초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
1. 세계 2번째 일체식 철도노반 구조물 설계 및 시공기술 개발
ㅇ 교량 - 교대 - 접속부 일체화 구조물 설계도 작성
ㅇ 일체형 교대 접속부 설계용 전용 해석프로그램 개발
=> 열차하중 하 일체형 교대의 전도, 활동, 원호활동에 대한 안정해석을 수행할 수 있는 프로그램 개발
=> 뒤채움을 완충구간, 시멘트처리된 자갈구간, 일반 성토구간으로 나누어 입력 가능
=> 교대 배면 보강재 배치(연직간격, 길이 등) 및 강도를 고려한 안정해석 수행
=> 교대 하부의

Ⅳ. 연구개발결과
1. 세계 2번째 일체식 철도노반 구조물 설계 및 시공기술 개발
ㅇ 교량 - 교대 - 접속부 일체화 구조물 설계도 작성
ㅇ 일체형 교대 접속부 설계용 전용 해석프로그램 개발
=> 열차하중 하 일체형 교대의 전도, 활동, 원호활동에 대한 안정해석을 수행할 수 있는 프로그램 개발
=> 뒤채움을 완충구간, 시멘트처리된 자갈구간, 일반 성토구간으로 나누어 입력 가능
=> 교대 배면 보강재 배치(연직간격, 길이 등) 및 강도를 고려한 안정해석 수행
=> 교대 하부의 지반개량 및 지하수위 적용 가능
ㅇ 일체식 교대 접속부 실대형시험 시공
ㅇ 지반반력계수 평가(수평하중재하시험)
ㅇ 실대형시험
ㅇ 수치해석
ㅇ 일체식 교대 접속부 실대형 구조물 급속시공
ㅇ 일체식 교대 접속부 실대형 구조물 열차하중재하시험

2. 상호작용 해석을 통한 일체화 구조물 신축량 평가
⦁ 해석목적 : 경간장/슬래브와 교대 연결조건(힌지)에 따른 보강노반 일체형 교대구조 궤도/교량 상호작용 해석을 통한 적정성 검토(단선, 자갈도상)
⦁ 해석조건
- 검토조건 : 1) 레일 부가응력 : 기준(+92MPa, -72MPa) 만족 여부
2) 레일 ~ 교량 상대변위 4mm 기준 만족 여부
3) 상부구조 끝단 종방향 변위 8mm 기준 만족 여부
⦁ 해석결과 :
∘ 25m는 슬래브-교대 강결조건이 유리, 힌지 조건 적용이 불필요함.
∘ 30m는 교대기초 롤러조건 적용 시 배면 스프링이 낮으면 강결 조건으로 가능함.
∘ 35m는 힌지조건 유리, 교대기초 롤러 적용하고, 배면 스프링이 낮으면 최적 조건임.

3. 교대 접속부 전용 후크 연결 기준틀 및 배수공 개발
=> 연결재 시공성을 향상시키고 기준틀 제작 편의성을 높인 후크형 연결방식을 개발하고, 인장시험을 수행하여 10 kN 이상의 항복강도를 확인함 (요구하중 8.45 kN/개당)
=> 시공성 향상을 위한 주철근 연결재 형식 개선
=> 기준틀 형식 및 연결 방식 변경을 통한 인발저항력 향상

4. 일체형 구조물 장기거동 평가
ㅇ 일체형 뒤채움 구조에 대한 침하 장기계측 결과(실대형시험체)
=> 교대 접속부 시험체에 대한 시공 중 장기계측을 수행하였음.
완충구간 : 일반자갈 구간으로 기준틀에서 2.92 mm (0.08%) 침하가 발생하였음.
뒤채움구간 : 시멘트 처리된 자갈이 적용된 뒤채움부의 지표침하는 0.79 mm (0.02%) 발생하였음. 2개 구간 모두 침하가 수렴된 것으로 판단됨.
ㅇ 일체형 뒤채움 구조에 대한 침하 장기계측 결과(옥계천교)
ㅇ 반일체형 교량의 교대 작용 토압 장기계측 결과
=> 도로에 적용된 반일체형 교량의 교대 작용 수평토압은 교대 상부 2t/m₂, 교대 하부 8 ∼ 16t/m₂ 의 상대적으로 큰 하중이 작용하는 것을 확인함.
ㅇ 저압축성 뒤채움재 특성 평가
=> 적용 뒤채움재 최대입경 ∅40mm 골재에 대한 열차 반복하중 (100,000회_3Hz) 재하 시, 시멘트 함유량 3% 이상부터 소성침하량 0.4% 이하로 양생일 수 증가 시 0.3% 이하 수준 임을 확인함.

