R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201515CTAP-C078811-02 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 경간장 600-1000m급 일부타정식 사장교의 시공기술 개발과 경제성 평가 | |||||
| 총 연구기간 | 2014-08-14 ~ 2016-08-26 | |||||
| 연구책임자 | 원정훈 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
6명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 50,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 50,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 100,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 100,000,000 원 |
|||
| 연구기관명 | 충북대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-001566-01 | |||||
| ISBN | 979-11-959596-0-0 | |||||
| 주요 내용 |
일부타정식 사장교는 개념적으로 제안되어 거더 압축력 감소라는 구조효과는 해석 등을 통해 검증되었지만, 개념 제안 이후 후속 연구결과 미비로 설계자, 시공자, 발주자 모두에게 잘 알려져 있지 않은 생소한 형식이다. 일부타정식 사장교는 초장대 사장교를 대상으로 하였지만, 최근 연구결과에 의하면 일반적인 사장교 경간장 범위인 경간장 300m에서 500m에서도 FCM 공법으로 시공이 가능한 것으로 분석되었다. 몇몇 연구자들의 시도에도 불구하고, 일부타정식 사장교는 아직 일반 설계자, 시공자 및 발주자에게 그 효과와 경제성이 인식되지 않아 설계 및 시공이 되고 있지 않은 것은 현실성과 시공성을 확보한 상세 시공기술이 제시되지 않았기 때문이다. 본 연구에서 중점을 두고 있는 것은 사장교와 현수교의 경제성 우월의 비교 영역인 경간장 600m-1000m 범위에서 일부타정식 사장교가 경제성을 확보할 수 있다는 것이며, 경제성 확보를 위해 사장교의 구조효과를 반영함과 동시에 시공 중 발생할 수 있는 문제점을 해결한 실현가능한 상세 시공기술을 개발해야 한다는 것이다. 따라서 본 연구개발의 목적은 원천 시공기술 개발과 경제성 평가를 통하여 설계자, 시공자 및 발주자의 관심을 유도하여 탁월한 구조적 효과와 경제성을 갖는 일부타정식 사장교가 실제로 설계되고 시공이 되도록 하는 것이다. 본 연구개발의 성과를 통해 설계자들은 중앙경간 600m-1000m 범위에 경제성과 안전성을 확보할 수 있는 교량을 설계할 수 있는 기술을 확보할 수 있으며, 시공자들은 세계 시장 개척에 도움이 되는 또 하나의 우월한 시공기술을 확보할 수 있다. [최종목표] 본 연구개발의 최종목표는 일부타정식 사장교를 중앙경간 600m-1000m에서 기존 사장교와 현수교 형식에 비해 경제성을 갖는 교량형식으로 제시하기 위해 최적 일부타정 케이블 시스템 분석, 시공법 분석 및 개발, 경제성 분석을 통해 경제성을 확보한 일부타정식 사장교 시공기술을 개발하는 것이다 ? 경간장 600m-1000m를 갖는 일부타정식 사장교의 거더 및 케이블 등의 상세 시공기술 개발 ? 물량 증감(거더, 주탑, 케이블 등)과 공사비 분석을 통해 경제성 평가 [연구내용 및 범위] 본 연구는 경간장 600m-1000m를 갖는 일부타정식 사장교의 시공 기술을 개발하여 자정식 사장교와의 비교 분석을 통해 일부 타정식 사장교의 장점과 단점을 분석하고 이를 기반으로 구조적 효과 증진과 경제성을 확보할 수 있는 거더 및 케이블 등의 상세 시공기술을 개발하는 것이다. 구체적인 연구 내용은 다음과 같다. ？ 최적 일부 타정 케이블 시스템 분석 - 자정식 케이블 시스템을 기준으로 최적 일부타정식 케이블 시스템을 도출하기 위한 매개변수 해석을 실시 : 시공 중 하중 및 영구 하중(2차 사하중, 차량 하중), 동하중(풍하중 및 지진하중)을 고려한 최적의 타정 케이블 수의 도출 방법 - 주요 부재력 비교(거더 축력 및 휨모멘트, 케이블 장력, 신축이음량, 부반력 등)를 통한 최적 일부 타정식 케이블 시스템 모델 도출 - 시공 중 안전성 확보 측면의 자정식과 일부타정식 사장교의 효과 비교 ？ 일부타정식 사장교와 관련되어 제안된 기존 시공법 분석 - 기존 제안 시공법의 분석 및 문제점 도출 - 관련 특허 시공법 분석 및 문제점을 도출 ？ 특수교량의 시공법 적용성 분석 - 사장교 FCM 시공법의 적용시 발생 가능한 문제점 분석 - 현수교 가설방법의 본 과제 적용 가능성 평가 ？ 일부타정식 사장교에 적합한 시공법 제안 - 일부타정식 사장교에 적용 가능한 방법과 문제점 분석 - 시공성과 경제성을 확보할 수 있는 시공법 제안 - 제안 시공법에 대한 전문가 검증 및 특허 출원 ？ 시공단계 해석을 통한 검증 - 제안 시공법을 따른 상세 시공단계 해석을 실시 - 제안 방법의 시공 가능성을 해석적으로 검증(주요 부재력의 변화 등) ？정착부 시공법 제안 및 상세 해석을 통한 케이블 정착 공법 평가 - 제안 공법에 적합한 케이블 정착 방법을 제시 ？목표 경간장 범위의 경간장을 갖는 사장교 테스트 설계 실시 : FCM 공법의 자정식 사장교와 일부타정식 사장교 설계 ？단면 감소효과 및 물량 증감 비교 - 자정식 사장교와 일부타정식 사장교의 단면 비교 - 거더, 주탑, 케이블 등의 물량 산출을 통한 경제성 비교 ？가설비, 공사비 분석 - 자정식 사장교와 일부타정식 사장교의 가설 비용 개략 산출 - 재료비, 가설비 등을 종합 분석한 공사비의 산출 ？경제성 평가 - 자정식 사장교와 일부타정식 사장교의 총 공사비 비교를 통한 경제성 평가 - 시공 경험 전문가 자문을 통한 경제성 평가 적절성 검토 |
|||||
| 색인어 | 한글 | 일부타정식 | 사장교 | 시공 | 경간장 | 경제성 |
| 영문 | partially earth-anchored | cable-stayed bridge | construction | span length | economics | |
| 최종보고서 | 최종보고서-원정훈-보완제출-final(표지포함).pdf | |||||