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Executive Summary
목차
제1장 서론 14
1. 연구개요 14
1.1. 연구의 배경 및 필요성 14
1.2. 연구 목표 및 내용 17
1.3. 기술지도 21
2. 연구 추진 체계 및 전략 22
2.1. 연구 추진 체계 22
2.2. 연구 추진 전략 23
제2장 국내·외 연구 동향 24
1. 국내 현황 24
1.1. 인프라 실시간 모니터링 시스템 관련 기술 24
1.2. 튜브운송 시스템 26
1.3. 초고속 이동체계 아진공 운송관 기밀성 평가 관련 28
2. 국외 현황 30
2.1. 초고속 이동체계 30
2.2. 튜브 운송 시스템 31
제3장 연구개발 수행내용 및 결과 34
1. 지능형 안전관리 모니터링 시스템 기초 설계 34
1.1. 안전관리 모니터링 시스템 요구사항 및 구성요소 도출 34
1.2. 안전관리 모니터링 시스템 구조 기초 설계 36
1.3. 센싱 시그널 해석 알고리즘 개발 37
2. 차세대 초고속 이동체계 윤송관 설계 기반기술 확보 45
2.1. 기존 건설재료의 초고속 운송관 구조 적합성 평가 45
2.2. 콘크리트 운송관의 기밀성능 평가 55
2.3. 아진공 운송관 적합 단면 검토 및 시공기술 60
3. 차세대 초고속 이동체계 인프라 프로토타입 구현을 위한 시공 기반 기술 개발 87
3.1. 콘크리트 원형 운송관 프로토타입 제작 방법 도출 87
3.2. 콘크리트 원형 운송관 프로토타입 제작 장비 제작 91
제4장 결론 및 향후 연구계획 94
참고문헌 96
서지자료 103
Bibliographic Data 104
판권기 105
표 1.1. 연구목표 및 내용 17
표 1.2. 연차별 연구 성과 목표 및 연구 내용 18
표 3.1. 차세대 초고속 이동체계 특성비교분석 34
표 3.2. 센싱 항목별 모니터링 기법 분류 36
표 3.3. 라이다 센서 이동체의 역학적 지표 40
표 3.4. 투기계수 측정 시편 제작 변수 46
표 3.5. TORRENT 계측장비 사양 47
표 3.6. 투기성 평가 기준 49
표 3.7. 시편 제작 콘크리트의 압축강도 및 인장강도 측정 결과 50
표 3.8. 콘크리트 종류별 투기계수 측정 결과 52
표 3.9. 실험 변수 및 시편 개수 55
표 3.10. 단면 형상별 특징 비교 60
표 3.11. Pre-tension & Post-tension system 특징 61
표 3.12. Pre-tension 부착 system 특징 62
표 3.13. 운송관 단면 형상에 따른 특징 비교 63
표 3.14. 운송관 설계 기본 계획 64
표 3.15. 단면 모델 및 물성치 65
표 3.16. 해석모델 개요 65
표 3.17. 운송관 응력검토(Con'c=C45) 66
표 3.18. 운송관 응력검토(Con'c=C80) 67
표 3.19. 운송관 처짐 검토(Con'c=C45) 68
표 3.20. 운송관 처짐 검토(Con'c=C80) 68
표 3.21. 운송관 단면검토(Con'c=C45) 69
표 3.22. 운송관 단면검토(Con'c=C80) 69
표 3.23. 운송관 횡방향 단면검토(Con'c=C45) 70
표 3.24. 운송관 횡방향 단면검토(Con'c=C80) 70
표 3.25. 운송관 횡방향 전단검토(Con'c=C45) 71
표 3.26. 운송관 횡방향 전단검토(Con'c=C80) 71
표 3.27. 운송관 횡방향 균열검토(Con'c=C45) 72
표 3.28. 운송관 횡방향 균열검토(Con'c=C80) 72
표 3.29. 제작 장비 및 제작장 구성(FSLM) 74
표 3.30. 시공 순서도(FSLM) 76
표 3.31. 시공 방법에 따른 특징 비교 85
표 3.32. 균열의 현상과 원인 91
그림 1.1. 차세대 이동체계(하이퍼루프)의 개념도 14
그림 1.2. 도시지역의 교통 혼잡과 미세먼지 현황 15
