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문제 정의
- 1세부와 3세부의 연구 목표는 주로 콘크리트 재료와 구조시스템을 통해 경제성을 확보하기 위한 연구이고, 2세부의 연구 목표는 경제성이 확보된 SUPER Structure의 안전성을 검증하고 이를 건설현장에 널리 적용하기 위해 구조설계지침을 작성하는 것이다. 2세부의 연구내용은 크게 SUPER Concrete 부재의 휨, 압축, 전단 및 뚫림전단, 비틀림, 합성부재 거동을 평가하고 이에 관한 설계지침을 작성하는 것과 SUPER Concrete 부재의 균열 및 처짐, 철근상세, 정착 및 이음, PSC 정착구역에 관한 실험을 수행하고 이에 관한 설계지침을 작성하는 것이다<그림 5>.
- 3세부의 연구 목표는 SUPER Concrete를 활용한 저비용·장수명·고품질 구조물(SUPER Structure)를 개발하는 것으로 개발 구조물은 ① 교량 형고 15 % 축소, 경간장 20 % 이상 확장형 하이브리드 상부구조, ② 공사비 10 % 절감형 슬림 장지간 교량 상부 구조, ③ 상부구조 공사비 10 % 절감형 사장교 구조시스템, ④ 강재타워 대비 공사비 20 % 절감, 내구수명 100 % 향상형 프리캐스트 풍력타워, ⑤ 건설·유지비용 10 % 절감, 내구수명 50 % 향상 부잔교 및 부유식 교량, ⑥ 건설·유지관리비용 20 % 이상 절감, 시공 기간 10 % 단축 건축 구조요소 등이다<그림 6>. 관련 해석 및 설계 기술, 시공 기술을 연구하며, 필요한 경우 공인기관의 인증(설계평가)을 획득하여 실용화가 즉시 가능한 기술을 확보할 예정이고, 이들에 대한 시험시공 및 테스트베드를 추진하여 현장 적용성을 평가하는 한편, 연구기간 내에 개발된 기술을 국내외 현장에 적용하는 것을 목표로 하고 있다.
- 본 연구 과제는 ‘첨단 재료 기술과 핵심 설계·제작 기술의 융·복합을 통한 세계 최고 수준의 콘크리트 구조물 건설기술 개발’을 목표로 삼고 있으며, ‘건설·유지관리비용 20 % 절감 및 2020년까지 관련분야 해외 건설 시장 20 % 점유 가능 기술’을 개발하고자 한다.
- 본고에서는 초고성능 콘크리트 재료 및 구조물 기술 개발을 목표로 연구를 수행하고 있는 ‘SUPER Structure 2020’ 연구단에 대한 소개와 함께 국내 기술개발 현황을 정리하고 국내외 적용현황 및 향후 전망에 대해서도 간략히 밝히고자 한다.
- 선진국과의 기술 격차가 크지 않은 현 시점에서 세계건설시장의 주도권을 확보하기 위해 엑셀런스 전략을 기반으로 세계최고수준 기술 확보를 목표로 하고 있으며, 사업 기간 내에라도 완료된 기술의 조기 실용화를 추진하고자 한다. 이를 위해 본 연구단에서는 재료 개발, 설계기준 작성, SUPER Concrete 활용 구조물 개발을 동시에 진행하고 있으며, 세부과제 간 순환형 연계 고리를 기본으로 하여 지속적으로 세부과제 간 피드백 및 역할 조율을 하고 있다<그림 3>.
- 앞서 소개한 SUPER Structure 2020 연구단에서는 사업 기간 내에라도 완료된 기술의 조기 실용화를 추진하여 해외진출 기반을 마련하고자 한다. 현재 적용 완료한 사업으로는 미국 아이오와주의 ‘Hawkeye UHPC Bridge(2015)’와 미얀마의 ‘양곤-만달레이 고속도로 상교량(2015)’이 있으며, 기술적용중인 사업으로는 강원도 춘천 레고랜드 진입교량(2015.
- 이러한 연구결과를 기반으로 2018년까지 ‘SUPER Structure 2020’을 중심으로 한 연구가 종료된 후에도 세계적으로 관련 기술을 지속적으로 선도하기 위한 확장 연구로써 ‘80 ~ 180 MPa급 콘크리트의 범용 재료·구 조기술 및 설계기준 개발’을 추진하고 ‘200 ~ 300 MPa급 초고성능 콘크리트 및 구조물 기술 개발’을 추진하고자 한다.
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