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과제기본정보

중지간 교량의 시공 및 구조 효율성 증진을 위한 신형식 상부구조 시스템 실용화3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 07CCTI-C043069-03
국가과학표준분류 1순위 건설·교통 | 구조물·지반공학 기술 | 강구조·합성 구조 기술 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 -
과제명 중지간 교량의 시공 및 구조 효율성 증진을 위한 신형식 상부구조 시스템 실용화
주관연구기관 현대건설(주)
총괄연구 책임자 성명 김광수
소속 현대건설(주) 직위 책임연구원
전화번호 02-746-0103 FAX 051-501-7480
총 연구기간 2005-07-29 ~ 2008-08-16
당해연도 연구기간 2007-08-17 ~ 2008-08-16

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
3차년도 383,000,000 110,000,000 280,000,000 390,000,000 773,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 중지간 교량의 경제성과 구조 효율성을 증진시키기 위하여 신형식 상부구조 시스템을 개발, 실용화 한다.
최종목표 국내 최대 비중을 차지하는 중지간 교량의 시공 및 구조적 효율성을 증진시키는데 그 목적이 있다. 복합구조 교량은 적절한 대안이 될 수 있으며 실용화를 통하여 전반적인 공사비의 절감과 안전성 제고, 그리고 시공의 합리화를 이루고자 한다. 특히 복합트러스 및 파형강판 교량의 실용화를 이루기 위하여 접합부 설계를 비롯한 구조 요소기술을 개발하고 실 구조물의 설계 및 시공기술에 대한 광범위한 분석도 실시한다.
연구내용 및 범위 최대 지간장이 40~110m의 범위에 있는 중지간 교량은 국내 교량의 전체 연장에서 차지하는 비율이 가장 높아 이를 대상으로 한 기술개발은 파급효과가 매우 크다. 본 연구에서는 중지간 교량 적용을 위한 신형식 상부구조 시스템으로서 복부를 파형강판이나 강재 트러스 구조로 구성한 복합교량의 실용화를 통하여 시공 및 구조 효율성을 증진시키는 것을 최종 목표로 하며 구체적 연구 범위는 다음과 같다.
- 전단 연결재의 개발 및 설계식 도출과 실 교량을 통한 검증
- 복부 트러스 구조를 갖는 복합교량과 복부 파형강판 복합교량의 실용화
- 복부 강재구조를 갖는 복합교량의 철도교 적용 및 사용성 평가 연구
복합교량은 서로 다른 재료를 부재에 동시에 적용하여 장점을 최대한 활용하는 구조 시스템을 가진 교량으로 중지간 교량에 유용하게 적용될 수 있다. 특히, 복부 강재구조를 갖는 PSC 복합구조 교량은 단면의 효율 향상은 물론, 물량 감소를 비롯한 경제적 효과까지 기대할 수 있다. 또한 구조물 자중감소를 통하여 대블럭 공법을 비롯한 다양한 효율적 시공법의 적용과 공사기간의 획기적 단축이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 강재 복부구조를 갖는 복합구조 교량의 요소 설계기술의 개발과 시공법 연구, 그리고 활용범위 확대를 위한 철도교 적용 연구를 수행하게 된다. 주요 연구는 기반기술의 개발과 핵심기술의 확보, 그리고 실 구조물 검증을 통한 실용화로 요약된다.
- 구조형식별 기반기술과 기본이론 분석을 위한 해석 및 실험적 연구를 수행한다.
- 중지간 교량으로서 복합교량의 기반 이론을 분석하고 철도교 적용 기반연구
- 복부 강재구조를 갖는 복합교량의 전단 및 사용성 설계 등 핵심기술을 개발한다.
- 접합부 적용을 위한 전단 연결재의 변수별 요소 실험과 새로운 설계식 도출
- 복부 트러스 및 파형강판 복합교량의 안전성, 사용성 평가기술 개발과 거더 실험
- 대규모 구조실험을 통한 검증 실험을 통하여 복부 강재구조 복합교량을 실용화한다.
- 실용화를 위한 비틀림 설계 기술, 횡방향 및 연결부 설계기술의 정립
- 거더 실험체의 설계 및 제작을 통한 기반이론과 핵심기술의 검증과 보완
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 현장적용을 위한 검증
실험 및 종합적 성과도출

