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과제현황 목록

과제기본정보

프리팹 PSC거더와 바닥판 일체화용 스마트 전단합성 시스템 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 22CTAP-C164156-02
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 건설업
2순위 원자력 | None | None 실용화대상여부 비실용화
3순위 원자력 | 핵자료 기술 | None 과제유형 개발
과제명 프리팹 PSC거더와 바닥판 일체화용 스마트 전단합성 시스템 개발
주관연구기관 (주)삼현비앤이
총괄연구 책임자 성명 김충언
소속 (주)삼현비앤이 직위 전무
전화번호 02-430-6642 FAX 02-3402-1894
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
현금 현물 소계
2차년도 210,000,000 15,000,000 125,000,000 140,000,000 350,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 콘크리트 교량에 있어서 노후화되거나 손상된 PC바닥판의 부분 해체/교체가 용이한 PSC 거더와 PC바닥판 간 기계식 방식의 분리가 가능한 착탈식 합성장치를 개발
- 개발 기술은 기존 방식을 적용할 때 문제로 지적되던 전단 합성성능의 저하를 개선함은 물론, 바닥판 철거 시 휠쏘/다이아몬드쏘/브레이커 등의 사용을 줄임으로써 소음/진동 및 비산먼지 발생을 방지하고, 바닥판 교체 공사 시 교통차단/공사기간을 획기적으로 단축시켜 시민들의 안전과 불편을 최소화할 수 있음.
○ 본 연구개발을 통해 노후 콘크리트 교량의 장수명화를 위한 프리팹 기반의 완전 탈부착이 가능한 PC 바닥판 급속교체 기반기술을 확보함으로써, LCC기반의 교량 유지관리 비용 절감에 기여하고자 함.
최종목표 프리팹 적용을 위한 PSC거더-PC바닥판 매립형 착탈식 정착장치 개발

□ (1차년도) 프리팹 적용을 위한 PSC거더-PC바닥판 매립형 착탈식 정착장치 개발
- 매립형 착탈식 정착장치 시작품 개발 및 역학적 거동 평가
- 전단연결부 성능평가 실험체 설계, 제작 및 수평전단 실험 검증
- 축소모형 실험체 설계 및 착탈식 정착장치 적용 PC 바닥판 철거/해체 절차서(안) 제시

□ (2차년도) 축소모형 실험 성능검증 및 설계기준(안) 및 실교량 적용 설계서 제시
- 축소모형 실험체 제작, 구조해석 및 성능평가 실험 검증
- 개발 기술을 적용한 실교량 설계서 및 시공절차서 작성
- 매립형 착탈식 정착장치를 적용한 PSC교량 설계기준(안) 및 급속교체 프로세스 제시
※ 후속 기술사업화 과제 지원을 위한 사업화 방안 제시
연구내용 및 범위 - 매립형 착탈식 정착장치의 실교량 적용을 위한 프리팹 설계 및 시공 기준 검토 (PSC 거더)
- 매립형 착탈식 정착장치 가공 및 수평전단실험 실험체 센서 설치
- 실내 축소모형 실험을 위한 실험체 설계(지간 10m 내외) ? (PSC 거더) 설계도면, 구조계산서 등 작성
- 전단연결부 성능평가(수평전단실험) 실험체 설계 및 제작 ? 수량 : 실험변수(해석변수 연계), 성능평가 항목(정적성능/피로성능) 등을 고려하여 결정
- 매립형 착탈식 정착장치의 실교량 적용을 위한 프리팹 설계 및 시공 기준 검토 (PC 바닥판)
- 착탈식 정착장치 적용 PC 바닥판의 해체/철거 절차서(안) 제시
? 국내외 콘크리트 바닥판(현장타설·프리캐스트) 해체 공법 조사 및 문제점 분석
? PSC거더-PC바닥판 사이 베딩층의 부착성능 제거 방법 검토
? 콘크리트 바닥판 교체(전면/부분) 및 재시공에 대한 국내외 시방기준 및 시공사례 분석
- 실내 축소모형 실험을 위한 실험체 설계(지간 10m 내외) ? (PC 바닥판) 설계도면, 구조계산서 등 작성
- PSC 거더-PC 바닥판의 프리팹(Prefab) 시공을 위한 매립형 착탈식 정착장치 개발
? PSC 교량의 전단연결재(거더-바닥판 합성) 연구동향 조사 및 사례 분석
? 다양한 설계변수에 대한 해석적 검토를 통해 착탈식 정착장치의 역학적 거동 파악
- 상세 구조해석을 통한 착탈식 정착장치의 시작품(안) 제시
- 수평전단실험체에 대한 실험 계획수립 및 실험 준비
- 수평전단실험(정적 성능) 수행 및 결과 분석
- 매립형 착탈식 정착장치를 적용한 설계기준(초안) 도출

