[표지]
요약문
Summary
목차
제1장 기획과제의 개요 14
1. 기획연구의 배경 및 필요성 14
1.1. 기획연구의 배경 14
1.2. 주요사업 지원 필요성 16
2. 기획연구의 비전 및 목표 18
2.1. 기존 기술의 현주소 18
2.2. 비전 및 목표 19
3. 기획연구의 범위 및 방법 20
3.1. 기획연구의 범위 20
3.2. 기획연구의 방법 21
제2장 국내외 환경분석 및 대응전략 22
1. 개요 22
2. 국내외 기술동향 24
2.1. 고성능 구조재료 및 구조부재 기술 분야 24
2.2. 조립식 급속가설교량 구조시스템 기술 분야 45
2.3. 지반 보강 및 급속기초 기술 분야 58
2.4. ICT 기반 시공효율 및 손상감지 기술 분야 69
2.5. 가설교량 조립설치용 장비 및 가설차량 기술 분야 86
3. 국내외 시장동향 91
3.1. 군용 가설교량 시장현황 91
3.2. 민간 가설교량 시장현황 95
4. 특허 동향분석 103
4.1. 세부기술별 출원 동향 103
4.2. 세부기술별 출원동향 결론 104
4.3. 특허 심층 분석 106
5. 정책동향 110
5.1. 재해재난 110
5.2. 대북정책 110
5.3. 차세대 전술교량 사업 113
6. 국가지원 연구개발 현황 조사 115
7. SWOT 분석 117
8. 핵심기술 선정 118
8.1. Keyword 및 Issue Tree 작성 118
8.2. 중점 추진분야 도출 119
제3장 본 사업 연구목표·연구내용 및 추진전략 120
1. 연구개발 비전 및 목표수립 120
1.1. 연구개발 비전 및 전략목표 120
1.2. 연구개발사업 추진 시나리오 121
1.3. 연구분야 및 핵심기술별 연구목표 수립 122
2. 연구분야 및 핵심기술별 연구내용 124
2.1. 고성능 구조재료 및 구조부재 분야 125
2.2. 거더/바닥판 모듈 이용 장경간 조립식 급속가설교량 시스템 분야 127
2.3. 급속 지반보강 및 급속기초 분야 129
2.4. ICT융합 기반 안전성/시공효율 향상 및 모니터링 분석 분야 131
2.5. 가설교량 조립 설치용 장비 및 가설차량 분야 133
3. 추진전략 136
3.1. 기술로드맵 136
3.2. 기존 기술 활용 및 연계방안 136
3.3. 추진체계 및 협력방안 138
3.4. 소요연구비 및 인력투입계획 138
4. 기술개발효과 및 활용방안 140
4.1. 기술개발효과 140
4.2. 활용방안 및 실용화 전략 142
제4장 제안요청서(Request For Proposal, RFP) 144
참고문헌 152
부록 : 특허동향분석 보고서 : 60m급 장경간 경량 급속가설교량 개발 기술 157
I. 개요 160
1. 분석 배경 및 목적 162
2. 분석 범위 163
2-1. 분석대상 특허 검색 DB 및 검색범위 163
2-2. 분석대상 기술 및 검색식 도출 163
2-3. 유효특허 선별 결과 167
2-4. 특허동향분석 방법 168
II. 특허기술 Landscape 170
1. 국가별 Landscape 172
1-1. 주요 국가별/연도별 출원동향 172
1-2. 주요 국가별 내·외국인 출원동향 174
1-3. 특허기술 성장단계 176
1-4. 주요 출원인 현황 180
2. 세부기술 Landscape 182
2-1. 세부기술별 출원동향 182
2-2. 세부기술별 특허기술 성장단계 184
2-3. 세부기술별(중분류별) 주요 출원인 분석 187
3. 소결 192
III. 심층 분석 194
1. 핵심특허 분석 기준 196
2. 주요 요소기술 IP History 분석 197
2-1. 경량/고성능 구조재료 및 구조부재 제작기술(AA) 분야의 IP History 분석 197
2-2. 거더/바닥판 모듈을 이용한 조립식 가설교량 구조시스템 기술 분야의 IP History 분석 200
