신뢰성에 기초한 건설중 교량의 붕괴원인 분석

Abstract

구조물의 붕괴사고 및 구조물에는 매우 많은 불확실성들이 존재하기 때문에, 붕괴원인 평가의 경우에는 반드시 불확실성을 고려한 확률적인 접근법에 의해 수행되어야 한다. 그러나 국내ㆍ외 붕괴원인 분석에 대한 연구는 아직까지 확정적 접근법에 의해 이루어지고 있으며, 이러한 확정적 붕괴원인 분석의 결과는 불확실성을 고려하지 못함에 따라 비합리적이고 비현실적인 결과를 도출할 가능성을 내포하고 있다. 그러므로 본 연구에서는, 붕괴 및 구조물에 포함된 불확실성을 합리적으로 고려할 수 있는 신뢰성에 기초한 붕괴원인 분석법을 제안하였으며, 효과적인 확률적 붕괴원인 분석을 위해서 자 동화 사건수분석(Automated Event Tree Analysis) 기법을 제안하였다. 또한 불확실성을 합리적으로 고려하기 위해서, 기존의 사고조사 감정보고서에 기록된 실험 결과들에 근거하여 베이지안 접근법에 의해 불확실량을 추정하였다. 본 연구에서 제안하는 신뢰성에 기초한 붕괴원인 분석법을 1992년 건설중에 붕괴된 행주대교에 적용하였으며, 확정적 접근법에 의한 결과와 비교ㆍ검토하였다.Since many uncertainties are involved in structural failures or collapses, a probabilistic approach to failure cause assessment should be performed in order to consider the uncertainties. However, in most cases of forensic engineering, the failure cause assessments are performed by deterministic approaches though a great number of various uncertainties exist in the structural failures. Thus, a deterministic approach may have possibility for leading to unreasonable and unrealistic failure cause assessment due to ignorance of the uncertainties. Therefore, a probabilistic approach is needed to complement the shortcoming of deterministic approaches and to perform more reasonable and realistic failure cause assessment. In this study, reliability-based failure cause assessment (reliability-based forensic engineering) is performed, which can incorporate uncertainties in structural failures. For more practical applications, an automated ETA technique is proposed, which automatically generates defected structural models, performs structural analysis and reliability analysis, and calculates the failure probabilities of the failure events and the occurrence probabilities of failure scenarios. Also, for more precise reliability analysis, uncertainties are estimated more reasonably by using Bayesian approach based on the experimental laboratory testing data in forensic report.