R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201515TLRP-C108640-01 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 교통물류연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 국도상 교량의 화재위험도 분석기술 및 대응체계 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-12-24 ~ 2017-08-23 | |||||
| 연구책임자 | 박철우 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
8명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
9명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 336,000,000 원 기업 : 112,100,000 원 계 : 448,100,000 원 |
총연구비 | 정부 : 336,000,000 원 기업 : 112,100,000 원 계 : 448,100,000 원 |
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| 연구기관명 | 강원대학교 삼척산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-002018-01 | |||||
| ISBN | 978-89-6912-007-6 | |||||
| 주요 내용 |
○ 최근 교량을 포함한 사회기반시설물에 대하여 예상하지 못한 하중 즉 화재, 지진, 폭발 등의 극한하중 및 낙뢰 등과 같은 기상이변의 발생 가능성이 점점 증대 ○ 국가 경제발전과 국민의 삶의 질 향상에 따라 사회기반시설물의 역할 및 안전성이 시설물 고유의 기능과 구조적인 안전성에 더하여 사용자적 측면에서의 안전성도 함께 매우 중요시 ○ 이러한 사회기반시설물 중에 도로교통 네트워크의 매우 중요한 역할을 담당하고 있는 교량 구조물에 대하여 교통 물류의 발달과 함께 위험물 수송의 증가와 교통량의 증가로 인하여 화재의 발생이 증가하는 추세 ○ 또한 국토교통부는 공간의 효율적 활용성에 대한 요구로 인하여 교량하부를 적치공간으로 활용하는 빈도가 높아지고 있음. 이러한 이유들로 인하여 최근 교량의 화재 발생 위험도가 급격히 증가하고 있는 실정 ○ 서울시에서는 ‘고가하부 점용허가 기준’을 마련하여 교량하부 인화성 및 폭발성 물건의 적치를 규제 ○ 이러한 교량 구조물에 대한 화재의 위험도에 대한 정량적 평가가 수행된 사례는 없으며, 사용자의 관점에서 안전성에 관한 대응이 전무한 실정 ○ 또한 교량의 특성상 화재로 인한 교통 물류의 차단 시에는 막대한 2차적인 사회·경제적 피해가 발생 ○ 따라서 국가기반시설물의 사회적 역할인 국민의 인명 안전성(Life Safety), 국가 및 국민 재산 보호(Property Protection) 및 사회적 불안요소 저감(Social Security)의 큰 틀 안에서 교량 구조물의 화재위험도를 평가하고 이를 기초로 적정 수준의 대응체계 개발이 반드시 필요 [최종목표] ○ 국도상 교량의 화재 노출 위험도 분석 - 국도상 교량의 화재 노출수준 분석을 위한 현장조사 대상 선정 ·일반교량 및 특수교량의 화재위험 조사대상군 선정 ·국도상 일반교량 및 특수교량의 현황조사 및 형식별 분류 - 교량화재 발생원인·특성 및 피해 현황 분석 ·국내외 특수교량의 화재발생원인 및 특성분석 - 교량관리시스템(BMS), 시설물관리시스템(FMS) 자료의 활용을 통한 교량의 화재 노출 위험도 분석 최적 효율화 - 화재위험인자 분류 작업 - 특수교량의 화재위험인자 분류 작업 ○ 교량의 화재위험도의 분석 및 등급 평가 - 교량 화재위험도 수준 분석 ·교량화재 위험노출 현장실태 분석 ·위협대상 화원의 종류 및 규모 분석 ·하부 적치물 분석 ·상부 통과 위험차량 및 낙뢰 등 기상이변 관련 정보 분석 ·화재발생 시 소화 장비의 접근성 분석 ·화재확산 방지를 위한 장비의 유무 및 수준 분석 ·특수교량의 화재위험 평가요소선별 ·특수교량의 화재위험요소 평가리스트 작성 ·특수교량의 화재위험요소 평가 - 교량 화재위험도 등급 결정 알고리즘 개발 ·교량화재 발생 시 인적 및 물적 피해 예상 규모 분석 ·화재 시 내하력 저하, 붕괴위험성 등 구조적 위험도를 포함한 등급 산정 ·위험도 분석(Rick Management)기법의 활용을 통한 국도상 교량의 화재위험도의 정량적 평가 기법 도입 ·교량의 위치, 위험 노출 수준, 대응가능성 등을 종합적으로 고려하여 교량의 화재위험도 등급 결정 ·국도상 교량의 화재위험도에 따른 최고수준, 중간수준 및 최저수준 내화등급의 결정 알고리듬 완성 ○ 위험도 등급 기반 교량화재 대응체계의 개발 - 교량화재 대응 기술수준 분석 ·내화 설비/재료 등 기술현황 분석 ·국내 적용가능 내화재료 기술수준 분석 ·특수교량의 화재대응기술 조사 ·평가리스트별 대응목록작성 - 교량화재 