그림 1.3. 유라시아 이니셔티브 전략과 한중, 한일 해저터널 구상안 15
그림 1.4. 거시 TRM 21
그림 1.5. 미시 TRM 21
그림 1.6. 연구 비전 및 목표 22
그림 1.7. 연구 추진체계 23
그림 1.8. 연구 추진전략 23
그림 2.1. 한국시설안전공단 특수교 통합관리 계측시스템 구성도 24
그림 2.2. 특수교 통합관리 계측시스템 실시간 모니터링 화면 예시 25
그림 2.3. 무선통신 중계기 및 센서 노드 26
그림 2.4. 지반 변위 자동 분석 S/W 26
그림 2.5. 지반변위센서 실시간 계측 분석 시스템 구성도 26
그림 2.6. 진공튜브 내부 주행 스트림 27
그림 2.7. 초고속 열차모델 아진공 주행 27
그림 2.8. 진공튜브구조물의 기밀성 개요 28
그림 2.9. 연결부를 고려한 기밀성 시험 29
그림 2.10. 상하이 자기부상열차 및 일본 MLX 시스템 30
그림 2.11. 독일 Transrapid 가이드웨이 기본 구조 30
그림 2.12. 일본 초전도 자기부상철도의 U형 가이드웨이 거더 구조 31
그림 2.13. 튜브형 구조 운송시스템 개념도 32
그림 2.14. Hyperloop 시스템 32
그림 2.15. Hyperloop One 사의 개발 차량 XP-1 개요도 33
그림 3.1. 안전모니터링 시스템의 데이터 수집을 위한 데이터 수집계층 구조에 대한 구상 37
그림 3.2. 비접촉 이동식 안전모니터링 시스템의 기본 방향 38
그림 3.3. 비접촉 이동식 안전모니터링 시스템의 실험 환경 구상 38
그림 3.4. 3차원 정보생성을 이용한 변위 탐지 알고리즘 39
그림 3.5. 3차원 레퍼런스모델 생성 흐름도 39
그림 3.6. 이상 유무 판별 흐름도 40
그림 3.7. 비접촉 안전 모니터링시스템의 시제품 구성 40
그림 3.8. 안전모니터링 시험체 제어시스템 구성도 41
그림 3.9. 라이다 3차원 정보 모니터링 실험 장면 42
그림 3.10. 라이다 3차원 정보 모니터링 시작품 기초실험 결과 42
그림 3.11. 제작된 온도챔버 LIV-CHA-02 및 온도변화에 따른 임피던스 신호 변화 43
그림 3.12. 스마트센서 기초실험 및 손상 전/후 결과 44
그림 3.13. 시편별 형상 및 제원 46
그림 3.14. 콘크리트 표면 투기성 측정 단면 개요도 47
그림 3.15. 토렌트 실험장비 48
그림 3.16. 콘크리트 압축강도 및 인장강도 측정 결과 51
그림 3.17. 변수별 투기계수 측정 평균값 비교 53
그림 3.18. 콘크리트 압축강도와 투기계수 상관관계 54
그림 3.19. 시편 제원 56
그림 3.20. 강재 박스챔버 제원 56
그림 3.21. 시편을 장착한 상태의 실험 전경 57
그림 3.22. 시간에 따른 기압 변화 비교 58
그림 3.23. 기압 0.001→0.01 atm 변화에 소요되는 시간 비교 58
그림 3.24. 콘크리트 강도별 기압유지 시간 비교 59
그림 3.25. FSLM 시공개념 76
그림 3.26. Pre-Cast Method 시공개념 78
그림 3.27. ILM 시공개념 79
그림 3.28. FSLM 시공사례 80
그림 3.29. FSLM Launching 순서도 82
그림 3.30. 크레인 공법 시공사례 83
그림 3.31. 웨스트 버지니아 고속도로 60/29 교량교체 84
그림 3.32. 콘크리트 타설결함의 특성요인 88
그림 3.33. 개구부 하단의 공동 89
그림 3.34. 보통콘크리트의 허니컴 발생 89
그림 3.35. 스케일링 90
그림 3.36. 콜드조인트 90
그림 3.37. 수평타설이음부의 결함 90
그림 3.38. 프로토타입 제작을 위한 거푸집 장비 구축 전략 92
그림 3.39. 원형 콘크리트 운송관 강재 거푸집 개요 92
그림 3.40. 원형 콘크리트 운송관 Inner Form 제작과정 93