| 1차년도 |
? 자료수집 및 추가 개발기술 분석 - 국내외 자료조사 - 유사기술 설계도서 수집 및 분석? 제품화를 위한 성능개선 공법 및 공정개발 모델 정립 - 거더 길이별 모델링 - 교량 연장별 모델링 - 시험시공 대상교량 실시설계 - PC 합성판형교 설치 공정개발 - 설계시방서 및 유지관리지침서 작성? 시제품 개발 및 제작 - PC 합성판형교 제작(실내시험용 20m 콘크리트 슬래브)? 현장시험부설 - PC 합성판형교의 현장 시험부설
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- 인터넷 및 도서를 통한 자료조사 - 기 발주된 실적자료를 통한 유사기술 설계도서 수집 및 분석 - 보유 know-how 및 추가 검토자료를 통한 - 기 보유기술 적용시 도출된 문제점개선 연구 - 대상교량선정 - 성능개선 실시설계 - PC 합성판형교 안전성해석 및 축력해석 - 거더 연속화 기술개발 - 설계시방서 및 유지관리 지침서 작성 - 시방서 조건에 부합하는 콘크리트강도, 이음부 등 실험 실시 - 관련 제 실험 실시 (콘크리트 압축강도, 합성슬래브 진동시험, 받침용 고무 시험 등) - PC 합성판형교의 현장 이송 - PC 슬래브와 기존 판형의 합성이음
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
개발기술은 판형교 레일장대화를 위한 유일한 기술로서 건설신기술 제437호인 반고정형 축력저감교량받침 기술은 판형교의 내진성능개선에도 유용한 기술로 인식되어 내진성능 개선 공사에도 일부 적용되고 있다. 따라서 이 기술과 결합되어 개발되는 PC 합성판형교는 거더 자체의 소음과 진동을 획기적으로 감소시킬 수 있으며, 곡선교에서도 운행열차의 속도향상을 기대할 수 있다. 판형교의 속도향상은 급곡선부와 함께 기존선 철도속도향상에서 가장 큰 애로기술이었으며, 기존선 속도향상의 일환으로 연구개발하고 있는 틸팅차량의 180km/h 운행속도에 장애를 주는 판형교량의 처짐이 1/3이하로 감소되고 공진문제를 야기 시키지 않으므로 틸팅차량의 운행속도 달성에 기여하게 될 것이다. 기존 판형교에 본 개발기술을 적용하여 레일장대화를 이루면 레일 이음매의 충격소음을 감소시키며, PC 합성판형교는 열차 주행에 따른 강재의 처짐 및 진동을 감소시킬뿐 아니라 충격에 의한 고체 소음도 크게 감소시키게 된다. 이는 기술적 측면에서 기존 판형교의 문제점을 종합적으로 개선하는 기술로서 철도 소음에 의한 민원해소에도 크게 기여할 수 있고, 철도트러스교량에도 일부 활용할 수 있는 기술이다. 또한 표준화를 통해 제품품질향상 기대효과와 아울러 설계 및 시공비 절감에도 유리한 측면이 있으며, 이 기술개발 이전의 원천기술에 대해서도 소유권을 확보하고 있으므로 현장의 다양한 요구에 신속히 수용할 수 있는 기술적 ? 경험적 경쟁력 향상 효과를 기대할 수 있다.
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| 사회 경제적 파급효과 |
개발기술의 사회적 측면에서 살펴보면 철도는 에너지의 효율적 이용 등 친환경 교통수단으로 고속열차의 등장 등 최근 획기적 발전을 거듭하고 있다. 그러나 기존선에 다수 산재되어 있는 판형교량이나 트러스교 등 강철교량들은 열차운행에 따른 교량자체의 소음이나 진동은 물론 레일 이음매 충격 등에 의해 친환경 철도의 이미지를 크게 훼손시키고 있는 것이 현실이다. 개발기술은 이러한 부정적 인식을 불식시키는 기술로 친환경 철도구현에 크게 기여하게 될 것이다.또한, 본 개발기술로 기존 판형교에 레일장대화를 이룰 수 있으며 기존선 속도향상에 크게 기여하여 국가 물류체계개선에도 일익을 담당하게 될 것이다.이러한 측면에서 판형교는 전체가 성능개선이 필요하며 또한 정책적으로 추진되고 있다. 판형교 성능개선으로 교량의 신설 또는 유도상화가 있으나 교량의 신설은 막대한 공사비는 물론 최소 6개월 이상 열차가 서행해야하는 어려움을 겪고 있다. 또한 유도상화의 경우 증량구조물의 설치에 따른 안전사고, 교각의 보강, 현장콘크리트 타설의 품질문제, 도상자갈의 유지관리, 구체균열 등 단점은 물론 단선 철도교의 거더만 교체하는 유도상화는 복선고속철도 교량 건설비와 거의 일치하는 등 비 경제적이다. 본 개발기술은 거더 유도상화의 1/2이하의 공사비로 판형교를 개량할 수 있는 기술로서 공기단축은 물론 내진성능개선이 포함되며 충격 및 진동의 저감으로 교량구조물의 피로파괴나 보자리 손상의 감소와 더불어 슬래브 궤도로서 생력화가 가능함으로 궤도 유지관리비의 저감효과도 획기적으로 기할 수 있는 경제성이 우수한 기술이다. 남북철도 및 대륙철도 연결사업에도 낙후된 북한의 철도와 동남아 등 일부 철도 후진국에 부설되어 있는 판형교의 성능개선 사업에도 참여하거나 기술지도 및 기술이전을 통해 수출을 기대할 수 있을 것이다.
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| 활용방안 |
2010년도부터 철도교량도 환경소음 규제 대상에 속하며 현재 경부선 한강철교, 원동천교량 등 많은 판형교량에서 충격 및 소음으로 많은 민원이 발생되고 있는 실정이다. PC 합성판형교 성능개선 기술은 경량으로 공정이 단순하고 경제적으로 시공이 가능한 기술로 국내에 현존하는 철도판형교(약 800개) 중 민원대상이 되는 교량을 중심으로 적용시킬 수 있을 것이다. 또한 철도 유지관리에서 궤도생력화는 필수적인 사안으로 이에 부응하여 적용이 증가될 것으로 기대된다.특히, 기존선 속도향상을 위한 틸팅차량의 투입에 따른 판형교량에서 속도를 감속시키는 사례도 해결될 수 있어 기존선 속도향상에도 활용될 수 있다. 향후 남북 철도 연계사업에서 낙후된 북한의 철도 선로개량에서도 단기간에 저비용으로 판형교량을 개량할 수 있는 본 기술이 활용될 것으로 기대되며 산악지역이 많은 중국이나 동남아의 선로 개량 사업에도 진출할 수 있을 것이다.PC 합성판형교의 규격화 및 표준화 기술이 개발된다면 더욱 경제적으로 공장제작에 의한 품질 개선에도 활용될 것이다.
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