2-3. 지반 보강 및 급속기초 기술(AC) 분야의 IP History 분석 203
2-4. ICT융합 자동화/시공 기술(AD) 분야의 IP History 분석 205
2-5. 가설교량 조립 및 설치용 장비 및 차량 기술(AE) 분야의 IP History 분석 208
2-6. 소결 211
3. 요소기술(중분류)별 R&D 중점형 주요특허 분석 212
3-1. 경량/고성능 구조재료 및 구조부재 제작기술(AA) 분야의 주요특허 분석 212
3-2. 거더/바닥판 모듈을 이용한 조립식 가설교량 구조시스템 기술(AB) 분야의 주요특허 분석 221
3-3. 지반 보강 및 급속기초 기술(AC) 분야의 주요특허 분석 233
3-4. ICT융합 자동화/시공 기술(AD) 분야의 주요특허 분석 242
3-5. 가설교량 조립 및 설치용 장비 및 차량 기술(AE) 분야의 주요특허 분석 248
4. 소결 258
IV. 결론 및 시사점 262
서지자료 265
Bibliographic Data 266
판권기 267
[뒷표지] 268
[표 1.1] KICT 연구부문 전략목표 및 역할과 책임(R&R) 부합성 요약 17
[표 2.1] 고성능 강재 및 구조물 활용기술 실용화의 핵심기술과 기술범위 25
[표 2.2] 고성능 강재 개발 및 구조물 활용기술 실용화 분야 국내.외 기술개발 동향 26
[표 2.3] HSB600의 목표성능과 기존 강재 성능 비교 27
[표 2.4] 해외의 교량용 고성능 강재와 HSB600의 성능 비교 28
[표 2.5] 기존의 SM570과 HSB600의 성능 비교 29
[표 2.6] 비열처리 알루미늄 합금의 기계적 특성 35
[표 2.7] 열처리 알루미늄 합금의 기계적 특성 37
[표 2.8] 티타늄의 물리적 성질 40
[표 2.9] 티타늄 합금의 종류 41
[표 2.10] 티타늄의 응용 분야 43
[표 2.11] 간편조립교(MGB)의 구조형식별 최대지간 및 하중급수 50
[표 2.12] 말뚝기초 비교 64
[표 2.13] Sutong bridge 모니터링에 사용된 센서 81
[표 2.14] 분야별 국내 방위산업 수출현황 92
[표 2.15] 2000년대 초반 현재 국외 전술교량 도입 및 개발 추세 93
[표 2.16] 병참선교량 적용 가능 가설교량(트러스교) 95
[표 2.17] 10년 및 20년간 홍수 피해 교량수 조사 결과 96
[표 2.18] 국내 대형지진 발생현황 98
[표 2.19] 국내 지진 피해사례 98
[표 2.20] 중복성 검토를 위한 국가지원 연구개발 현황 조사 결과 115
[표 2.21] SWOT 분석 117
[표 3.1] 중점추진분야별 세부목표(성과목표 및 성과지표) 120
[표 3.2] 연구분야 및 핵심기술별 연구목표 122
[표 3.3] 중점 추진분야 1 – 고성능 구조재료 및 구조부재 분야 125
[표 3.4] 중점 추진분야 2 – 장경간 조립식 급속가설교량 시스템 분야 127
[표 3.5] 중점 추진분야 3 – 급속 지반보강 및 급속기초 분야 129
[표 3.6] 중점 추진분야 4 – ICT융합 모니터링 분석 분야 131
[표 3.7] 중점 추진분야 5 – 장비 및 가설차량 분야 133
[표 3.8] 소요연구비 및 인력투입계획 139
[표 3.9] 중점관리시설 및 재난위험시설 140
[그림 1.1] 재해 재난 대응 및 대북협력 SOC구축 지원 필요 15
[그림 1.2] 군용 기동시설 체계의 현대화 필요 16
[그림 1.3] 연구원 고유업무 부합성 17
[그림 1.4] 민간부문 가설교량 18
[그림 1.5] 군용 가설교량 18
[그림 1.6] 60m급 장경간 급속가설교량 개념도 19
[그림 2.1] 해외 교량용 고성능 강재와 HSB600의 성능 비교 28
[그림 2.2] 기존 SM570과 HSB600의 성능 비교 29
[그림 2.3] HSB600이 사용된 인천대교 제작 전경 30
