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과제현황 목록

과제기본정보

강재 스트립과 프리캐스트 콘크리트 블록 활용 단순일괄시공 및 공사비 30% 절감을 위한 단위폭 2m급 모듈러 지중아치 구조기술 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 22TBIP-C162186-02
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 건설업
2순위 원자력 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 원자력 | None | None 과제유형 개발
과제명 강재 스트립과 프리캐스트 콘크리트 블록 활용 단순일괄시공 및 공사비 30% 절감을 위한 단위폭 2m급 모듈러 지중아치 구조기술 개발
주관연구기관 (주)택한
총괄연구 책임자 성명 조광일
소속 (주)택한 직위 기술개발팀장
전화번호 070-8844-0640 FAX -
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2022-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
2차년도 256,000,000 10,550,000 94,900,000 105,450,000 361,450,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 본 사업화 기술은 개착터널, 생태교량 등 지중구조로 적용되는 파형강판 및 프리캐스트 콘크리트 아치구조를 대체하는 신형식 강합성 지중아치 구조 개발 기술임
○ 신형식 모듈러 지중아치 구조는 프리캐스트 콘크리트 블럭들을 강재 스트립으로 연결하여 일괄 시공할 수 있으므로 가설구조물이 필요 없고, 강합성 구조체가 시공중 및 공용중 발생하는 휨에 대해 저항하여 부재의 두께를 최소로 할 수 있어 20% 이상 공사비 절감이 가능한 기술임
최종목표 강재 스트립과 프리캐스트 콘크리트 블록 활용 단순일괄시공 및 공사비 30% 절감을 위한 모듈 단위폭 2m급 지중아치용 구조기술 개발 및 사업화

ㅇ 강재 및 콘크리트 복합 모듈러 지중아치 최적구조 도출 및 설계 기술 개발
- 모듈러 지중아치 단위 폭 당 아치 1열 중량 8톤 이하
ㅇ 강재 및 콘크리트 복합 모듈러 지중아치 제작 및 시공기술 개발
- 기존 지중아치 구조의 아치 부재 휨압축 내하성능 대비 100% 이상
ㅇ 강재 및 콘크리트 복합 모듈러 지중아치 구조 제품화 및 사업화
- 기존 지중아치 구조 대비 모듈러 지중아치 구조 공사비 70% 이하
- 기존 지중아치 구조 대비 모듈러 지중아치 구조 공사기간 70% 이하
연구내용 및 범위 - 주관연구기관 (택한)

○ 모듈러 지중아치 구조 최적단면 및 구조상세 도출
· 프리캐스트 콘크리트, 강재 스트립 제원 최적 제원 도출
· 프리캐스트 콘크리트 연결재 상세 보완 및 성능검증
· 프리캐스트 콘크리트 블록 전용 거푸집 제원 도출
○ 모듈러 지중아치 구조 목업 제작
· 실물 실험체(폭 6m, 길이 10m 수준) 제작성 평가
· 제작 프로세스 개선안 도출 후 최종안 반영
○ 현장적용성 확대 상세 개발
· 방수 대책 고안 및 사양 도출
· 종방향 연결 상세 고안 및 적용성 검토
· 면벽 연결 상세 고안 및 적용성 검토
○ 성과활용 추진 및 신기술 신청
· 홍보브로셔 제작
· 건설신기술 신청
· 학술기사 및 논문 게재
· 기술설명 순회방문 세미나

- 공동연구기관 (피티씨)

○ 설계 프로세스 도출 및 설계도서 개발
· 설계기준 및 시방서 조사 : AASHTO LRFD, CHBDC,
Eurocode7, KDS/KCS 등
· 구조계산서, 도면, 수량산출서, 내역서(span 10, 15, 20m)
· 설계 지침 초안 작성
○ 모듈러 지중아치용 아치부재 제작 프로세스 구축
· 프리캐스트 콘크리트 블록 제작 및 조립 사양 도출
· 프리캐스트 콘크리트 블록 시제작 및 시조립
· 제작 지침 초안 작성
○ 설계 자동화 프로그램 개발 및 DB구축
· 구조계산 및 도면 자동화 프로세스 도출
· 지간/곡률별 설계DB 구축
· 구조계산 및 도면 자동화 프로그램 등록
○ 테스트베드 구축 및 현장재하실험
· 성토단계별 변위/응력 계측
· 현장 재하 및 변위/응력 계측
· 시공단계별 시공시간 계측
· 일위대가 고려 최종 경제성 분석
· 시공 지침 초안 작성

- 공동연구기관 (경상국립대)

