교량첨가관 변위계측을 위한 3D Modeling 구현 및 시계열 변화에 따른 거동 특성 분석

• Published in: KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research Vol. 45; no. 2; pp. 131 - 138
• Main Authors: 유용신, 김우석, Yoo, Yong-Shin, Kim, Woo-Seok
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한토목학회 01.04.2025
• Subjects: 토목공학
• ISSN: 1015-6348; 2799-9629
• DOI: 10.12652/Ksce.2025.45.2.0131

Water supply pipelines are typically buried underground, but additional pipelines in the form of bridge-hanging pipes exist to accommodate construction feasibility and site conditions. Externally exposed bridges-attached pipes are subject to significant damage if they are compromised, so regular maintenance is necessary. But inspection of Pipelines attached to bridges is making it practically infeasible to conduct regular checks because of accessibility issues. This study analyzes the displacement and behavioral characteristics to bridges-attached pipe by utilizing drones and LiDAR technology, by minimizing the need for inspector access. When building 3D modeling using drones, It is difficult to obtain data when scanning objects due to environmental factors and the precision of the 3D modeling decreases. To compensate for this, a LiDAR device is added to the drone to improve data quality, which is then processed and analyzed to create a 3D digital visualization. The errors were verified through periodic surveys, and the displacement and behavior (contraction and expansion ) of bridges-attached pipes from the support frame were examined according to seasonal changes (summer to winter). Additionally, a root cause analysis was conducted for improper movements (detachment). Also, it analyzes the causes of improper movements (detachment) and proposes maintenance through repairs. 상수도 관로의 경우, 지중에 매설되어 있으나 건설 시 시공성, 현장여건 등을 고려하여 교량 매달기 형태의 첨가관이 존재한다. 외부에 노출된 교량첨가관은 손상 발생 시 직접적인 피해가 크므로 주기적인 유지관리가 필요하다. 다만, 교량첨가관의 조사는 접근성이 불리한 조건으로 주기적 점검이 현실적으로 불가한 상태이다. 따라서, 해상구간에 위치한 교량첨가관에 점검자의 접근을 최소화하고 드론+LiDAR 장비를 활용하여 교량첨가관의 변위 및 거동 특성을 분석한다. 드론을 활용한 3D Modeling 구축 시, 구조물의 위치, 기상 등 환경적 요인으로 대상물의 촬영 시 사각지대가 발생하여 데이터 획득에 난항이 존재하고 3D Modeling의 품질과 정밀도가 낮아진다. 이를 보완하기 위해 드론에 LiDAR 장비를 추가하여 데이터를 개선하고 조합해석을 통한 3차원 디지털로 시각화 한다. 주기적인 측량을 통해 오차를 검증하고 시계열(하계→동계) 변화에 따라 지지프레임으로부터 첨가관 받침의 변위 및 거동(수축·이완)에 대하여 검토하였으며, 부적정거동(이탈)에 대한 원인분석을 실시한다. 또한, 부적정거동(이탈)의 원인분석 후 정비를 통한 유지관리를 제시한다.