R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201515TBIP-C074176-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 소켓연결 방식을 이용하여 급속시공이 가능한 프리스트레스트 콘크리트 제형 거더의 제작 및 시공 기술 | |||||
| 총 연구기간 | 2014-06-02 ~ 2016-06-01 | |||||
| 연구책임자 | 김용혁 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
11명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 228,000,000 원 기업 : 162,700,000 원 계 : 390,700,000 원 |
총연구비 | 정부 : 456,000,000 원 기업 : 325,400,000 원 계 : 781,400,000 원 |
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| 연구기관명 | (주)장헌산업 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-001358-01 | |||||
| ISBN | 0000 | |||||
| 주요 내용 |
현재 국내의 공사현장은 기능공의 고령화와 젊은 층의 고학력화 및 3D 직종의 기피로 인하여 현장 인력이 급격하게 감소되어 현장 운용이 매우 힘든 실정이며, 기상환경 악화 및 근로시간의 단축 등으로 생산성이 저하되고 있다. 또한, 교량의 기술개발 초점이 장대교량에 맞추어 발전하여 중장경간교량은 기존공법에서 탈피하지 못하고 가격중심의 경쟁위주로 가속화되어 있을 뿐 아니라 국내시장에만 안주한 상태로써 국내 토목산업의 침체에 따른 그 시장규모가 급격히 축소되고 있다. 따라서 본 연구에서는 중장경간 교량의 건설을 위한 신형식 거더의 제작 및 시공기술을 개발하고자 한다. 개발 기술은 교량의 부품들을 전용공장에서 운반이 가능한 규격의 고품질 프리캐스트 콘크리트 부재를 제작한 후 현장에서 이를 조립함으로써 현장작업 공정을 최소화하여 급속시공이 가능할 뿐 아니라 기존 공법보다 경제성이 우수한 교량 건설 기술이다. 또한 프리캐스트 콘크리트 부재 간의 결합이 단순히 기계적인 연결에 의한 건식 연결로 이루어지는 것이 아니라, 소켓연결 방식을 이용하여 루프이음에 의한 철근의 연속화 및 최소한의 현장타설로 콘크리트의 습식 연결이 이루어지도록 하므로 프리캐스트 콘크리트 부재간의 결합에 대한 신뢰성을 더욱 향상시키는 기술이다. [최종목표] 본 연구개발은 공장 제작된 프리캐스트 부품을 이용하여 현장에서 소켓형식으로 조립되는 PSC 제형 거더를 개발하고 이를 이용한 사업화를 최종목표로 한다. 이에 다음과 같은 세부적인 목표를 설정한다. 1) 이론연구 및 구조해석을 통하여 구조적 효율성, 시공성, 제작 원가 등에 대한 최적화된 단면 형상 및 상세를 결정하고 실험을 통하여 검증한다. 검증 결과를 바탕으로 구조계산서, 도면, 수량산출서 등의 설계도서로 작성한다. 2) 고품질의 프리캐스트 콘크리트 부재를 생산하기 위한 설비를 구축하고, 생산 공정의 최적화와 작업인력의 숙련도를 높여 생산성을 향상시킨다. 3) 현장에서 안전하고 신속하게 부재를 조립할 수 있는 공정 및 장치를 개발하고, 품질관리 시스템을 구축한다. 4) 실물 규모의 시작품을 제작하여 시공성, 안전성, 구조성능 등을 검증하고, 구매의향이 있는 공공기관과 협의하여 실제 현장에 시험 시공하여 건설신기술 인증을 받도록 한다. 5) 개발 기술에 대한 특허출원, 학술지 논문 게재 등을 통하여 지적재산권을 확보하고 광고, 기술기사 등을 게재하고, 설계사 및 시공사, 공공기관과의 교류 등을 통하여 적극적으로 홍보하여 사업화하도록 한다. [연구내용 및 범위] 본 개발 기술은 현재 일부 부재를 시험 생산하여 프리캐스트 부재의 소켓연결 및 조립에 대한 가능성을 확인하였고, 추가적으로 본 연구과제에서 산학 협동 연구단을 구성하여 이론 및 실험적 연구를 다음과 같이 수행함으로 실제 현장에 적용할 수 있는 기술로 발전시키고자 한다. 1) 소켓연결 성능 검증 : 프리캐스트 부재의 연결부에 대한 안전성 및 시공성, 미관 등을 확보할 수 있는 소켓연결에 대한 상세 해석과 단위 부재실험을 통하여 구조적 성능을 검증하고 개선하도록 한다. 2) 프리캐스트 복부 최적화 : 프리캐스트 복부 부재의 전단보강재로 철근, 프리텐션 강봉 등을 사용하여 가장 효율적이고 경제적인 복부 단면을 산정할 수 있도록 구조해석 및 설계방법, 단위부재 실험 등을 수행하도록 한다. 3) 생산 설비의 구축 : 개발 거더를 구성하는 부재를 전용공장에서 생산하기 위한 설비를 기존 시설의 보완 및 필요한 장비의 구입을 통하여 완성하고, 높은 품질과 생산성을 향상시키기 위한 엄격한 품질관리 및 공정 시스템을 구축하도록 한다. 4) 시작품 제작 : 개발된 소켓연결 방식을 이용한 제형 거더의 제작 및 시공 기술을 바탕으로 실제 규모의 거더를 설계 및 제작하면서 안전성, 시공성 등을 확인하고, 하중 재하실험을 통해서 각각의 프리캐스트 부재의 일체 거동과 구조성능 등을 검증한다. 5) 신기술 인증 및 지적재산권 확보 : 연구기간 내에 실제 현장에 적용하여 시공하고 건설 신기술을 인증 받고, 특허출원 및 논문 게재 등을 통해 지적재산권을 확보하도록 한다. 이상의 내용은 2개년에 걸쳐 진행될 예정이며 주관기관인 장헌산업에서 부재의 설계를 담당하며 공동연구기관인 충청대학교에서 제작된 시험체의 구조성능을 담당한다. 본 연구의 성과는 다음과 같이 활용될 예정이다. 1) 재해로 인한 복구 현장이나 교통량이 많아 교통흐름의 방해를 최소화해야 하는 경우 등에 공장에서 선생산 된 부품을 활용하여 교량의 급속시공 가능하다. 2) 연결 부재에서 결합되는 복부의 각도를 조절하여 곡선교 등 다양한 선형에 적용이 가능하고, 연결 부재의 브라켓을 이용한 캔틸레버부 반바닥판 등의 설치로 상부바닥판 공사가 용이하다. 3) 소켓연결 방식을 이용한 프리캐스트 부재의 연결방법은 벽체나, 암거, 옹벽, 건축구조물 등에 활용할 수 있다. 4) FCM등의 다양한 가설공법으로 장경간 교량에 적용이 가능하다. |
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| 색인어 | 한글 | 소켓연결 | 급속시공 | 프리캐스트 | 제형거더 | 프리텐션 |
| 영문 | Socket Joint | Accelerated Construnction | Preast | Trapezoidal Girder | Pre-tension | |
| 최종보고서 | ##최종보고서묶음(표지포함).pdf | |||||