- 축소모형 실험체 제작(PSC 거더) 및 센서 설치
- 착탈식 정착장치를 적용한 30m급 실교량 설계 및 적용성 검토 (PSC 거더) ? 설계서(도면, 구조계산서), 공사원가 산출, 시공절차서 작성, 기존 공법 대비 비교 검토
- 경제성 및 시장성 분석(PSC 거더) 및 사업화 계획에 반영
- 실용화/사업화 방안(후속 사업화과제 제안서) 제시
- 착탈식 정착장치를 적용한 30m급 실교량 설계 및 적용성 검토 (PC 바닥판) ? 설계서(도면, 구조계산서), 공사원가 산출, 시공절차서 작성, 기존 공법 대비 비교 검토
- 개발기술을 적용한 기존 노후?손상 바닥판 급속교체(부분/전체) 프로세스 제시
- 경제성 및 시장성 분석(PC 바닥판) 및 사업화 계획에 반영
- 착탈식 정착장치를 적용한 축소모형 실험체에 대한 전체계 구조해석
- 축소모형 실험결과를 반영한 착탈식 정착장치에 대한 최종 시제품(Proto-type) 개발 완료
- 수평전단실험(피로 성능) 수행 및 결과 분석
- 축소모형 실험체에 대한 휨성능 실험 및 성능평가 결과 분석
- 착탈식 정착장치를 고려한 교량 설계기준(안) 제안
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 - 매립형 착탈식 정착장치의 실교량 프리팹(Prefab) 설계 검토
- 전단연결부 실험체 제작 및 실내 축소모형 실험체 설계
- 매립형 착탈식 정착장치 시작품(안) 개발
- 매립형 착탈식 정착장치의 합성성능 실험 검증
- 매립형 착탈식 정착장치의 실교량 적용을 위한 프리팹 설계 및 시공 기준 검토 (PSC 거더)
- 매립형 착탈식 정착장치 가공 및 수평전단실험 실험체 센서 설치
- 실내 축소모형 실험을 위한 실험체 설계(지간 10m 내외) ? (PSC 거더) 설계도면, 구조계산서 등 작성
- 전단연결부 성능평가(수평전단실험) 실험체 설계 및 제작 ? 수량 : 실험변수(해석변수 연계), 성능평가 항목(정적성능/피로성능) 등을 고려하여 결정
- 매립형 착탈식 정착장치의 실교량 적용을 위한 프리팹 설계 및 시공 기준 검토 (PC 바닥판)
- 착탈식 정착장치 적용 PC 바닥판의 해체/철거 절차서(안) 제시
? 국내외 콘크리트 바닥판(현장타설·프리캐스트) 해체 공법 조사 및 문제점 분석
? PSC거더-PC바닥판 사이 베딩층의 부착성능 제거 방법 검토
? 콘크리트 바닥판 교체(전면/부분) 및 재시공에 대한 국내외 시방기준 및 시공사례 분석
- 실내 축소모형 실험을 위한 실험체 설계(지간 10m 내외) ? (PC 바닥판) 설계도면, 구조계산서 등 작성
- PSC 거더-PC 바닥판의 프리팹(Prefab) 시공을 위한 매립형 착탈식 정착장치 개발
? PSC 교량의 전단연결재(거더-바닥판 합성) 연구동향 조사 및 사례 분석
? 다양한 설계변수에 대한 해석적 검토를 통해 착탈식 정착장치의 역학적 거동 파악
- 상세 구조해석을 통한 착탈식 정착장치의 시작품(안) 제시
- 수평전단실험체에 대한 실험 계획수립 및 실험 준비
- 수평전단실험(정적 성능) 수행 및 결과 분석
- 매립형 착탈식 정착장치를 적용한 설계기준(초안) 도출
연구성과 기술적 기대성과 - 부분 손상/노후화 PC바닥판 교체 공사기간 대폭 감소 및 교체/재시공에 유리한 프리팹 모듈러 합성 핵심기술 확보
- PC바닥판 파쇄 시 기존의 습식공법의 콘크리트 슬러지 문제와 건식공법 문제점인 절단면 분진 문제를 획기적으로 저감시킬 수 있는 기술 확보 가능
- T-sleeve를 갖는 전단 스터드볼트 개발 및 프리팹 기반 모듈화 착탈식 합성시스템 개발을 통하여 손상 PC바닥판 교체 및 재시공 부분에서 신설교량 기준 30% 수준까지 경제성 향상(LCC기반)
- 부분·전면 교체용 전단연결 합성 시스템 및 정착장치의 정량적 성능검증 및 설계기준 마련을 통한 신규 PSC거더 교량 시공·설계기술 확보
사회 경제적 파급효과 - 탈부착이 용이한 상부구조 PC바닥판의 재시공 기간을 30% 단축, 공사비용 10%이상 절감 가능
- 국내외 손상바닥판 부분(전면)교체사업에 참여할 수 있는 신기술의 제공으로 국내 시공사 및 설계사의 관련 시장진출 확대
- 기계식 파쇄 등의 교체방식이 아닌, 분리식 모듈화 교체 기술의 개발로 국내 교량 유지관리 및 교체시장에 대한 정부투자 확대로 관련 시장수요 확대 유도 및 교량 유지관리 예산 절감
- PC바닥판에 대한 착탈식 교체기술 선점을 통해 해외 교량 교체시장에 대한 국내 기업의 진출 확대
- 매립형 착탈식 합성기술 개발로 PC바닥판 해체 및 재시공 공사기간을 획기적으로 단축시켜 교통통제을 최소화 하고, 소음/진동/미세먼지 발생 등 환경오염을 억제하여 교량공사에 따른 시민불편 감소
- LCC측면 지속가능한 유지관리기술 확보로 교통체증, 소음, 비산먼지 등 지역사회 불편 최소화
- 신속한 시공을 통해 지역사회 불편 최소화 및 교통 물류 중단 해소
활용방안 - 시험시공을 통한 도심지 노후/손상 바닥판 급속교체 신기술 확보
- 설계기준 개정, 기술이전 등 실용화를 통한 시장 진출
- 프리팹 모듈화 기술 확보로 신규 교량시장 및 바닥판 부분교체 시장 확대 → 도심지, 고속국도, 횡단교량 공사 적용 확대
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 프리팹 스마트 전단합성 PSC거더 모듈러 교량 생애주기
영문 Prefab Smart Shear Connection PSC Girder Modular Bridge LCC
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