R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202121SCIP-B119960-06 | |||||
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| 연구사업명 | 건설기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 케이블교량 글로벌 경쟁력 강화를 위한 전주기 엔지니어링 및 가설공법 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2016-09-26 ~ 2021-11-25 | |||||
| 연구책임자 | 노한성 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
43명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 3,890,000,000 원 기업 : 1,710,064,000 원 계 : 5,600,064,000 원 |
총연구비 | 정부 : 23,382,000,000 원 기업 : 10,195,291,000 원 계 : 33,577,291,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국도로공사 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
○ 국토교통부 VC-10 사업단 중 하나인 ‘초장대교량사업단’ (’08~’15)을 통해, 케이블교량의 설계, 재료, 시공 및 유지관리 분야에 대한 핵심기술 자립화 달성 - 사업단을 통해 개발된 개별 요소기술단위의 연구성과를 바탕으로 국내외 다수의 케이블교량 건설현장에 실용화 성공 - 단, 글로벌 시장에서의 기술 및 수주 경쟁력 확보를 위해서는 최신 기술？시장 트랜드를 반영한 추가 연구개발을 통해 기존 기술의 고도화, 경제성 제고 및 기술 적용범위 확대 등 필요 - 특히, 고부가가치 엔지니어링(기획, 관리, 개념/기본 설계 분야 등) 기술력 확보를 통해, 단순도급형 시공 위주의 수주에서 과감히 탈피 필요 ○ 최근 국내 대규모 SOC 건설사업 축소로 인해 케이블교량 내수시장은 정체상태이나, 해외시장은 동남아시아 등을 중심으로 지속 성장중(’25년 37조원 규모로 성장 예상) - 단, 신생 건설강국인 중국의 저가 진출 전략, 일본의 대외원조사업을 통한 동남아시장 선점 및 기존 기술강국인 유럽？미국 사이에서 국내 건설기업이 생존하기 위해서는 기술 경쟁력 제고가 핵심 - 또한, 대외원조(ODA, EDCF 및 AIIB 등)와 연계한 케이블교량 건설사업(미얀마 우정의 다리, 베트남 도로 건설사업 등)이 증가 추세임에 따라, 우리나라도 그간 프로젝트 수행 실적을 바탕으로 주도적 사업 참여 필요 ※ VIP 베트남 순방 시 ‘딴번-연짝 도로건설사업’의 EDCF 지원에 관한 양해각서 체결(’13.09), 제13차 한-베트남 경제공동위원회에서 유상원조 도로건설사업의 성공적 추진 결의('14.09) ○ 해외 케이블교량 발주환경을 반영하여 국내 건설업체의 진출 지원을 위한 통합 솔루션 확보 및 제공 방안 마련 시급 - 최근 케이블교량 발주시 계획~설계~시공~운용 등 전주기 영역의 패키지 엔지니어링 기술에 대한 요구가 증대 추세 - 이러한 케이블교량 발주환경에 대응하기 위해서는 그간 기술자립을 위해 추진한 다년간의 연구개발, 프로젝트 수행 등을 통해 축적된 국내 기술력을 경쟁기술과 비교？분석하여 우수성 입증 필요 - 또한, 그동안 확보된 단위 개발기술들을 통합 적용하고 실제 케이블교량을 대상으로 적용성, 경제성 등에 대한 검증을 통해, 해외 프로젝트 발굴？수주 지원을 위한 기술의 패키지화도 필요 ○ 케이블교량 재난？재해 위험도 평가 및 레질리언스 확보기술 개발 통한 안전 제고 및 글로벌 시장 진출기반 마련 필요 - 제2 진도대교 병렬진동, 이순신대교 와류진동 및 서해대교 낙뢰로 인한 케이블 화재 발생 등 운용중 케이블교량의 안전 강화에 대한 사회적 요구 증대 - 우리나라가 케이블교량 기술자립 단계를 넘어 글로벌 시장에서 기술선도그룹으로 진입하기 위해서는, 다양한 인위재난(폭발, 비행체 충돌, 화재 등) 및 자연재해(강풍, 강진 등)에 선제적이고 효과적으로 대응할 수 있는 기술력 확보가 필수 - 특히, 케이블교량 글로벌 시장 진출을 위해서는 국내는 물론 해외의 다양한 극한환경에서 발생가능한 재난？재해 유형에 대한 대응체계 적기 확보 필요 ○ 케이블교량 상부구조에 비해 상대적으로 기술력이 취약한 하부구조에 대한 경제적이고 안전한 시공을 위해서는 신뢰도 기반 엔지니어링 기술력 확보 시급 - 우리나라의 경우 지반특성에 대한 불확실성을 고려한 하부구조 설계 기술력이 부족하여 지나치게 보수적으로 설계하는 경향이 많으며, 이로 인해 공사비 상승을 초래하는 등 해외 기술선진국 대비 기술 및 가격 경쟁력에서 열위 - 국내는 물론 해외의 다양한 지반특성을 합리적으로 평가？