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과제현황 목록

과제기본정보

횡변위 방지시스템을 적용한 일체긴장 PSC거더의 개선기술 개발3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 22TBIP-C155684-03
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 건설업
2순위 원자력 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 횡변위 방지시스템을 적용한 일체긴장 PSC거더의 개선기술 개발
주관연구기관 (주)삼현비앤이
총괄연구 책임자 성명 김충언
소속 (주)삼현비앤이 직위 전무
전화번호 02-430-6642 FAX 02-3402-1894
총 연구기간 2020-04-27 ~ 2022-09-30
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-09-30

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
3차년도 80,000,000 20,000,000 180,000,000 200,000,000 280,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 본 사업화 기술은 국내 도로교 및 철도교의 기술시장에 보편화되어 적용하고 있는 PSC-I형 거더 제작시 발생되는 문제점인 횡변위(횡만곡) 현상을 제어할 수 있는 신개념 공법 개선 기술로서, 거더에 횡변위 방지시스템을 적용하여 종방향으로 텐던이 좌·우 대칭되도록 배치하고 좌·우 텐던을 일체로 긴장·정착할 수 있어 텐던의 비대칭 및 프리스트레스 도입차 등에 의해 거더 시공 중 발생하는 횡변위(횡만곡) 현상을 근본적으로 방지하여 시공성 및 안전성을 개선 한 기술.
최종목표 - 일체긴장 PSC거더의 최적구조 개발
· 최적 텐던배치 구조 도출
· 경간 대비 형고 최적화
· 경제성을 고려한 개량형 PSC거더 최적형식 도출
- 일체긴장 PSC거더의 설계/시공기술 개발
· 표준단면 설계도서(L=40m,50m,55m) 1식
· Y형 텐던분배기구 금형몰드제작 및 생산시스템 구축
: 강연선 30-15가닥, 강연선 24-12가닥 분산형
· 시공기술 개발
: 시공 프로세스 정립, 인장계획·보고서 구축
: 횡변위제어 정밀제작방안 도출
: dual 쉬스 일체(고정)화 상세 개발
: 3D기반 설계를 통한 철근,쉬스 간섭여부 검토
· 경제성 및 LCC 분석 1식
· 설계, 제작·시공지침 및 유지관리지침 각 1식
· 특허출원 및 등록 1건
- 일체긴장 PSC거더의 구조성능 검증
· 실물모형 실험체 제작성 평가
: 계측/계산 오차 5% 이내
: 인장·셋팅시 횡변위 L/1500 수준 제어
· 실물모형 실험체 정적재하시험
: 균열안전성 1.2배 이상 확보
: 극한안전율 2.5배 이상 확보
- 일체긴장 PSC거더의 제품화 및 사업화
· 홍보용 브로슈어 제작
· 기술기사 게재, 학술발표 1건
· 기술홍보 3건 이상 실시
· Test-Bed 구축 및 현장재하시험
: 설계대비 내하력 2.5배 이상 확보
· 건설신기술 인증
· 해외수출 설계기술 개발
: 수출 목표 국가 선정 / 설계 코드 분석
: 생산 재료 강도에 따른 설계단면 검토(단면표준화)
: 목표 국가 설계기준에 따른 설계도서 1식 작성
연구내용 및 범위 1. 1차년도
- 최적구조 개발
· 횡변위 방지시스템을 적용한 Bicon 거더 및 개량형 PSC거더 비교 연구 수행 → 최적 형식 도출
· 텐던 배치 및 정착 위치에 따른 위험단면 응력변화 검토 → 최적 텐던 배치 구조 도출
· 단순교 및 연속교 텐던배치 적절성 검토
- 횡변위 방지시스템 및 제작기술 개발
· 횡변위 방지시스템 Y형텐던분배기구 금형몰드 제작 (강연선 30-15가닥 분배용, 24-12가닥 분배용)
· Y형텐던분배기구 생산시스템 구축
· 블로우 성형 가공에 따른 시험 생산 및 품질 검토
· 설계 구조계산서 보완 작성 (정착구, 전단검토 등)
· 정착구 및 Y형 텐던분배기구 설계 상세 구조 개발
· 최적 형식 도출에 따른 PSC거더 전용 거푸집 개발
- 실물실험체 구조성능 검증
· 실물실험체 L=50m 제작성 평가
: 콘크리트 타설 전,후 철근, 쉬스, 거푸집 조립 정밀도 계측
: 프리스트레스 도입시 좌,우 긴장력, 횡변위 및 솟음 계측 / 거더 셋팅시 횡변위 계측
· 실물실험체 정적재하실험
2. 2차년도
- 설계기술 개발
· LSD 설계기반 최종 구조계산서 작성
· 설계단면 표준화(20~55m)
· 설계도서(L=40m,50m,55m) 1식 작성 (구조계산서, 도면, 수량)
