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과제기본정보

Pre-Stress 공법을 적용하여 기초를 일체화한 PC옹벽의 사업화방안2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 16TBIP-C093001-02
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 토목시공기술 적용분야 건설업
2순위 건설 교통 | 시설물 설계 해석기술 | 도로 실용화대상여부 실용화
3순위 건설 교통 | 시설물 안전 유지관리 기술 | 자연재해 저감기술 과제유형 개발
과제명 Pre-Stress 공법을 적용하여 기초를 일체화한 PC옹벽의 사업화방안
주관연구기관 (주) 강탄산업
총괄연구 책임자 성명 김우기
소속 (주) 강탄산업 직위 대표이사
기관 대표번호 031-796-7286 FAX 031-796-7288
총 연구기간 2015-10-30 ~ 2017-10-29
당해연도 연구기간 2016-10-30 ~ 2017-10-29

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 281,000,000 19,000,000 171,000,000 190,000,000 471,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 Pre-Stress 강봉(Dywidak bar)을 적용하여 기초를 일체화한 프리캐스트 콘크리트 옹벽 개발 벽체와 기초 뒷굽을 일체로 공장에서 제작하고 현장에서 PS 강봉에 의해 Pre-Stress Force를 도입, 긴장하여 강결함으로서 벽체·기초를 일체화한 프리캐스트 옹벽이다. PC옹벽 분절공법에서 기초와 벽체를 연결하기 위해 설치하는 강관이나 부벽 때문에 옹벽 안정성에 생명인 뒷채움 다짐을 불량하게 하는데, 만약 이러한 부벽이 없이 기초·벽체 일체식 PC옹벽 효과를 얻을 수 있다면 현장에서 유용하게 적용할 수 있는 PC옹벽 공법
최종목표 본 대상 기술은 Pre-Stress 강봉(Dywidak bar)을 적용하여 기초를 일체화한 프리캐스트 콘크리트 옹벽 개발이다. 벽체와 기초 뒷굽을 일체로 공장에서 제작하고 현장에서 PS 강봉에 의해 Pre-Stress Force를 도입, 긴장하여 강결함으로서 벽체·기초를 일체화한 프리캐스트 옹벽이다. PC옹벽 분절공법에서 기초와 벽체를 연결하기 위해 설치하는 강관이나 부벽 때문에 옹벽 안정성에 생명인 뒷채움 다짐을 불량하게 하는데, 만약 이러한 부벽이 없이 기초·벽체 일체식 PC옹벽 효과를 얻을 수 있다면 현장에서 유용하게 적용할 수 있는 PC옹벽 공법이 될 것이다. 당사는 이에 착안하여 옹벽 구조요소에서, 응력이 비교적 적고 현장 연결시공성이 좋은 앞굽 형성 PC옹벽 공법을 고안하였고 Pre-Stress공법(PS BAR)을 적용한 PC옹벽 공법을 개발하고자 한다.
연구내용 및 범위 본 대상 기술은 Pre-Stress 강봉(Dywidak bar)을 적용하여 기초를 일체화한 프리캐스트 콘크리트 옹벽 개발이다. 벽체와 기초 뒷굽을 일체로 공장에서 제작하고 현장에서 PS 강봉에 의해 Pre-Stress Force를 도입, 긴장하여 강결함으로서 벽체·기초를 일체화한 프리캐스트 옹벽이다. PC옹벽 분절공법에서 기초와 벽체를 연결하기 위해 설치하는 강관이나 부벽 때문에 옹벽 안정성에 생명인 뒷채움 다짐을 불량하게 하는데, 만약 이러한 부벽이 없이 기초·벽체 일체식 PC옹벽 효과를 얻을 수 있다면 현장에서 유용하게 적용할 수 있는 PC옹벽 공법이 될 것이다. 당사는 이에 착안하여 옹벽 구조요소에서, 응력이 비교적 적고 현장 연결시공성이 좋은 앞굽 형성 PC옹벽 공법을 고안하였고 Pre-Stress공법(PS BAR)을 적용한 PC옹벽 공법을 개발하고자 한다.
