초록 ▼

연구개발목표 및 내용
최종 목표
○ 케이블교량 하부구조 신뢰도기반 설계엔지니어링 기술 개발
- 합리적 앵커리지 설계기술 및 신뢰도기반 토압⋅얕은기초 설계기술 개발
- 풍화대 및 경질 토사 지반의 지반특성 및 지반정수 평가기술 개발
- 대형연성기초의 성능향상 기술 및 대구경 항타말뚝 지지력 평가기술 개발
전체 내용
- 타정식 현수교(터널식, 중력식) 앵커리지 거동평가 및 설계기술 개발
- 케이블교량 하부기초 주 지지층인 풍화대 지반 및 경질 토사 지반의 지층구분 기준 및 방법 결정, 신뢰성

연구개발목표 및 내용
최종 목표
○ 케이블교량 하부구조 신뢰도기반 설계엔지니어링 기술 개발
- 합리적 앵커리지 설계기술 및 신뢰도기반 토압⋅얕은기초 설계기술 개발
- 풍화대 및 경질 토사 지반의 지반특성 및 지반정수 평가기술 개발
- 대형연성기초의 성능향상 기술 및 대구경 항타말뚝 지지력 평가기술 개발
전체 내용
- 타정식 현수교(터널식, 중력식) 앵커리지 거동평가 및 설계기술 개발
- 케이블교량 하부기초 주 지지층인 풍화대 지반 및 경질 토사 지반의 지층구분 기준 및 방법 결정, 신뢰성 있는 설계정수 평가 기술 개발
- 통계학적 방법에 근거한 이종지반조사 결과(시추조사, 물리탐사 결과 등)에 대한 통합 분석
- 기존 대형 기초의 비선형 거동의 조사 및 분석, 상하부 일체 해석을 위한 이론(Coupled stiffness matrix, CSM) 정립, 상하부 접합부의 정·동적 해석 수행 및 프로그램 개발
- 대구경 항타말뚝에 대한 폐색효과 적용 가능성 분석, 폐색효과를 고려한 대구경 항타말뚝의 지지력 산정, 폐색효과를 고려한 대구경 항타말뚝의 설계법 제안
- 케이블교량 하부구조 신뢰도 기반 설계지침 개발

1년차
목표
○ 앵커리지 거동 메커니즘 설계방법 고찰 및 얕은기초 설계변수 분석
○ 지반정수 평가방법 고찰 및 개선점 도출
○ 대형 연성기초 설계법 고찰
○ 대구경 항타말뚝 설계법 고찰
내용
- 앵커리지 설계 개선점 도출
- 얕은기초 재하시험 자료 수집 및 분석 DB 구축
- 현행 지반조사 방법 조사
- 현행 지반조사 방법의 문제점 및 개선점 도출
- 국내외 대형 연성기초 주요 요소기술 및 연구 분석

2년차
목표
○ 터널식 앵커리지 거동 메커니즘분석 및 토압확률모델 고찰
○ 지반조사 기준(안) 제시 및 풍화도를 기반으로 한 지반정수 평가 방법 도출
○ 대변형 수치해석 기법을 통한 대구경 항타말뚝의 폐색효과 분석
○ 대구경 항타말뚝 설계법 고찰 및 개선점 도출
○ 국내 차량하중특성을 반영한 합리적인 등가토압하중 분석
○ 얕은기초의 재하시험 데이터베이스 분석 및 지지력 평가
내용
- 앵커리지 거동모사 실험 상세계획수립
- 토압하중 설계방법 도출
- 터널식 앵커리지의 실험 평가 거동 종류(2D 모형실험)
- 케이블교량 하부구조 건설을 위한 지반조사 기준(안)
- 풍화도를 기반으로 한 지반정수 평가 방법 도출
- 풍화암의 암석시험을 통한 강도 및 변형 특성 평가
- 풍화대 현장시험을 통한 지반정수 평가
- 대구경 항타말뚝의 폐색효과의 수치해석 및 해석을 위한 대변형 해석 범위
- 국내 차량하중특성을 고려한 등가토압하중 분석
- 저항분포특성 평가 및 적합도 분석

3년차
목표
○ 터널식 앵커리지 거동 메커니즘 분석 및 얕은기초 신뢰수준 평가
○ 풍화대 지반의 지반정수 평가기술 개발 및 지반정보의 3차원 공간정보화 기술 개발
○ 대형 연성기초의 정·동적 거동 및 대구경 항타말뚝의 지지력 평가 기술 개발
○ 차량하중의 불확실성을 반영한 합리적인 토압계수 산정
○ 얕은기초의 신뢰성 평가 및 저항계수 제안
○ 수치해석을 통한 터널식 앵커리지 거동평가
내용
- 터널식 앵커리지의 실험 평가 거동 종류(3D 모형실험)
- 얕은기초의 신뢰도지수 도표 개발
- 풍화대 현장시험을 통한 지반정수 평가
- 공내전단시험기 개선
- 대형 연성기초의 정적 거동 분석
- 대구경 항타말뚝의 폐색효과를 고려한 지지력 평가 기술
- 등가토압하중 모델 제안
- 신뢰성 평가 및 저항계수 산정
- 터널식 앵커리지 수치해석 적용 비선형 3차원 모델

