중변화를 감지하여 콘크리트 붕괴사고를 예방할 수 있다. 또한 위험상황이 예측되는 경우에는 동바리를 추가로 설치하거나 위치를 변경하여 설치함으로써 대형사고로 이어지는 것을 사전에 예방하는데에도 기여할 수 있다. 향후 현장에서 측정된 콘크리트 압축강도와 본 시스템의 하중 및 온도 측정결과를 비교한 데이터를 바탕으로 세부적인 연구가 이루어질 경우 동바리 해체시기를 조기에 확인하여 공기단축도 가능할 것으로 예측된다.

On construction sites, to build concrete structures such as slabs, beams, and concrete form are installed, and formwork supports are placed underneath to support the cast concrete. These supports hold the concrete during its curing period and are typically removed once the concrete reaches its design strength. However, due to the variability in concrete properties influenced by external factors such as temperature, humidity, and determining the exact timing for dismantling the supports can be challenging. Premature removal of the supports in an attempt to shorten the construction period may risk concrete collapse, while leaving them in place too long after sufficient strength is achieved can delay subsequent processes. The purpose of this study is to develop and test an intelligent support system that detects concrete load changes in real-time to accurately determine the appropriate time for dismantling the supports. The intelligent system monitors the retention period in real-time by tracking the load changes from the concrete and checks whether responsibility for non-agreed dismantling exists. Components of the intelligent support system include sensors for measuring load changes, sensor nodes for collecting and transmitting data to servers, gateways for data transmission, receivers, servers for data collection, and state analysis programs. Through development and testing, it was confirmed that the interface between the sensors and the monitoring system worked successfully, and the program operated correctly. Once commercialized, this system can prevent concrete collapse accidents by detecting load changes in real-time. Furthermore, if potential hazards are predicted, additional support can be installed, or the position of existing supports can be adjusted preemptively to prevent major accidents. In the future, with detailed studies comparing concrete compressive strength measurements in the field and the load and temperature data from this system, it is expected that the construction period can be shortened by identifying the optimal time for dismantling scaffolding earlier.

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