해석하고 설계에 반영할 수 있는 신뢰도 기반 엔지니어링 기술 확보가 글로벌 시장 진출 및 기술선도를 위한 선결 과제 - 또한, 해상 교량 건설공사 공사비의 약 30%를 차지하는 하부구조(기초) 시공을 위한 원가절감 노력 병행 필요 [최종목표] 케이블교량 글로벌 경쟁력 강화를 위한 전주기 엔지니어링 및 가설공법 개발 (케이블교량 글로벌 경쟁력 및 안전 강화 기술 개발) ○ 해외 케이블교량 시장 진출 확대 및 재난？재해 대비 안전 제고를 위한 고부가 핵심 엔지니어링 기술 확보 - 케이블교량 전주기 기술 솔루션 개발 - 케이블교량 신뢰도 기반 재난？재해 대응기술 개발 - 케이블교량 하부구조 신뢰도 기반 설계엔지니어링 기술 개발 - 비용절감형 해상 교량기초 가설공법 개발 [연구내용 및 범위] □ (1세부과제) 케이블교량 해외진출 통합 솔루션 개발 ○ (1-1) 해외 케이블교량 대상 신뢰도 기반 비교설계를 통한 경쟁력 분석 및 통합 솔루션 개발 - 해외 케이블교량 대상 국내외 신뢰도 기반 설계기술？기준을 활용한 비교설계 및 개발기술(초장대교량사업단 및 본과제 연구성과 등)을 적용한 적용성？경제성 분석 ※ 해외 케이블교량 : 발주 예정 또는 계획 중인 2개 교량 이상 ※ 국내외 신뢰도 기반 설계기술？기준 : 도로교설계기준(한계상태설계법) 케이블교량편(한국), AASHTO-LRFD(미국) 및 Euro-code(유럽) 등 상호 비교 - 해외 케이블교량 대상 미래형 케이블교량(신형식, 2km+급 철도병용교 등) 컨셉 개발(개념설계 등) ※ 해외 케이블교량 : 발주 예정 또는 계획 중인 2개 교량 이상 - BIM 기반의 케이블교량 전용 전주기 통합 관리시스템 개발(BMS, WIM, 기후환경, 재난？재해, RISK 데이터 등 활용) - 케이블교량 개발기술 통합 관리 및 활용 지원 시스템 개발 등 ○ (1-2) 국내 케이블교량 분야 현안 해결, 한계 극복 및 글로벌 선도 등을 위한 요소기술 개발 - 민간의 창의적인 아이디어 발굴 및 지원(추후 공모) □ (2세부과제) 케이블교량 재난？재해 위험도 평가 및 레질리언스 확보기술 개발 ○ (2-1) 인위재난 대비 극한거동 분석 및 신뢰도 기반 방재기술 개발 - 인위재난(폭발, 충돌, 화재 등)에 대한 상부구조 주요 부재요소별 극한성능 평가기술 개발 - 인위재난 시나리오별 교량시스템 붕괴 위험도 평가 및 방재시스템 개발 - 케이블교량 운용중 빅데이터(계측데이터) 활용 신뢰도 기반 상태평가 기술 개발 등 ○ (2-2) 자연재해 대비 신뢰도 기반 위험도 평가 및 레질리언스 상시 확보 기술 개발 - 자연재해(강풍, 강진 등) 상황 신뢰도 기반 케이블교량 사용 위험도 평가 및 저감 기술 개발 - 이상진동 대응 케이블교량 동특성 평가기술 및 자연재해 발생시 사용성 관리기술 개발 - 인위재난·자연재해 유형별 케이블교량 레질리언스 상시 확보 및 복구기술 개발 등 □ (3세부과제) 케이블교량 하부구조 신뢰도 기반 설계엔지니어링 기술 개발 ○ (3-1) 케이블교량 하부구조 신뢰도 기반 설계엔지니어링 기술 개발 - 해외 지반특성？지반정수 평가기술 및 토압확률모델 개발 - 타정식 현수교 앵커리지 거동평가 및 설계기술 개발 - 대형 연성기초의 비선형 거동을 고려한 설계기술 및 연약지반 대구경 항타말뚝 지지력 평가기술 개발 - 케이블교량 하부구조 신뢰도 기반 설계지침 개발 등 □ (4세부과제) 대형 원형강재 활용 해상 교량기초 가설공법 개발 ○ (4-1) 대형 원형강재 활용 해상 교량기초 가설공법 개발 - 가물막이 및 해상작업 플랫폼 설계기술 개발 - 고내력 슬림화를 위한 신재료 활용 및 구조단면 설계기술 개발 - 구성요소간 밀폐？분리？결합 설계기술 개발 - 급속 조립 및 해체 기술 개발 - 관입？인발 설계 및 시공 기술 개발(수직도 확보 등) - 가물막이 내부 급속 차수 및 시공장비 작업성 확보기술 개발 - 국내외 해상 교량 건설현장 대상 테스트베드 적용？운용을 통한 성능검증 등 |
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| 색인어 | 한글 | 케이블교량 | 글로벌경쟁력강화 | 토탈솔루션 | 재난재해대응 | 하부구조설계/시공 |
| 영문 | Cable bridge | Global | Total solution | Hazard | Foundation | |
| 최종보고서 | 케이블교량글로벌연구단-총괄(한국도로공사)-최종보고서-2201.pdf | |||||