4년차
목표
○ 앵커리지 설계기술 개선 및 시범교량 설계 평가
○ 풍화대 지반정수 평가방법의 고도화 및 설계 지반정수 통합분석 시스템 개발
○ 대형 연성기초의 동적 거동을 고려 가능한 프로그램 개발 및 폐색효과를 고려한 대
구경 항타말뚝의 지지력 산정∙분석에 대한 검증
○ 앵커리지 수치해석 예제집 개발
내용
- 중력식 앵커리지의 실험 평가 거동 종류
- 앵커리지 설계 개선 지침 개발
- 토압 신뢰도기반 설계 예제분석
- 얕은기초 저항계수 적용성 평가
- 풍화대 지반정수 평가방법의 고도 (공내전단시험기 시제품 상세설계 추가)
- 케이블 교량 하부 지반조사 자료의 데이터베이스화
- 케이블 교량 설계 지반정수 통합 평가시스템 개발 (프레임 개발)
- 연성기초의 동적거동 분석 및 정·동적 해석 프로그램 개발
- 대구경 항타말뚝의 사례 분석을 통하여 기존의 설계 방법과 함께 비교 분석 하여 제안된 설계기법의 정확성 검토
- 중력식 앵커리지 수치해석 적용 비선형 3차원 모델
- 앵커리지의 수치해석 거동 평가

5년차
목표
○ 앵커리지 설계 가이드라인 및 얕은기초 신뢰도기반 설계 사례 적용
○ 설계 지반정수 통합 평가시스템 개발 및 공내전단시험기 검증
○ 연성기초의 동적 거동 분석 및 지진시 상하부 일체해석 기법 제안
내용
- 앵커리지 설계/해석 가이드라인
- 얕은기초 신뢰도기반 설계 사례적용
- 케이블 교량 설계 지반정수 통합 평가시스템 개발(프로그램 완성)
- 공내전단시험기 검증시험
- 연성기초의 동적 거동 분석 및 지진시 상하부 일체해석 기법 제안

6년차
목표
○ 앵커리지 설계기법 정립
○ 설계 지반정수 통합 평가시스템의 현장 적용 및 사용성 개선
○ 대형 연성기초 설계 시스템 구축. 설계 기법 기술이전
내용
- 앵커리지 설계 시범교량 적용
- 앵커리지 설계/해석 기법정립
- 설계 지반정수 통합분석 시스템 시범교량 적용
- 대형 연성기초의 정동적 해석 프로그램 개발 및 효율적인 설계 시스템 기술 이전

연구개발성과
- 타정식 현수교 앵커리지(터널식, 중력식) 해석기술 및 설계기술
- 정량적 평가를 중심으로 한 풍화대 지층의 지반조사 계획/방법 수립, 지층 분류기준 및 설계정수 결정 방법 개발
- 지반정수 통합 평가 시스템 개발 및 국내외 케이블교량 현장의 지반정수 DB 구축
- 대형 연성기초의 비선형 거동을 고려하고 상하부 일체 해석이 가능한 프로그램 및 대형 연성기초의 비선형 거동을 고려한 설계기술
- 폐색효과를 고려한 대구경 항타말뚝 설계법
- 케이블교량 하부구조 신뢰도 기반 설계지침 (신뢰도기반 토압확률모델, 얕은기초 저항계수 등)

연구개발성과 활용방안 및 기대효과
○ 상부구조 대비 기술력이 취약하고 공사비 과다지출의 원인으로 지적되어 온 하부구조 및 지반구조물에 대한 신뢰도 기반 설계엔지니어링 기술 개발을 통해, 케이블교량 통합 설계 역량 확보 및 글로벌 경쟁력 강화에 기여
○ 신뢰도 기반 케이블교량 하부구조 설계지침(안)
- 도로교설계기준(한계상태설계법) 케이블교량편 반영을 위한 근거자료로 활용
○ 국내외 지반종류별 지반정수 및 토압분포 DB, 해외 특수지반 특성에 따른 지지력·지반정수 평가 지원시스템
- 해외 케이블교량 사업 주체(발주처, 설계사, 시공사 등)에 지반정보, 지반 지지력 및 지반 정수 평가결과 등 제공
○ 비선형 거동을 고려한 대형 기초의 단면 감소 및 대구경 항타말뚝의 향상된 지지력을 바탕으로 한 시공 말뚝 본 수 절감 기대

(출처 : 요약문 2p)