본 연구에서는 기존에 정립한 ‘기초 앞굽을 연결 커플러를 사용하여 형성한 프리캐스트 콘크리트 옹벽’의 기본원리와 개념을 활용하여 최적화된 구조형상을 완성하고자 ‘PS강봉을 활용한 프리캐스트 콘크리트 옹벽’을 제안한다. 이러한 옹벽 시스템의 구조형상의 개념설계와 상세설계를 완성하고 시스템의 기본적인 성능을 검증하고자 3차원 유한요소 해석을 수행하여 거동을 예측하고자 한다. 또한, 구조물의 구조시험을 통하여 실질적이 구조성능을 파악하고 해석결과와 비교?분석을 통하여 성능 및 유효성 검증을 수행하고자한다 콘크리트 옹벽의 벽체와 기초 뒷굽을 공장에서 일체로 제작하여 구조적 강성을 우수하게 하고, 현장에서 기초 앞굽을 프리스트레스력으로 연결 시공함으로써 기존 옹벽의 단점인 기초 지반 반력을 크게 저감시키고 전도와 활동에 만족할 수 있는 비교적 규모가 큰 역T형상의 프리캐스트 옹벽을 제공한다. 일반적인 옹벽의 안정검토 시 고려되는 기존 앞굽은 특히, 기초 지반 반력(Reaction Force)을 크게 저감시키는 구조 요소로써, 우리가 자주 볼 수 있는 현장에 설치된 옹벽의 전면 벽이 앞으로 기우는 현상은, 대부분 옹벽 전면 측 기초지반이 토압, 상재 하중으로 인해 침하가 일어나기 때문이다. 따라서 앞굽이 적절히 설치된 역T형 옹벽은 이런 현상이 거의 발생치 않아 옹벽 앞굽의 중요성은 매우 크다고 할 수 있다. 기존 옹벽구조물에서는 시도하지 않은 프리스트레스 공법을 효율적으로 도입할 필요가 있으며, 이 경우 압축력을 미리 발생시킴으로서 토압으로 인해 발생하는 앞굽의 인장력을 상쇄시켜, 최종적으로 기초 앞굽 단면에 발생하는 합성응력에는 인장력이 발생하지 않게(Full Pre-Stress 공법) 한다.
도로, 철도나 플랜트 등의 건설 시 부지를 효율적으로 활용하기 위한 방법으로써 개발대상 PC옹벽은 폭넓게 활용될 것이며, 방음벽 기초와 구조개념이 동일하므로(전도, 활동, 지반반력, 단면력 검토) 도심지역 도로주변이나 철도주변, 그리고 경사지역 등 공간이 협소한 지역에 설치되는 방음벽 설치공사현장에서도 유용하게 적용할 수 있다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 현장적용을 위한 기술 실증 및 대상기술제품을 완성하고 성과물 활용 실적 확대, 사업화를 위한 신기술 신청과 판매 차별화 전략을 수립한다. 프리캐스트 콘크리트 옹벽의 성능향상을 위한 옹벽 시스템을 구축하고 PS를 적용한 프리캐스트 콘크리트 옹벽의 설계기법을 정립하여 실물제작에 의한 현장 적용성 검토 및 구조적 안정성을 확립한다.
● 정착부, 부재 연결부 등 집중응력 발생요소에 대한 보강방법 연구 및 정립
● PS강봉을 활용한 프리캐스트 콘크리트 옹벽의 단계별 해체
● 옹벽의 제작절차, 세부 요구사항 및 괸리방법 정립
● 옹벽 시험결과의 분석 및 제작, 해석 및 설계에 반영
● 정밀 해석 및 설계 기법의 체계화
● 해석기법을 통한 구조시험의 성능 검증
● 옹벽 구조물의 타당성 검토를 통한 최적화 시스템 정립
● 테스트 베드 등을 통한 실용화 방안 모색
● 프리캐스트 콘크리트 옹벽의 사업화를 위한 차별화 및 마케팅 전략 수립
● 프리캐스트 콘크리트 옹벽의 사업화 제품화 방안 모색
● 프리캐스트 콘크리트 옹벽의 사업화 추진전략 구축
콘크리트 옹벽의 벽체와 기초 뒷굽을 공장에서 일체로 제작하여 구조적 강성을 우수하게 하고, 현장에서 기초 앞굽을 프리스트레스력으로 연결 시공함으로써 기존 옹벽의 단점인 기초 지반 반력을 크게 저감시키고 전도와 활동에 만족할 수 있는 비교적 규모가 큰 역T형상의 프리캐스트 옹벽을 제공한다. 일반적인 옹벽의 안정검토 시 고려되는 기존 앞굽은 특히, 기초 지반 반력(Reaction Force)을 크게 저감시키는 구조 요소로써, 우리가 자주 볼 수 있는 현장에 설치된 옹벽의 전면 벽이 앞으로 기우는 현상은, 대부분 옹벽 전면 측 기초지반이 토압, 상재 하중으로 인해 침하가 일어나기 때문이다. 따라서 앞굽이 적절히 설치된 역T형 옹벽은 이런 현상이 거의 발생치 않아 옹벽 앞굽의 중요성은 매우 크다고 할 수 있다.
