R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201818CTAP-C129912-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 변위제어를 이용하여 생애주기비용(LCC)을 30%이상 절감한 유지관리생력화 완전일체형 연속교의 설계시공 기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2017-04-01 ~ 2018-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 최병호 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 220,000,000 원 기업 : 77,000,000 원 계 : 297,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 370,000,000 원 기업 : 129,500,000 원 계 : 499,500,000 원 |
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| 연구기관명 | 한밭대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
○ 건조수축 및 크리프 저감 설계 및 시공 기술 개발 - 교대에 구속된 상부구조에 작용하는 인장응력의 최소화를 위해 건조수축 및 크리프를 제어하는 설계 및 시공 기법 개발 ○ 상부구조 구속에 따른 인장응력 제어를 위한 교대 강성 최적화 설계 기법 - 온도 하강 시 상부구조에 발생하는 인장응력의 제어를 위한 교대 강성 최적화 설계 기법 및 강선 긴장 기법 개발 ○ 철도교에서 교대 강성과 궤도-교량 상호작용과의 상관관계 규명 - 레일신축이음(Rail Expansion Joint) 없는 장대 연속 철도교의 개발을 위한 교령 경간별 교대의 허용 최대 변위량 제한값(guide line) 산정 및 변위제한 기준 설정 ○ 완전일체형 연속교에서 콘크리트 상판 및 기초와 강재 교각의 강결 구조 개발 - 현장타설 콘크리트 또는 프리캐스트 콘크리트의 상부구조와 강재 교각이 강결(rigid connection)되도록 구조 상세 개발 및 solid 해석을 통한 검증 ○ 완전일체형 연속교와 기존 교량의 공사비 및 LCC 비교 분석 - 완전일체형 연속교의 개발 목적인 경제성과 유지관리성 및 경관성을 명확히 할 수 있도록 기존 교량과의 초기 공사비 및 생애주기비용(LCC) 비교 분석 시행 [최종목표] - 교량의 모든 구조 요소를 강결, 지진하중(철도교에서는 장대레일종하중, 시제동하중) 등 주요 수평하중을 강성이 큰 변위제어 교대가 부담하게 함으로써 교대 외의 모든 부재를 슬림하게 만들어 경관성과 경제성, 내진성능 등을 획기적으로 향상시킨 일체형교량의 설계 및 시공 위한 기반기술의 개발 - 교좌장치, 진동완충받침, 낙교방지 및 전단저항장치, 신축이음장치, 레일 신축이음 등 고가의 부대시설/부속품 필요없는 저비용 고성능 Maintenance-Free 교량시스템의 개발: 교량 부속장치 기존 사용량 대비 70% 저감 및 생애주기비용 30% 저감 [연구내용 및 범위] -건조수축 및 크리프의 배제(또는 최소화)와 온도하중에 의한 인장응력의 효과적 제어를 위한 기술 개발 및 수치해석을 통한 검증 -온도하중에 의해 상부구조에 발생하는 인장응력 최소화 및 철도교에서 교량과 궤도의 상호작용을 종합적으로 고려한 교대 강성 설계 및 지반 상호작용 해석 기법 개발 -도로교 및 철도교에 대한 경간장별 최적디자인 제안(콘크리트, 강재, 콘크리트 및 강재 합성)을 위한 각종 상세 해석 시행, 주요 부재 또는 요소에 대한 3D Solid 해석 -건조추축 및 크리프 제어 효과에 대한 수치해석과 Bench Scale 규모의 실험 수행을 통한 검증 - 교대에 강결된 상부구조의 건조수축과 크리프를 효과적으로 제어 위한 수평변위 조정공법의 개발 - 신축이음장치 교좌장치 등 부대시설을 제거한 교량시스템의 bench scale 규모 실험검증 - 교대 강성과 상부구조의 온도(하강 시)에 의해 발생하는 인장응력과의 관계 규명 및 지반과 일체로 모델링한 교대의 강성 최적설계 기법 개발 - 철도교에서 교대 강성과 궤도-교량 상호작용(Rail-Structure Interaction)규명 및 지반과 일체로 모델링한 교대의 강성 최적화 설계 기법 개발 - PSC 콘크리트 상판과 강재 교각, 강재 교각과 RC 기초와의 일체화 상세 개발 및 수치해석을 통한 일체화 효과 검증 - 기존 교량과의 초기 공사비 및 LCC 비교 분석 ○ 건조수축 및 크리프 저감 설계 및 시공 기술 개발 - 사례 조사 및 이론적 배경 고찰 - “수평변위조정공법” 개념 및 상세기술 정립 - 수치해석 수행 및 분석 통한 검증 - Bench scale 규모의 실험 및 수치해석 모델 반영 - 건조수축 및 크리프 저감 최적화 공법 도출 ○ 상부구조 구속에 따른 인장응력 제어를 위한 교대 강성 최적화 설계 기법 - 사례 조사 및 이론적 배경 고찰 - 교대 상세 디자인 - 수치해석을 통한 지반-교대 강성 최적화 설계 기법 확립 ○ 철도교의 교대 강성과 궤도-교량 상호작용과의 상관관계 검토 - 사례 조사 및 이론적 배경 고찰 - 파라메트릭 수치해석 - 레일신축이음이 필요 없는 온도 하강에 의한 교대 변위 한계 기준 정립 ○ 완전일체형 교량에서 콘크리트 상판 및 기초와 강재 교각의 강결 구조 개발 - 사례 조사 및 이론적 배경 고찰 - 접합부 강결 구조 디자인 및 3D solid 수치해석 - 실험을 통한 강결효과 성능 검증 및 표준도 작성 ○ 완전일체형 연속교 교량과 기존 교량의 공사비 및 LCC 비교 분석 - 콘크리트교 공사비 산정 - 콘크리트-강구조 공사비 산정 - LCC 분석 및 보고서 작성 |
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| 색인어 | 한글 | 일체형 교량 | 무조인트 교량 | 유지관리비 | 철도교 적합성 | 생애주기비용 |
| 영문 | Integral bridge | Jointless bridge | Maintenance cost | Adequacy of railway bridge | Life cycle cost | |
| 최종보고서 | 최종보고서_평가의견보완_한밭대학교_최병호_제출본.pdf | |||||