R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201515TBIP-C072924-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | GFRP와 스틸소재를 혼용하고 다목적 활용이 가능한 첨단 하이브리드 가동보 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2014-06-02 ~ 2016-06-01 | |||||
| 연구책임자 | 김필식 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
7명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 298,000,000 원 기업 : 198,700,000 원 계 : 496,700,000 원 |
총연구비 | 정부 : 596,000,000 원 기업 : 397,400,000 원 계 : 993,400,000 원 |
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| 연구기관명 | (주) 유일기연 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
- 이/치수 목적으로 주로 하천에 설치되고 최근 다목적 활용성이 요구되고 있는 가동보 형식의 일종인 개량형 가동보를 소재변경 및 기능개선을 통하여 장기내구성 및 경제성이 향상된 첨단 하이브리드 가동보로 개발함에 있어 - 기존 개량형 가동보는 해외에서 원천기술을 확보하고 있으며, 국내 적용시 주요 부품의 수입으로 인하여 경제성이 저하되고 유지관리가 용이하지 못하여 국산화 요구가 증가하였음 - 이러한 요구에 따라, 본 주관기관에서는 특허청의 IP-R&D 사업 (2012년 12월 완료) 및 자체 연구개발을 통하여 개량형 가동보의 국산화를 완료한 ARS Gate를 개발하였고 (특허 6건 등록 완료), 2013년 1월에는 4대강 사업의 일환인 낙동강 45-3공구에 적용하여 현재까지 운영하고 있음 - 개량형 가동보 및 ARS Gate는 스틸 소재를 주로 사용하고 있어 하천 환경에서 부식으로 인한 내구성 저하의 우려가 있으며, 국내 하천 환경 및 관리 특성에 부합하는 다목적 기능에 대한 수요자 요구가 증가하는 등 추가 개발이 시급한 실정임 - 특히, 시계열 하천유량 계측자료는 농촌용수 및 하천관리를 위한 필수적인 기초자료임에도 불구하고 자동 계측 방법이 정립되지 못한 실정이므로, 우리나라 하천에 대수 설치되어 있는 기존 및 신설 가동보와 연계한 유량 계측 자료의 활용성이 제고될 것으로 예상됨 - 본 연구에서는 스틸 소재를 대체하여 GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastic, 유리섬유 강화 복합소재)를 이용한 클램핑 플레이트 및 하이브리드 패널을 개발/적용하고, 편류 방지 및 경간별 개별 작동, 실시간 하천유량 계측시스템을 개발/적용하여 장기내구성 및 경제성이 향상된 첨단 하이브리드 가동보를 개발하고자 함 [최종목표] 본 연구의 최종목표는 GFRP와 스틸소재를 혼용하고 다목적 활용이 가능한 첨단 하이브리드 가동보를 개발하는 것으로서, 하천환경에서의 부식을 방지하고 경제성 및 장기내구성을 증진하기 위하여 기존 스틸 소재의 고정금구류 및 상부 패널을 하이브리드 (GFRP + 스틸) 소재로 개발하고, 상류에서 유하되는 이물질을 수위 저하 없이 하류로 배출하기 위하여 각 경간의 개별 작동 시스템을 개발하고, 효율적인 하천 관리를 위하여 가동보 상단으로 월류되는 하천 유량을 계측하기 위한 실시간 유량측정 시스템을 개발하고자 한다. ｏ GFRP 및 스틸 소재를 이용한 가동보용 클램핑 플레이트 및 하이브리드 패널 개발 - 유리섬유 강화 복합소재를 이용한 클램핑 플레이트 설계 및 개발 - 스틸 및 유리섬유 강화 복합소재의 최적 혼입율 및 부착방법 개발 - 하이브리드 패널의 최적 형상 개발 및 프로토타입 제작 - 구조해석 프로그램을 이용한 시작품의 수치해석 및 역학적 성능 테스트 - 촉진 열화시험을 통한 사용수명 분석 - LCC 분석을 통한 경제성 향상 효과 분석 ｏ 가동보의 선택적 방류가 가능한 경간별 개별 작동 시스템 및 편류방지 시스템 개발 - 경간별 개별 작동 및 편류방지를 위한 가동보 급배기시스템 개발 - 경간별 지수를 위한 패널 및 지수고무의 최적 형상 설계 및 개발 - 시작품 제작 및 현장 적용 테스트를 통한 시스템 보완 - 가동보의 설계 및 시공공법 및 유지관리 방안 개발 ｏ 다목적 활용성 제고를 위하여 가동보와 연계한 실시간 자동 유량측정 시스템 개발 - 가동보의 기립 각도 계측을 통한 기립 높이 측정 시스템 개발 - 상류측 수위 및 경간별 기립 높이 계측 자료를 이용한 월류량 산정 알고리즘 개발 - 기존 조작시스템과 연계한 가동보 통합 관리시스템 개발 [연구내용 및 범위] ｏ GFRP 및 스틸 소재를 이용한 장기내구성이 증진된 가동보용 클램핑 플레이트 및 하이브리드 패널 개발 - 제품의 완성도 제고를 위한 접근방법 및 모델정립(이론적, 실험적 접근방법) - 현장적용을 위한 시험방법 설정 및 성능 테스트(역학적 특성 평가, 내구성 평가) - 유리섬유 강화 복합소재를 이용한 클램핑 플레이트 설계 및 개발 - 스틸 및 유리섬유 강화 복합소재의 최적 혼입율 및 부착방법 개발 - 하이브리드 패널의 최적 형상 개발 및 프로토타입 제작 - 구조해석 프로그램을 이용한 시작품의 수치해석 및 역학적 성능 테스트 - 촉진 열화시험을 통한 사용수명 분석 - LCC 분석을 통한 경제성 향상 효과 분석 ｏ 가동보의 선택적 방류가 가능한 경간별 개별 작동 시스템 및 편류방지 시스템, 시공공법, 유지관리 방안 개발 - 경간별 개별 작동 및 편류방지를 위한 가동보 급배기시스템 개발 - 경간별 지수를 위한 패널 및 지수고무의 최적 형상 설계 및 개발 - 시작품 제작 및 현장 적용 테스트를 통한 시스템 보완 - 가동보의 설계 및 시공공법 및 유지관리 방안 개발 ｏ 다목적 활용성 제고를 위하여 가동보와 연계한 실시간 유량 계측 시스템 개발 - 가동보의 기립 각도 계측을 통한 기립 높이 측정 시스템 개발 - 상류측 수위 및 경간별 기립 높이 계측자료를 이용한 월류량 산정 알고리즘 개발 - 기존 조작시스템과 연계한 가동보 통합 관리시스템 개발 ｏ 컨설팅기관을 통한 마케팅 전략 수립 - 시장조사를 통한 마케팅 방향 설정 - 핵심기술분석을 통한 신규사업 확장 검토 |
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| 색인어 | 한글 | 가동보 | 유리섬유강화플라스틱 | 하이브리드 패널 | 개별작동 시스템 | 유량계측 시스템 |
| 영문 | Movable Weir | Glass Fiber Reinforced Plastic | Hybrid Panel | Independent Operating System | Flow Measurement System | |
| 최종보고서 | 02 ARS Gate 국토부과제 최종보고서 (0810)_표지있음.pdf 성과점검기준 증빙자료.pdf | |||||