손상수준 분석 시뮬레이션 ·CFD 기반 FDS(Fire Dynamics Simulation) 프로그램 활용 및 교량화재 시뮬레이션 수행 ·시뮬레이션 결과에 따른 손상수준 분석 ·활용가능 내화재료(패널 및 스프레이방식 등)의 구조물 내화성능 분석 ·활용가능 내화방안의 적용 시 이의 효과 분석을 위한 화재 시뮬레이션 추가 수행 및 대응 방안 수준 분석 - 교량 화재위험도 등급수준에 따른 최적 대응 방안 수립 ·국외 교량화재 대응체계 자료수집 및 분석 ·화재 시 내하력 저하, 붕괴 위험성 등 구조적 위험도를 포함한 등급 산정 ·기술적, 경제적, 사회적 관점을 고려한 화재위험도 등급수준에 따른 화재대응체계(fire suppression system)의 제시 - 위험도 수준별 대응체계의 적용 지침(안) 개발 - 국토교통부 및 시설물 관련기관과의 지침의 활용도 증진을 위한 자문회의 개최 [연구내용 및 범위] 최근 교량을 포함한 사회기반시설물에 대하여 예상하지 못한 하중 즉 화재, 지진, 폭발 등의 극한하중의 발생 가능성이 점점 증대되고 있으며, 국가 경제발전과 국민의 삶의 질 향상에 따라 사회기반시설물의 역할 및 안전성이 시설물 고유의 기능과 구조적인 안전성에 더하여 사용자적 측면에서의 안전성도 함께 매우 중요시 되고 있다. 이러한 사회기반시설물 중에 도로교통 네트워크의 매우 중요한 역할을 담당하고 있는 교량 구조물에 대하여 교통 물류의 발달과 함께 위험물 수송의 증가와 교통량의 증가로 인하여 화재의 발생이 증가하는 추세이다. 또한 교량하부 공간의 효율적 활용성에 대한 요구로 인하여 교량하부를 적치공간으로 활용하는 빈도가 높아지고 있다. 이러한 이유들로 인하여 최근 교량의 화재 발생 위험도가 급격히 증가하고 있는 실정이다. 최근 서울시에서는 ‘고가하부 점용허가 기준’을 마련하여 교량하부 인화성 및 폭발성 물건의 적치를 규제하고 있다. 하지만 이러한 교량 구조물에 대한 화재의 위험도에 대한 정량적 평가가 수행된 사례는 없으며, 사용자의 관점에서 안전성에 관한 대응이 전무한 실정이다. 또한 교량의 특성상 화재로 인한 교통 물류의 차단 시에는 막대한 2차적인 사회·경제적 피해가 발생하게 된다. 따라서 국가기반시설물의 사회적 역할인 국민의 인명 안전성(Life Safety), 국가 및 국민 재산 보호(Property Protection) 및 사회적 불안요소 저감(Social Security)의 큰 틀 안에서 교량 구조물의 화재위험도를 평가하고 이를 기초로 적정 수준의 대응체계 개발이 반드시 필요하다. 이러한 목표를 위하여 필요한 기초 연구 내용은 다음과 같이 정리할 수 있다. 1. 국도 및 지방도상의 교량의 화재 노출 위험도 분석 - 조사대상 구간의 선정 - 국도 및 지방도의 교량화재 노출수준 분석을 위한 현장조사 - 교량 화재발생 원인·특성 및 피해 현황 분석 - 교량관리시스템(BMS), 시설물관리시스템(FMS) 자료의 활용을 통한 교량의 화재 노출 위험도 분석 최적 효율화 - 화재위험인자 분류 작업 2. 교량의 화재위험도의 분석 및 등급 평가 - 교량 화재위험도 수준 분석 ·교량화재 위험노출 현장실태 분석 ·위협대상 화원의 종류 및 규모 분석 ·하부 적치물 및 상부 통과 위험차량 분석 ·화재발생 시 소화 장비의 접근성 분석 ·다양한 인자를 고려하여 위험도 수준등급 결정 지원 - 교량 화재위험도 등급 결정 알고리즘 개발 ·교량화재 발생 시 인적 및 물적 피해 예상 규모 분석 ·화재 시 내하력 저하, 붕괴위험성 등 구조적 위험도를 포함한 등급 산정 ·교량의 위치, 위험 노출 수준, 대응가능성 등을 종합적으로 고려하여 교량의 화재위험도 등급 결정 3. 위험도 등급 기반 교량화재 대응체계의 개발 - 교량화재 대응 기술수준 분석 ·내화 설비/재료 등 기술현황 분석 ·국내 적용가능 내화재료 기술수준 분석 - 교량화재 손상수준 분석 시뮬레이션 ·CFD 기반 FDS(Fire Dynamics Simulation) 프로그램 활용 및 교량화재 시뮬레이션 수행 ·시뮬레이션 결과에 따른 손상수준 분석 ·활용가능 내화재료 및 구조물 내화성능 분석 - 교량 화재위험도 등급수준에 따른 최적 대응 방안 수립 ·국외 교량화재 대응체계 자료수집 및 분석 ·화재 시 내하력 저하, 붕괴 위험성 등 구조적 위험도를 포함한 등급 산정 ·기술적, 경제적, 사회적 관점을 고려한 화재위험도 등급수준에 따른 화재대응체계(fire suppression system)의 제시 - 위험도 수준별 대응체계의 적용 지침(안) 개발 |
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| 색인어 | 한글 | 교량 | 화재위험도 | 화재대응체계 | 위험도 분석 알고리즘 | 안전성(신뢰성) |
| 영문 | Bridge | Fire Risk | Fire Suppression System | Risk Assessment Algorithm | Safety(Reliability) | |
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