○ 목업 시험체 구조성능 검증
· 구조성능 검증 시험 설계 (하중 및 경계조건 결정)
· 목업 시험체 변위 및 응력 계측
○ 모듈러 지중아치 구조 개선안 해석 기법 개발
· 목업 시험체 해석 및 실험결과 비교
· 3차원 정밀 비선형 모델 작성 (지반 모델 포함)
○ 설계/제작/시공 지침 객관성 확보
· 관련 전문가 의견 수렴 및 자문
· 설계/제작/시공 지침 최종안 배포
○ 모듈러 지중아치 실구조물 해석
· 테스트베드용 모듈러 지중아치 정밀 해석
· 설계 자동화 프로그램 결과 비교 검증
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 - 모듈러 지중아치 구조 최적단면 및 구조상세 도출
- 모듈러 지중아치 구조 목업 제작
- 설계 프로세스 도출 및 설계도서 개발
- 목업 시험체 구조성능 검증
- 모듈러 지중아치 구조 개선안 해석 모델 개발 		- 프리캐스트 콘크리트, 강재 스트립 제원 최적 제원 도출
- 프리캐스트 콘크리트 연결재 상세 보완
- 프리캐스트 콘크리트 블럭 전용 거푸집 제원 도출
- 실물 실험체(폭 6m, 길이 10m) 제작성 평가
- 제작 프로세스 개선안 도출
- 설계기준 및 시방서 조사 : AASHTO LRFD, CHBDC, Eurocode7, KDS/KCS 등
- 구조계산서, 도면, 수량산출서, 내역서 (span 10, 15, 20m)
- 설계 지침 초안 작성
- 구조성능 검증 시험 설계 (하중 및 경계조건 결정)
- 목업 시험체 변위 및 응력 계측
- 목업 시험체 해석 및 실험결과 비교
- 3차원 정밀 비선형 모델 작성 (지반 모델 포함)
연구성과 기술적 기대성과 · 강합성 지중아치 구조를 개발하고 구조물 적용성 평가부터 최종적인 실구조물 검증까지 실용화 기술이 확립된다면 기술개발 완료시 선진 수준 이상의 기술을 보유할 수 있음
· 본 사업화 대상 기술을 확대하기 위해 터널라이닝이나 건축구조화 기술이 개발된다면 현재 최적의 공정을 유지하고 있는데서 더 나아가 지중아치 구조로서는 가장 진보적인 공법이 될 것으로 기대 됨
· 사업화 대상 기술을 국제특허로 출원하여 제품의 생산이 아닌 기술력을 수출하는 새로운 고부가가치 창출의 토대가 될 수 있음. 따라서 향후 국제적으로 나아가는 발판을 제공할 수 있음
사회 경제적 파급효과 · 강합성 지중아치구조는 개착식 터널이나 생태교량, 지하차도 등 다양한 현장에 적용 가능하여 교통흐름에 방해없이 급속시공이 가능할 뿐만 아니라 기존 사회적 요구가 주변 환경과 관련 여유와 관심이 고조되어 가는 추세에 따라 지중 매립을 통해 자연친화적인 경관기능을 향상시킬 수 있음
· 앞서 분석된 결과에서 지중아치 적용시장은 연간 1,500억원 수준으로 본 기술의 도입으로 기존 대비 공사비를 30%이상 감소시켜 전체시장의 50%를 대치할 경우 약 225억원/년의 건설비용 절감 가능
활용방안 ○ 다양한 공원화 사업 추진
· 도심지 도로 및 철도 상부를 공원화하는 사업이 다수 추진되고 있으며 해당 사업과 같은 입체 공간 공사에 다양한 지중구조 및 생태터널 등의 설치가 필수적이므로 본 사업화 과제 기술의 활용이 가능함
○ 유지관리가 필요없는 아치교량, 대공간 활용 건축구조 및 우수저류조 등 확대 적용
· 일반적인 교량구조는 받침, 신축이음 등의 주기적인 유지관리가 필요하나 강합성 지중아치 구조는 별도의 바닥판 및 받침/신축이음이 필요 없으므로 공사비가 저렴할 뿐만 아니라 유지관리도 용이하여 지간 30m이하 소교량에 적용성이 뛰어남
· 강합성 지중아치 구조는 하부에 기둥이 필요 없어 대공간이 필요한 방호공, 사무실 등에 적용 가능하며 상부에 토공을 실시할 경우 주차장 등으로 활용할 수 있고, 지하에 매립되는 우수저류조와 같은 구조물 등에 적용 가능함
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 지중아치 교량 도로 합성구조 시공
영문 Underground arch Bridge Road Composite structure Construction
최종보고서
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