[그림 2.4] 돌산-화태간 연도교(주경간교) 31
[그림 2.5] 영덕1교 조감도 31
[그림 2.6] 알루미늄 합금의 분류 34
[그림 2.7] 티타늄의 응용 분야 43
[그림 2.8] 전술교량의 운용개념 46
[그림 2.9] 강습용 교량 46
[그림 2.10] 전술용 교량 47
[그림 2.11] 전술용 교량 48
[그림 2.12] 간편조립교(MGB) 구조형식 및 종류 49
[그림 2.13] 간편조립교(MGB) 단위블록의 단면구조 49
[그림 2.14] 거더 하부 강선 설치에 의한 프리스트레스 도입 51
[그림 2.15] 강박스 내부 강선 설치에 의한 프리스트레스 도입 52
[그림 2.16] 휨보강 부재에 의한 프리스트레스 도입 가설교량 52
[그림 2.17] 강판 부재에 의한 프리스트레스 도입 방법 53
[그림 2.18] 온도 프리스트레싱 도입 개념도 53
[그림 2.19] 온도 프리스트레싱 도입 과정 53
[그림 2.20] 분절제작 및 핀 연결형 조립식 가설교량 54
[그림 2.21] 트러스 형식 가설교량 55
[그림 2.22] 말뚝기초 시공 기술 59
[그림 2.23] RCD 기초 시공 기술 60
[그림 2.24] 마이크로파 일 기초 시공 기술 61
[그림 2.25] 헬리컬 파일 시공 기술 62
[그림 2.26] SAP 기초 시공기술 62
[그림 2.27] 소구경 말뚝 시공장비 63
[그림 2.28] 그라우팅을 이용한 지반보강 예시 65
[그림 2.29] LW 공법 65
[그림 2.30] CGS 공법 66
[그림 2.31] SIG 공법 67
[그림 2.32] JSP 공법 67
[그림 2.33] SCW 공법 68
[그림 2.34] 시미즈 스마트 사이트의 ICT 기반 로봇 69
[그림 2.35] Hybrid Assistive Limb 현장 적용 사진 및 컨셉 70
[그림 2.36] 타워크레인 작업 현장 위치 추적 프로세스 71
[그림 2.37] T-iRobo Rebar 사진 및 작업 현장 컨셉 72
[그림 2.38] 스마트하이웨이 개념도 72
[그림 2.39] IoT 기반 활물열차 실시간 상태 모니터링 시스템 개념 73
[그림 2.40] BAE 블루투스 기반 시스템 및 드론 IoT 기반 점검 컨셉 74
[그림 2.41] 근접정밀영상 취득 시스템 및 3차원 이동경로 생성 S/W 75
[그림 2.42] 인공지능(AI)를 이용한 손상분류 및 탐지 75
[그림 2.43] 드론을 활용한 원전격납구조물 모니터링 75
[그림 2.44] 드론(무인검사장비)을 활용한 교량 구조물 평가기술 개발 76
[그림 2.45] 한강 교량 검사를 위한 와이어캠(좌), 레일캠(우) 시스템 77
[그림 2.46] 상용드론(Phantom 4 pro)를 활용한 교량 모니터링 77
[그림 2.47] 드론 검사경로 입력 및 3D 모델 생성 77
[그림 2.48] 소형드론(sUAV) 시스템의 구성 및 촬영 이미지 78
[그림 2.49] HERI8-W7000F(좌), PF1-Inspection(우) 78
[그림 2.50] 건설용 드론 PG700 시스템 구성 및 현장적용 79
[그림 2.51] 관로 및 폐쇄성 공간 점검 드론 AS400-1 기체 및 촬영 이미지 79
[그림 2.52] 회전형 보호 쉘(shell)을 장착한 드론 및 활용 79
[그림 2.53] WASHMS에 활용된 FBG 센서 80
[그림 2.54] FBG 센서 설치 위치 80
[그림 2.55] Sutong Cable-stayed bridge에 설치된 센서 위치 81
[그림 2.56] Stonecutter bridge에 설치된 센서 위치 82
[그림 2.57] Bergsøysund bridge에 설치된 센서 위치 82
[그림 2.58] Thinner(좌), Buchli가 개발한 변위 측정용 센서(우) 83
[그림 2.59] Miguel Vincente et al. 개발한 변위 및 회전 계측용 센서 83
