| 연구개발개요 |
본 연구개발에서 제안하는 새로운 형식의 교량용 복합 거더 시스템은 기존의 건설구조재료로써 통상적으로 사용되어 그 특성이 잘 알려진 강재, 콘크리트, PS강재 등을 이용하여 각 재료의 역학적 장점을 최대한 발휘하도록 최적의 구조적 조합을 형상화하였다. 기존의 교량용 거더와 다르게 중립축 주위의 비효율적인 재료를 배치하지 않고, 강재에 충진된 콘크리트가 압축능력을 최대한 발휘하도록 아치 리브(arch rib)를 형성하도록 하였으며, 아치효과의 효율적인 도입을 위하여 프리스트레스를 도입하였다. 결과적으로 콘크리트 충진 강관구조(Concrete Filled Steel Tubular Structure, CFT구조), 아치구조(Arch Structure), 프리스트레스트 구조(Prestressed Structure)의 효율적 복합구조화를 통해 저중량의 장경간화가 가능하고 구조적인 안전성과 우수성뿐만 아니라 유지관리의 효율성을 증진시킬 수 있으며, 생애주기비용의 감소와 경관과 어우러진 심미적인 효과를 기대할 수 있다. 기존 건설 구조재료의 재료적, 역학적 장점을 극대화할 수 있도록 제안된 새로운 교량용 거더 시스템의 역학적 우수성과 안전성을 검증하며 경제적 효용성을 실증하기 위한 연구를 수행고자 한다. 제안된 거더 시스템의 구조설계와 효율적인 단계별 시공절차를 정립하고 실물모형실험 및 상세부 구조실험을 수행하며, 실용화를 위한 설계기준/지침, 시방서, 표준도 등 기준 도서를 작성하고 LCC분석을 통해 구조수명동안의 비용 효율적 설계 및 유지관리 방안을 제시한다. 제안된 거더 시스템을 구성하는 강재, 콘크리트, PS강재 등은 이미 그 거동특성 및 합성작용에 대한 많은 연구개발이 진행되어 있으므로, 상대적으로 적은 기간과 비용의 투입으로도 실용화가 가능할 것으로 판단된다.
|
| 최종목표 |
본 연구는 콘크리트 충진 아치형 강재거더의 긴장을 통해 구조적, 경제적 효율성을 극대화한 새로운 형식의 복합구조 거더(Concrete-Filled and Tied Steel Tubular Arch Girder; CFTA Girder) 시스템의 실용화를 최종목표로 한다. 최종목표 달성을 위한 단계별 세부 목표는 다음과 같다. - CFTA 거더의 설계 및 시공방법 정립 - CFTA 거더의 실물모형 및 상세부 실험을 통한 실증 - CFTA 거더 교량의 설계, 시공, 유지관리 등 관련 지침 도출
|
| 연구내용 및 범위 |
본 연구는 총 3차년도 연구로서, 1차년도에는 CFTA 거더의 설계를 위한 복합구조의 설계방법을 정립하고, 효율적이고 경제적인 시공 단계 정립을 위한 연구를 수행한다. 2차년도에는 CFTA 거더와 바닥판 합성단면에 대한 설계 및 단계별 제작과 관련한 상세연구를 수행하고, 모형실험체를 설계 및 제작하여 구조적 안전성, 사용성 및 시공성을 검토한다. 3차년도에는 본격적인 실용화를 위한 세부적인 거동분석과 설계, 시공, 유지관리 관련 지침을 작성하고, 상세부 설계를 포함한 설계 예제집 및 표준도면을 작성한다. 주요항목별 연구내용 및 범위는 다음과 같다. 1. CFTA 거더의 거동특성 평가 - 새로운 조합의 CFTA 거더 시스템에 대한 거동특성을 평가하기 위한 이론적 고찰 - 구성 재료 및 구조형상의 특성을 고려한 해석모델 개발 - CFTA 거더를 이용한 교량의 안전성 및 성능 평가 2. CFTA 거더의 설계 및 시공방법 정립 - 합성거거의 설계 및 시공관련 자료 수집 및 분석 - 기존의 교량 설계관련 기준을 만족하는 설계방법 정립 - 설계변수 변화에 따른 최적 CFTA 거더 시스템 도출 - CFTA 거더교량의 설계프로그램 개발 - 가설단계에서의 구조적 효율성 증대 및 경제적인 시공방법 정립 3. CFTA 거더의 실증 실험 - 해석적 효과의 실제적 검증을 위한 거더 시스템 모형실험 - 시공성, 안전성, 사용성 등 실교량 적용성 검증을 위한 실물 모형실험 - 상세부 거동특성 파악을 위한 검증 실험 - 모형 실험 및 상세부 거동 실험을 위한 실험체의 설계, 제작 4. CFTA 거더를 이용한 교량의 경제성 평가 - CFTA 거더를 이용한 합성교의 생애주기비용 분석 - 시공 및 운용 중의 위험요소를 고려한 안전도평가 5. 설계, 시공 및 유지관리를 위한 기준 도서 작성 - 설계, 시공, 유지관리 지침(안) 작성 - 설계 예제집 및 표준화 설계개념 도입을 위한 표준도면 작성
|
이 누리집은 대한민국 공식 전자정부 누리집입니다.