도로, 철도나 플랜트 등의 건설 시 부지를 효율적으로 활용하기 위한 방법으로써 개발대상 PC옹벽은 폭넓게 활용될 것이며, 방음벽 기초와 구조개념이 동일하므로(전도, 활동, 지반반력, 단면력 검토) 도심지역 도로주변이나 철도주변, 그리고 경사지역 등 공간이 협소한 지역에 설치되는 방음벽 설치공사현장에서도 유용하게 적용할 수 있다.
‘제품개발’을 위하여 구조해석을 통한 최적화 구조단면형상을 선정하고 구조실험을
통하여 성능 검증을 수행하며 ‘고효율 저비용 프리캐스트 콘크리트 옹벽’ 시스템을
구축하여 신기술 등록을 통한 관공서나 대기업 등에 기술이전 등의 방법으로 제품화
및 사업화를 실현


























연구성과 기술적 기대성과 콘크리트 옹벽의 벽체와 기초 뒷굽을 공장에서 일체로 제작하여 구조적 강성을 우수하게 하고, 현장에서 기초 앞굽을 프리스트레스력으로 연결 시공함으로써 기존 옹벽의 단점인 기초 지반 반력을 크게 저감시키고 전도와 활동에 만족할 수 있는 비교적 규모가 큰 역T형상의 프리캐스트 옹벽을 제공한다. 일반적인 옹벽의 안정검토 시 고려되는 기존 앞굽은 특히, 기초 지반 반력(Reaction Force)을 크게 저감시키는 구조 요소로써, 우리가 자주 볼 수 있는 현장에 설치된 옹벽의 전면 벽이 앞으로 기우는 현상은, 대부분 옹벽 전면 측 기초지반이 토압, 상재 하중으로 인해 침하가 일어나기 때문이다. 따라서 앞굽이 적절히 설치된 역T형 옹벽은 이런 현상이 거의 발생치 않아 옹벽 앞굽의 중요성은 매우 크다고 할 수 있다. 기존 옹벽구조물에서는 시도하지 않은 프리스트레스 공법을 효율적으로 도입할 필요가 있으며, 이 경우 압축력을 미리 발생시킴으로서 토압으로 인해 발생하는 앞굽의 인장력을 상쇄시켜, 최종적으로 기초 앞굽 단면에 발생하는 합성응력에는 인장력이 발생하지 않게(Full Pre-Stress 공법) 한다.
사회 경제적 파급효과 기존 프리캐스트 옹벽의 저판길이를 줄여 중량을 기존 현장타설옹벽 중량의 50% 정도로 줄이고, 저판길이가 감소됨으로써 프리캐스트 옹벽의 장점을 가지면서 줄어든 저판길이에 비례하여 시공이 더욱 쉬워지고, 토공량이 감소하며, 토지매입 비용이 절감되는 등 그 장점을 극대화할 수 있는 기술이다. 따라서 국내의 플랜트, 도로, 철도, 건축공사의 옹벽공법으로 대량 채택될 것이며, 이럴 경우, 국내외 건설현장에서의 파급효과는 매우 높을 것으로 판단된다.
활용방안 도로, 철도나 플랜트 등의 건설 시 부지를 효율적으로 활용하기 위한 방법으로써 개발대상 PC옹벽은 폭넓게 활용될 것이며, 방음벽 기초와 구조개념이 동일하므로(전도, 활동, 지반반력, 단면력 검토) 도심지역 도로주변이나 철도주변, 그리고 경사지역 등 공간이 협소한 지역에 설치되는 방음벽 설치공사현장에서도 유용하게 적용할 수 있다.
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 프리스트레스 프리캐스트 콘크리트 옹벽 PS강봉 사업화
영문 Pre-Stress Precast Concrete Retaining Wall PS Bar Commercialization
최종보고서
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