1. 모형 복합교량 실험체의 설계 및 제작
2. 기술개발 성과의 검증을 위한 극한하중 재하실험
3. 복합구조 철도교 동적 사용성 평가
4. 설계 지침서(안) 작성 		1 모형 복합교량 실험체의 설계 및 제작
- 실제 구조물의 거동에 가장 가까운 모형 복합교량의 설계
- 연구 성과의 검증 및 보완과 시공기술 분석을 위한 모형 교량 실험체의 제작
- 극한하중 재하를 통한 파괴 거동 분석
2 파형강판 복합교량의 비틀림 거동 및 횡방향 설계
- 비틀림 거동 영향 인자 추출과 횡방향 설계기법의 정립
3 연결재 설계식의 검증 및 보완
- 연결부 거동을 계측하고 이를 바탕으로 한 설계식 보완
4 철도교 단면도출과 사용성 검토
- 단면특성 및 동특성을 고려한 복합구조 철도교 단면 도출
5. 설계 지침서(안) 작성
- 기존 연구자료 및 설계기준에 대한 분석과 3년간의 각종 실험 및 해석 결과를 바탕으로 한 설계 지침서(안) 작성
- 복합교량의 시공시 고려해야할 사항도 언급
연구성과 기술적 기대성과 해외의 기술적 조류에 부응하는 교량 기술을 확보하여 선진국과의 기술적 격차를 해소하고 설계 및 시공분야에서의 경쟁력 확보
동일한 지간장의 교량에 있어서 형고를 낮출 수 있어 하부 공간상의 제약이 많은 곳에서도 교량을 건설
자중을 경감시켜 상, 하부구조의 전반적 규모를 줄일 수 있고 지반조건상의 제약이 많은 지역에서 효율적으로 적용
FCM, ILM 등의 기존 공법을 이용하여 시공하는 경우에도 시공단계에서의 단면력이 설계에 미치는 영향을 최소화
상부 구조의 자중 경감에 따라 대블럭 가설, 경간 일괄 가설 등을 비롯한 다양한 공기단축형 시공법의 적용이 가능
연결재의 개발과 접합부 설계법의 확립은 합성 구조체의 전반적인 해석 및 설계기술을 향상
철도교의 경간장 증대를 기대할 수 있으며 이를 통하여 사용성 및 경제성을 제고
고성능 콘크리트를 비롯한 구조적 성능이 우수한 토목재료의 적용성 확대
사회 경제적 파급효과 고속국도 및 일반국도에서 총 연장대비 60%에 이르는 중지간 교량의 시공 및 구조 효율성 증진으로 전반적인 공사비 절감과 시공성 개선
약 1조원에 이르는 기존 중지간(40m~110m) 교량의 년간 건설비를 물량 감소 및 공기단축을 통하여 5% 이상 절감 가능
신형식 및 특수 구조물의 설계와 시공, 그리고 감리를 위하여 반복적으로 해외에 유출되는 기술적 비용을 절감
자중 감소를 이용한 급속 시공법의 채택으로 조기 개통에 따른 사회적 기회비용의 획기적 감축
향후 해외 공공공사 입찰에서 크게 증대될 것으로 예상되는 Design-Build 방식의 공사 수주를 위하여 요구되는 선진 교량기술의 확보
활용방안 개발된 형식의 구조물은 다음과 같은 환경에서 교량을 건설할 경우에 특히 유용할 것으로 예상된다.

지반조건이 열악한 지역에서의 교량 건설
경간 구성에 있어서 중지간 이상이 요구되면서 형고 제약이 심한 지역
상부 돌출 구조물이 없이 비교적 장지간의 교량을 설계해야 하는 경우
급속시공 등을 위하여 프리캐스트 대블럭 가설이 필요한 경우
경관성과 투시성이 강조되는 횡단 교량 및 도심지 구조물
풍하중의 영향이 우려되는 지역에서의 구조물 건설
상부구조의 자중을 감소시켜 하부 구조물의 단면을 감소시켜야 하는 경우
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
영문 중지간 교량 복합구조 복합 트러스 파형강판 철도교
최종보고서
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최종보고서 0556_중지간 교량의 시공 및 구조 효율성 증진을 위한 신형식 상부구조 시스템 실용화.pdf   다운로드

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