초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
○ 연구개발 목표
․ 노후화 된 부산지하철 1호선 자갈도상 궤도를 콘크리트 도상 궤도로 급속개량하기 위한 전용장비 및 궤도기술 개발 (복선 20m 단선 10m)
○ 연구개발 세부목표
․ 기존 보유기술을 개선하여 부산 지하철 구간 적용을 위한 설계 고도화
․ 개발 궤도시스템 실대형 조립 성능시험 수행 (공인시험기관)
․ 차량-궤도-구조물 상호작용에 대한 열차주행 안정성 인터페이스 검증
․ Testbed 시험시공 기술 개발
․ 급속시공 전용장비 제

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
○ 연구개발 목표
․ 노후화 된 부산지하철 1호선 자갈도상 궤도를 콘크리트 도상 궤도로 급속개량하기 위한 전용장비 및 궤도기술 개발 (복선 20m 단선 10m)
○ 연구개발 세부목표
․ 기존 보유기술을 개선하여 부산 지하철 구간 적용을 위한 설계 고도화
․ 개발 궤도시스템 실대형 조립 성능시험 수행 (공인시험기관)
․ 차량-궤도-구조물 상호작용에 대한 열차주행 안정성 인터페이스 검증
․ Testbed 시험시공 기술 개발
․ 급속시공 전용장비 제작 및 장비 형식승인 수행 (국토교통부)
․ 부산지하철 Testbed 구간 시험부설을 통한 급속시공 전용장비 안전성 및 궤도작업시간 내 평균 시공량 (복선 20m 단선 10m)

◼ 전체 내용
○ 본 연구에서는 기 개발된 “사전제작형 현장타설식 궤도구조”의 수요처인 부산교통공사의 요구사항에 따라 시공기술의 상용화 및 사업화를 위해 다음과 같이 2단계로 연구를 수행하고자 함.
○ 1단계 : Testbed 조건에 맞는 보유기술의 고도화를 수행하고, 이를 응용한 자갈도상 궤도 급속개량 기술 완성도 향상 및 시제품 설계/시공기술 정립, 성능검증
․ Testbed 후보지 선정
․ 전문기관 현장조사 수행 후 최종 Testbed 구간 선정
․ Testbed 현황 조사 및 사전측량
․ Testbed 현장여건을 고려한 기존 궤도시스템 설계검토 수행
․ Testbed 조건에 맞는 개발 궤도시스템 유한요소 해석 기반의 구조안전성 검증 및 상세 설계절차 도출
․ 신뢰성 높은 실대형 구조실험을 위해 레일, 침목, 체결장치, 레일받침시스템, 콘크리트 타설 등 전체 구성요소를 장착한 궤도시스템에 대하여 전문가 자문 실시 및 실대형 조립 성능시험 수행(공인시험기관)
․ 차량-궤도-구조물 상호작용에 대한 열차주행 안정성 검토 관련 인터페이스 검증 수행
․ 수요처 Testbed 구간 및 운행선 개량구간에 적용가능한 궤도구조개량 급속시공 전용장비 설계
․ Testbed를 포함한 수요처 궤도구조 개량구간 설계도서 전산화 수행
․ 시험시공을 위한 시공분야 상세 내역 및 수량 산출 작업 수행․ 수요처 요구사항에 적합한 급속시공을 위한 세부공종 및 시공장비/인력 배치 계획 수립
○ 2단계 : 성능이 검증된 시제품을 Testbed 현장에 시험시공을 위한 급속시공 전용장비를 제작/형식인증 수행하고, 시험시공을 실시하여 수요처 대상구간 실용화 및 사업화를 위한 적용성 검증
․ 1단계 시 설계한 급속시공 전용장비 제작 및 형식승인 인증 수행
․ 시험시공을 위한 제품의 물량검토와 제품생산, 품질관리 계획 수립 및 제작, 현장납품 계획 도출
․ 궤도작업시간 내 복선 20m 단선 10m의 성공적 시공을 위한 시공계획 및 상세 프로세스/매뉴얼 재검토 (세부공종 및 시공장비/인력운용계획)
․ Testbed 구간 시험시공 수행
․ Testbed 시험시공 구간 상세 모니터링/데이터 분석 및 열차 실주행 안정성 검토
․ 실용화된 개발기술의 수요처 상용화 및 사업화를 위해 학회발표를 위한 홍보와 마케팅 전략 수립
․ 수요처 확대 적용을 위한 양산 시스템 구축

◼ 1단계
❏ 목표
○ 기존 개발된 “사전제작형 현장타설식 궤도구조”에 대한 응용기술 고도화 및 급속시공 전용장비 설계
❏ 내용
○ Testbed 구간 현장조건에 맞는 기존 보유기술의 최적화 및 고도화를 수행하고, 이를 응용한 자갈도상 궤도 급속개량 기술 완성도 향상 및 개발 시제품 설계/시공기술 정립, 성능검증 수행