5. 경제성 평가 및 2종류의 일체식 구조물(안)
ㅇ 경제성 평가
20% 수준의 건설비 저감효과와 교량 받침 제거를 통한 유지보수 비용 저감 효과가 예상됨.
⦁ 완전 일체형 (일본 철도교)
=> 종래의 역T형 교대와 시멘트 처리된 보강 교대와의 경제성 비교 결과 17%의 건설비 저감 효과가 있음. (*일본 철도구조물설계기준 동해설, 토구조물)
⦁ 완전일체형과 반일체형 도로교 연장별 건설비 저감효과
=> 연장 30m 교량의 경우 감소율이 15∼23% 수준의 건설비 저감 효과가 있음. (*연장 200m급 무조인트 도로 교량시스템 개발 결과 참고)
=> 반일체형 도로교 건설비 저감 사례 (흉벽두께 저감 및 교대 저판 크기 축소 가능)
ㅇ 2종류의 일체화 구조물(안) 및 특허출원
1) 완전 일체형 : 슈/신축이음 제거 및 침하 저감으로 유지보수 비용 저감
=> 접속부 선 시공 후 교대 후 시공의 완전 일체형 구조로, 뒤채움 접속부 침하를 저감하고 뒤채움부 수평토압 저감을 통한 교대 및 기초 건설비 저감. 교대 접속부에 완충구조를 적용한 교량/교대/ 접속부 일체형 구조로, 교량 받침 및 신축이음 제거를 통한 유지보수 비용 저감이 가능함.
2) 부분 일체형 (교량 경간장에 영향을 받지 않음) : 교대 흉벽 및 기초 슬림화로 건설비 부분 저감 가능하고, 접속부 침하 저감으로 유지보수 비용 저감
=> 뒤채움 접속부 침하를 저감시키고, 시공이 용이하며 교대 흉벽 및 기초를 슬림화할 수 있는 부분 일체형 구조임
=> 교대 접속부 침하 및 수평토압 저감기술 확보 예상
=> 교대 및 기초 슬림화로 기존 건설비의 10∼30% 수준으로 저감 가능
=> 교량 받침 및 구조물 신축이음부 제거를 통한 유지보수 비용 저감
=> 철도용 일체형 교대/접속부 구조 설계 및 시공기술 개발
철도용 일체형 교량/교대/접속부 구조(안) 제시 -> 국가 R&D 실용화 과제 도출 계획
3) 돌출형/오목형 완충구조 제안 및 특허출원

(출처 : 요약문 13p)

Abstract ▼

Ⅱ. Purposes and Needs
The objectives of this study is to develop Integral Abutment with Geosynthetic Reinforced Soils(IA_GRS). The goals are to make a new railway jointless abutment with a small settlement at transition zones. To realize Integral Abutment with Geosynthetic Reinforced Soils, we ne

Ⅱ. Purposes and Needs
The objectives of this study is to develop Integral Abutment with Geosynthetic Reinforced Soils(IA_GRS). The goals are to make a new railway jointless abutment with a small settlement at transition zones. To realize Integral Abutment with Geosynthetic Reinforced Soils, we need to develop “no joints structure” between superstructure and substructure. And also, we have to realize “small settlement integral structure” between abutment and approach block. IA_GRS will be helpful to decrease construction and maintenance costs in the railway.

Ⅲ. Scopes and Contents
1. Development of Integral model on Abutment/Transition zone
◦ Development of algorithm for ZSR design
◦ Development of a stability analysis program for ZSR design
2. Evaluation of thermal expansion of Bridge/Abutment/Transition zone
◦ Evaluation of behaviors of rigid frame structures depending on themal changes based on numerical analysis
◦ Evaluation of behaviors of rigid frame structures depending on themal changes based on field measurement
3. Technologies for less than initial settlement 10mm/1year
◦ Evaluation of compressive behaviors for cement treated soils and gravels
◦ Field settlement measurement at the Abutment/Transition zone
◦ Design and Full scale construction of ZSR structure

Ⅳ. Research Results
1. Development of design programs for ZSR technology
2. Development of construction techniques for ZSR technology

(source : Summary 27p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 5
• 보고서 요약서 ... 7
• 요 약 문 ... 9
• SUMMARY ... 27
• Contents ... 29
• 목차 ... 31
• 표목차 ... 32
• 그림목차 ... 34
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 38
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 40
• 제 2 절 연구개발의 목표 및 내용 ... 45
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 46
• 제 1 절 국내기술 현황 ... 48
• 제 2 절 국외기술 현황 ... 51
• 제3장 연구개발 수행결과 ... 54
• 제 1 절 교량/교대/노반 일체화 모델개발 ... 56
• 제 2 절 궤도/교량/교대/접속부 상호작용 해석 ... 62
• 제 3 절 초기침하 10mm이하/1년 기술 ... 89
• 제 4 절 ZSR 구조설계 및 시험시공 ... 110
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에서의 기여도 ... 132
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 140
• 제1절 기대효과 ... 142
• 제2절 성과활용 및 확산 계획 ... 146
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 148
• 제7장 IR(Integrated Railroad) 과제 기획 ... 152
• 제1절 IR (Integrated Railroad) 및 클라우딩 기반 계측기술 개발 ... 154
• 제2절 세부기술 1. IR (Integrated Railroad) 및 클라우딩기반 계측기술 개발 ... 158
• 제8장 결론 ... 160
• 참고문헌 ... 164
• 끝페이지 ... 165