· 설계 지침서 작성
· 경간별 경제성 분석 및 LCC 분석
- 시공기술 개발
· 시공 중 횡변위 영향 인자 변수 분석 → 횡변위제어 정밀제작방안 도출
· 시공 프로세스 정립
· Dual 쉬스 일체(고정)화 상세 구조 개발
· 3D 기반 설계를 통한 시공시 철근, 쉬스 등의 간섭 여부 검토
· 인장계획·보고서 구축
· 시공 지침서 및 유지관리 지침서 작성
· 홍보용 브로슈어 제작
· 학술발표 및 기술홍보 실시
3. 3차년도
- Test-Bed 구축 및 성과활용 추진
· Test-Bed 설계 및 시공
: 실구조물 제작성 평가, 횡변위 제어성능 평가
- 현장재하시험
· 현장재하시험 계획 수립 (계측도 작성)
· 정적재하 및 동적재하 시험 실시
· 변형률, 처짐 등의 계측 수행
· 재하시험 보고서 작성
- 건설신기술 인증
· 원가계산 및 선행기술조사 실시
· 신기술 신청서 작성/제출/평가 등의 수행
- 성과활용 지속 추진
· 학술기사 게재
· 기술설명 순회방문
- 해외수출 설계기술 개발
· 해외 시장 목표 국가 선정 / 설계코드 분석
· 설계코드에 따른 구조계산서 작성
· 수급 가능한 재료강도에 따른 PSC거더 기술개발 → 경간별 표준단면화
· 목표 국가 설계코드에 따른 설계도면 1식 작성
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 일체긴장 PSC 거더의 최적 구조개발 및 구조성능 검증 - Bicon 거더 및 개량형 PSC거더 비교 연구 수행 → 최적 형식 도출
- 텐던배치에 따른 거더 전구간 응력변화 변수 연구 → 최적 텐던 배치 구조 도출
- 단순교 & 연속교 텐던배치 적절성 검토
- 일체긴장 PSC거더 설계기술 보완
· 극한한계상태 해석 보완 / 정착구 지압응력 검토 / 전단검토 등 추가
· 연속화시 연속부 장기거동에 의한 응력 변화 검토
- 횡변위 방지시스템 Y형텐던분배기구 금형몰드 제작 및 생산시스템 구축
· 강연선 30-15가닥 분배용, 강연선 24-12가닥 분배용
· 금형몰드 제작 및 블로우 성형 가공에 따른 품질 검토
- 특허 출원 1건
- 일체긴장 PSC거더의 전용 거푸집 개발
- 실물실험체 제작성 평가
· 철근, 쉬스, 거푸집 조립도 계측 (콘크리트 타설 전·후)
· 인장시 좌,우 텐던의 긴장력 및 횡변위 평가, 텐던의 직선도 평가
- 실물실험체 정적재하실험
· 셋팅시 횡변위 계측 / 극한하중 재하에 따른 변형률 및 처짐 계측
연구성과 기술적 기대성과 - PSC거더 횡변위를 제어할 수 있는 기술의 확보로 현 수준보다 더 확장된 PSC 거더의 장경간화 가능
- 횡변위 방지시스템의 효과와 최종 실교량 거더의 안전성 검증까지 실용화 기술이 확립된다면 기술개발 완료시 선진 수준 이상의 기술을 보유할 수 있음.
- 해외수출 국가의 현지 시방기준 코드와 재료 생산 기술 그리고 가격경쟁력 등을 감안한 해외 수출에 적합한 현지화 설계기술을 개발하여 해외수주가능.
- 본 기술이 보다 더 진보가 되고 발전이 된다면, 본 기술을 다수의 해외국가에 특허로 지정하여 제품이 아닌 기술력을 수출하는 새로운 고부가가치 창출가능 및 국제적으로 나아가는 발판 제공
사회 경제적 파급효과 1. 사회적 측면
- 교량 건설 중 거더 전도 등 사고 위험의 감소로 건설안전 사회실현에 기여
- 슬림하고 세련된 장경간 PSC 거더의 구현으로 사회가 요구하는 주변 환경과 어울리는 교량 구현이 가능

2.경제적 측면
- 횡변위가 발생된 거더를 원상복구하기 위한 별도의 장치·설비가 불필요하므로 이에 따른 공사비 절감에 기여
- PSC거더의 단순공정으로 저형고·장경간화를 구현할 수 있어 접속도로의 선형계획에 유리하고 기타 형하공간에 제약을 받는 현장에 효율적으로 사용이 가능.
활용방안 - 경간장 60m 이내의 도로교·철도교·생태교 시장 적용
- 고소(高所) 교량 및 해상 교량 현장 적용
· 하부구조물의 공사비 증가로 인해 PSC거더의 장경간화하여 적용하는 추세임
· PSC거더의 장경간화시 시공중 횡변위(횡만곡) 발생으로 인한 전도의 위험 최소화 가능
- 개량형 PSC거더에의 응용 활용
· 기술협약,특허협약등의 기술실시 사업등을 통해 타사 보유 개량형 PSC거더 조합활용을 통해 본 기술의 활용성 확대
- 해외 개발도상국(동남아) 교량 시장 진출
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 교량 거더 프리스트레스트 횡변위(횡만곡) 일체긴장
영문 Bridge Girder Prestressed Lateral deformation Jacking in one anchorage
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