◼ 2단계
❏ 목표
○ 급속시공 전용장비 제작 및 개발 궤도시스템 Testbed 현장부설을 통한 궤도구조 성능인증
❏ 내용
○ 성능이 검증된 개발 궤도시스템을 Testbed 현장 구간 시험시공을 실시하기 위한 급속시공 전용장비 제작 및 형식승인 인증
○ 급속개량 궤도 시험시공을 통한 성능인증

□ 연구개발성과
○ 연구개발성과 ․ 개발 궤도재료 및 급속시공 전용장비 설계
- 수요처 Testbed 현장 조건 및 유지관리를 고려한 사전제작형 궤도 시스템 설계(50kgN 레일용 레일체결장치 및 침목, 침목부착형 레일받침대 포함)
- 궤도패널 하역장비 및 발생폐기물 운송장비 설계 (Testbed 구간 수요처 맞춤형)
- 현장타설 가능한 속경형 콘크리트 최적화 및 배합설계 (3시간 강도 약 21.9MPa) ․ 개발 궤도시스템의 구조 안정성 검토
- 사전제작형 현장타설식 궤도시스템 구조계산 및 3D 구조해석
- 시험시공 전후 관련 차량-궤도 상호작용 해석 및 구조검토 ․ 개발 궤도시스템 및 급속시공 전용장비 제작
- 사전제작형 현장타설식 궤도시스템(PIC-T) 제작
- 궤도패널 하역장비(MUM) 및 발생폐기물 운송장비(MCT) 제작
- 035 굴삭기 전용 회전집게 및 자갈철거용 버켓 제작 ․ 개발 궤도시스템 및 급속시공 전용장비 시험인증
- 사전제작형 궤도시스템(PIC-T) 실대형 조립 성능시험 수행(공인인증서 발급)
- 궤도패널 하역장비(MUM) 형식승인 인증(형식승인 인증서 발급) ․ Testbed 구간 시험시공
- 시험시공 계획 및 장비운용 계획 수립(수요처 협의사항)
- 부산 지하철 1호선 Testbed 구간 시험시공 수행 (노포~범어사 구간)
- 궤도작업시간 내 복선활용 20m, 단선활용 10m 시공성 인증 ․ 시험시공 이후 궤도시스템 검증 ․ 현차주행시험을 통한 열차주행 시 궤도의 안정성 검증 ․ 시험시공 후 장기적인 궤도시스템의 구조 안전성, 시공 효율성 및 경제성 확보

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 기술적 측면
․ 궤도작업시간 내 복선 20m 단선 10m 급속시공 가능한 기술로 우수한 시공성 확보와 수요처 요구사항 만족으로 급속시공 애로사항 해소
․ 열차 운행선에서 교통 지연 없이 자갈궤도를 개량하는 급속시공 기술을 확보함으로써 국내 궤도 분야 기술 경쟁력을 세계적 수준으로 향상
․ 국가 R&D사업을 통해 개발된 궤도구조 급속개량 기술 확보로 도시철도 운영 효율성 향상 도모
․ 궤도분야의 우수한 전문 인력을 양성함으로써 궤도 설계 및 시공분야 기술 수준 향상
○ 경제, 산업적 측면
․ 궤도의 생력화(Maintenance-free)와 간결화로 유지보수 항목 대폭 저감, 인력작업을 줄일 수 있음.
․ 콘크리트도상 궤도구조는 초기 건설비용이 자갈도상 궤도 대비 약 1.3~1.5배 정도 크지만, 궤도구조의 생력화가 완료되는 경우 LCC 평가결과 유지보수비용을 적산하면 대략 10~12년 정도에 추가 투자분 회수 가능
․ 기존선 노후 자갈궤도 구간 개량에 적용함으로써 공사기간 및 공사비 절감
․ 개발기술 실용화를 통해 중소기업 신규 수익 및 고용 창출
․ 궤도개량사업 시장에 적극적인 참여로 국내 철도인프라 분야의 해외시장 진출에 기여
○ 사회적 측면
․ 기존선 노후 철도궤도의 신속 및 안전한 개량으로 도시철도 시설물 관리에 대한 대국민 신뢰도 향상
․ 도시철도 지하구간 미세먼지 발생원인 신속제거로 친환경 철도서비스 제공(궤도구조개량 시 약 27.9%저감 가능)

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 8
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1) 연구개발과제의 최종 목표 ... 9
• 2) 연구개발과제의 단계별 목표 ... 10
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 11
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 82
• 1) 연구수행 결과 ... 82
• 2) 목표 달성 수준 ... 93
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 94
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 94
• 2) 자체 보완활동 ... 94
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 95
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 95
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용계획 ... 100
• 1) 연구성과 총괄 ... 100
• 2) 연구개발성과의 향후 5년간(활용보고서 제출기간) 성과활용 목표·계획 ... 104
• 끝페이지 ... 113