초록

본 연구에서는 경량·고강도·내부식 특성의 첨단 건설소재언 유리섬유강화 복합소재를 이용하여 유전개발 진압도로용 리그매트(가도매트) 와 교량바닥판용으로 사용될 착탈 조립식 경량 데크 시스템을 개발하였다. 이라한 복합소재 데크의 수직결합방식은 국내외에서 종래 사용하고 있는 수평결합방식의 가능성·시공성·사용성 및 경제성을 획기적으로 향상시킬 수 있도록 개발하였으며, 리그매트용 데크 단면과 이를 연결한 매트구조，교량바닥판용 단면 등에 대해 설계, 해석, 시작품 제작, 성능시험 등을 통해 실용화 수준으로 개발하였다.

Abstract ▼

To cope with the problems of deterioration and corrosion in conventional steel and concrete materials， high durable and lightweight fiber-reinforced composites are considered one of most promlsmg alternative materials for civil infrastructures. Among many applications， composite decks seem to be mo

To cope with the problems of deterioration and corrosion in conventional steel and concrete materials， high durable and lightweight fiber-reinforced composites are considered one of most promlsmg alternative materials for civil infrastructures. Among many applications， composite decks seem to be most notable.
Our research group， supported by the Ministry of Construction and Transportation， previously developed the composite decks which are more advanced than those developed in other leading countries. In this research, we develop composite rigmats for oil-field and composite snap-fit decks for traffic bridge by utilizing our accumulated technology and experiences.
Snap-fit connections of the composite decks are developed by utilizing their elastic and mechanical behaviors. The snap-fit connections enable us to reuse the composite rigmats， and improve speed， quality and cost-saving in constructing composite-deck bridges. We perform extensive analyses and experiments to verify safety， serviceability and construction capability of the composite rigmats and bridge decks so that these can be employed in fields. The composite rigmats can be used for temporary roads for developing oil-fields， and the composite decks can be used for constructing new bridges, improving existing bridges and building temporary bridges for urgent restoratlOn.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 6
• summary ... 20
• contents ... 22
• 목차 ... 28
• 제 1 장 서 론 ... 34
• 제1절 연구개발 목표 ... 34
• 1. 최종목표 ... 34
• 2. 당해연도 목표 ... 34
• 제2절 연구수행 내용 및 성과 ... 35
• 1. 연구목표 및 연구내용 ... 35
• 2. 연구목표 및 연구성과 ... 37
• 제3절 연구개발 추진계획 및 방법 ... 40
• 1. 1차년도 세부 추진계획 및 방법 ... 40
• 2. 2차년도 세부 추진계획 및 방법 ... 41
• 3. 3차년도 세부 추진계획 및 방법 ... 42
• 제4절 연구개발의 필요성 ... 45
• 1. 연구개발 개요 ... 45
• 2. 연구개발의 중요성 ... 57
• 제 2 장 국내.외 기술개발 현황 ... 64
• 제1절 지금까지의 연구개발 실적 ... 64
• 1. 선행 연구결과 ... 64
• 2. 국내 특허 보유 현황 ... 68
• 제2절 리그매트 해외 자료수집 ... 69
• 1. 리그매트 해외자료 ... 69
• 2. 해외 리그매트 현황 ... 70
• 제 3 장 1차년도 연구수행 내용 및 결과 ... 75
• 제1절 복합소재 리그매트 설계 및 해석 ... 75
• 1. 강화섬유 및 수지선정 ... 75
• 2 복합소재 리그매트 설계 ... 79
• 3. Snap-Fit 연결부 유한요소해석 ... 83
• 4. 리그매트 설계 및 구조해석 ... 90