[그림 2.60] 저전력 센서 노드 ASN-2 84
[그림 2.61] Pakzad가 개발한 스마트 센서 노드 84
[그림 2.62] 무선 진동센서 및 매립형 스마트 센서 노드 85
[그림 2.63] Dual-core 기반 스마트 센서 플랫폼 85
[그림 2.64] DSB(Dry Support Bridge) 전술교량 및 기계화 가설장비 87
[그림 2.65] Hang-on-beam 방식 및 Swallowed beam 방식의 가설 개념도 87
[그림 2.66] 차량탑재형 전술교량 가설장비 88
[그림 2.67] 가설빔 설치후 교량 본체 모듈 설치 과정 88
[그림 2.68] 크레인에 의한 일반적인 가설공법 사례 89
[그림 2.69] 크레인 장비 및 전진가설공법에 의한 가설교량 건설과정 89
[그림 2.70] 국내 방위산업 매출액 규모 91
[그림 2.71] 2014년 국내 매출액 비중 91
[그림 2.72] 국내 방위산업 수출 규모 추이 92
[그림 2.73] 수출 대상 지역별 비중 변화 92
[그림 2.74] 국내 집중호우 발생 추이 96
[그림 2.75] 홍수 피해 사례 96
[그림 2.76] 장간조립교 복구사례 96
[그림 2.77] 규모 2.0 이상 국내 지진 발생 현황 97
[그림 2.78] 포항지진에 의한 교좌장치 손상 사례 97
[그림 2.79] 국내 자연재해 피해액 현황 100
[그림 2.80]기존 기술에 의한 가설교량 붕괴사례 100
[그림 2.81] 가설교량 장경간화 추세 101
[그림 2.82] 국내 신규건설 시장 규모 102
[그림 2.83] 해외 시장 규모 102
[그림 2.84] 세부기술별 특허건수 현황 103
[그림 2.85] 세부기술별 연도별 특허동향 103
[그림 2.86] 정부 공공부문 내진보강 사업 투자 계획 110
[그림 2.87] 남북 공동조사 및 철도 도로 연결 및 현대화 착공식 111
[그림 2.88] 북한 고속도로 112
[그림 2.89] 북한 홍수 피해 보도(2016.9.) 112
[그림 2.90] 홍수로 인한 북한의 교량 피해 113
[그림 2.91] 1단계 차세대 전술교량사업 114
[그림 2.92] Keyword 및 Issue Tree 118
[그림 2.93] 중점 추진분야 및 연구개발 목표 119
[그림 3.1] 비전 및 전략목표 120
[그림 3.2] 연구개발사업 추진 시나리오 121
[그림 3.3] 중점추진분야별 핵심기술 124
[그림 3.4] 고성능 경량 재료 적용으로 자중 감소 및 장경간화 126
[그림 3.5] 고강도강의 경량화(포스코) 126
[그림 3.6] 티타늄 특성(포스코 브로셔) 126
[그림 3.7] 장경간 조립식 급속가설교량 시스템 분야 관련 요구기술 128
[그림 3.8] 장경간 구조설계 방안 128
[그림 3.9] 급속 지반보강 및 급속기초 기술개발 모식도 130
[그림 3.10] 해상 Jack-up 바지선 시공기술 및 그라우팅 기술 개념 130
[그림 3.11] 6-자유도 동적거동 계측시스템 사례(한국과학기술원) 131
[그림 3.12] 시공 중 드론 기반 모니터링 사례(Ascending Tech. 팔콘 8) 132
[그림 3.13] 드론 탑재 센서 종류 132
[그림 3.14] 장비 탑재형 가설차량 개요도 및 상세도 134
[그림 3.15] 가설차량 및 부재 운송차량의 현장배치 및 운용 사례(Peter Schmidt, 1994) 135
[그림 3.16] 기술로드맵 (기반기술 기확립 가정 및 5년 수행기준 사례) 137
[그림 3.17] 추진체계 및 협력방안 138
[그림 3.18] 남북한 도로 통계 141
[그림 3.19] 한반도 신경제지도 141
[그림 3.20] 사회적 측면의 예상성과 및 기대효과 142
[그림 3.21] 연구성과 활용방안 142