• 제2절 폴리에스터 수지 리그매브 시재품 제작 ... 125
• 1. 수직결합식 복합소재 리그매트 금형설계 및 제작 ... 125
• 2. 수직결합식 복합소재 리그매트의 인발성형 제작 ... 127
• 3. 데크를 조합한 단일매트 및 조합매트 제작 ... 134
• 제3절 리그매트 시제품 재료시험 ... 147
• 1. 재료시험 기준 ... 147
• 2. 인장시험 ... 148
• 3. 압축시험 ... 154
• 4. 전단시험 ... 159
• 제 4 장 2차년도 연구수행 내용 및 결과 ... 162
• 제1절 폴리에스터 수지 리그매트의 구조성능 시험 ... 162
• 1. 착탈연결부 국부성능 시험 ... 162
• 2. 데크 튜브의 국부성능 시험 ... 180
• 3. 데크 패널의 구조성능 시험 ... 202
• 4. 데크 튜브를 조합한 데크 패널의 구조성능 시험 ... 208
• 제2절 폴리에스터 수지 리그매트의 동파시험 ... 215
• 1. 동파조건 시편재료시험 ... 215
• 2. 동파조건 연결부 성능시험 ... 226
• 제3절 리그매트 연약지반 지지시험 ... 242
• 1. 동토 융해조건(뻘층)시 리그매트 현장 재하시험 ... 242
• 2. 복합소재 리그매트의 일본 방위청 현장직용시험 ... 262
• 제4절 복합소재 리그매트와 타 매트제품의 비교검토 ... 266
• 제5절 복합소재 교량 바닥판에 대한 자료수집 및 분석 ... 268
• 1. 복합소재 교량 바닥판 관련 연구현항 조사 ... 268
• 2. 복합소재 교량 바닥판 단면 개발현항 조사 ... 271
• 3. 복합소재 교량 바닥판 적용사례 조사 ... 274
• 제 5 장 3차년도 연구수행 내용 및 결과 ... 279
• 제1절 개선형 리그매트 시작품 설계 및 제작 ... 279
• 1. 개선형 리그매트 설계 ... 279
• 2. 개선형 리그매트 시작품 제작 ... 287
• 제2절 개선형 리그매트 재료시험 ... 293
• 1. 개선형 리그매트 재료시험 개요 ... 293
• 2. 개선형 리그매트 재료시험 결과 ... 293
• 제3절 개선형 리그매트 구조성능시험 ... 297
• 1. 착탈 연결부 국부성능 시험 ... 297
• 2. 단일 데크 튜브 휨성능 시험 ... 302
• 3. 데크튜브 조합 패널의 휨성능시험 ... 314
• 제4절 개선형 리그매트 현장적용시험 ... 328
• 1. 개선형 리그매트 패널간 연결부 설계 ... 328
• 2. 개선형 리그매트 패널 및 패널간 연결부 제작 ... 330
• 3. 개선형 리그매트 현장적용시험 ... 334
• 제5절 수직결합식 복합소재 교량 바닥판 설계 및 구조해석 ... 340
• 1. 수직결합식 복합소재 교량 바닥판 설계 ... 340
• 2. 수직결합식 복합소재 교량 바닥판 구조해석 ... 354
• 제6절 수직결합식 복합소재 교량 바닥판 제작 ... 381
• 1. 수직결합식 복합소재 교량 바닥판의 인발성형 금형 제작 ... 381
• 2. 수직결합식 복합소재 교량 바닥판 시작품의 인발성형 제작 ... 383
• 제7절 수직결합식 복합소재 교량 바닥판 재료시험 ... 385
• 1. 재료시험 개요 ... 385
• 2. 인장시험 ... 385
• 3. 압축시험 ... 404
• 4. 전단시험 ... 422
• 5. 시편시험 결과 ... 431
• 제8절 수직결합식 복합소재 교량 바닥판 구조성능시험 ... 434
• 1. 휨성능 시험 ... 434
• 2. 압축피로시험 ... 458
• 3. 휨피로시험 ... 473
• 제9절 기존 노후교량 상부구조 교체시 복합소재 바닥판 활용방안 검토 ... 504
• 1. 복합소재 바닥판을 이용한 상부구조 교체공법의 필요성 ... 504
• 2. 복합소재 바닥판을 이용한 노후교량 상부구조 교체방안 ... 507
• 제10절 복합소재 교량 바닥판 경제성 분석 ... 515
• 1. 경제성 분석 개요 ... 515
• 2. 교량 바닥판 신설시 경제성 비교 ... 517
• 3. 교량 성능 개선시 경제성 분석 ... 519
• 제11절 복합소재의 환경영향 평가분석 ... 522
• 1. 환경영향 평가분 개요 ... 522
• 2. 복합소재 교량 구조물의 환경영향 분석사례 ... 522
• 3. 환경부하 저감을 위한 강화섬유 개발현황 ... 525
• 제12절 복합소재 교량 바닥판 설계 및 시공지침 개발 ... 527
• 1. 복합소재 바닥판 설계 ... 527
• 2. 복합소재 바닥판 제작 ... 540
• 3. 복합소재 품질확보 방안 ... 541
• 4. 복합소재 바닥판 시공방법 ... 547
• 제 6 장 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 558
• 제1절 당해연도 연구목표의 달성도 ... 558
• 1. 연구개발 수행 진도율 ... 558
• 2. 연구개발 목표의 달성도 ... 559
• 제2절 당해연도 연구실적 목록 ... 559
• 제 7 장 연구 개발결과의 활용계획 ... 562
• 제1절 연구성과의 휠용방안 ... 562
• 1. 활용분야 ... 562
• 2. 실용화, 제품화 방안 ... 562
• 제2절 연구성과의 기대효과 ... 562
• 1. 기술적 측면 ... 562
• 2. 사회·경제적 측면 ... 563
• 제 8 장 수집 해외과학기술정보 ... 565
• 제1절 캐나다 리그매트 입수자료 ... 565
• 1. 입수자료 현황 ... 565
• 2. 리그매트 입수자료 ... 567
• 제 9 장 참고문헌 ... 609
• 끝페이지 ... 611