[표지] 1
요약문 3
Executive Summary 7
목차 11
제1장 서론 21
1. 연구개발의 배경 및 필요성 21
2. 1차년도 연구개발의 목표 및 내용 24
제2장 국내·외 기술동향 25
1. 국내 현황 25
1.1. 국내 교량 현황 25
1.2. 프리스트레스트 U형 거더 26
1.3. 스틸 박스 거더 27
1.4. 프리텐션 긴장 27
1.5. 공장제작(Precast) 28
2. 국외 현황 30
2.1. 동남아시아 거더 시장 30
2.2. U-타입거더 : 포스트텐션 거더 33
2.3. U-타입 거더 : 프리텐션 거더 34
2.4. 초고성능 콘크리트 + 외부긴장재 35
3. 관련 세계 최고수준(기관) 연구동향 36
3.1. (일본)고강도 콘크리트와 프리텐션을 이용한 프리캐스트 웹 요소 36
3.2. (미국)I형 steel 빔과 강연선을 이용한 프리스트레스트 강합성 빔 37
3.3. (미국)프리텐션을 이용한 프리캐스트 곡선 I-거더 37
3.4. (한국)인터컨스텍 IPC 거더 38
제3장 현지화 전략 수립(부록 1. 참조) 39
1. 정부의 신남방 정책 39
1.1. 일반사항 39
1.2. 정부의 신남방정책 추진전략 44
1.3. 소결 45
2. 신남방 국가 건설시장 현황 및 진출전략 46
2.1. 신남방국가 건설시장 현황 비교 46
2.2. 건설시장 특성 46
2.3. 국가별 진출전략 48
3. 프리텐션 U형 거더 기술동향조사(부록 2 참조) 61
3.1. 종래 프리스트레스 거더 기술(포스트텐션과 프리텐션) 61
3.2. 국내외 기술현황 70
3.3. 소결 78
제4장 신남방국가 현지 맞춤형 도로교 요소 기술 개발 81
1. 개요 81
1.1. 프리텐션 U-거더와 긴장용 정착블럭 81
2. 긴장용 정찰블럭의 최적화 84
2.1. 고려사항 84
2.2. 사전검토 84
2.3. 최종모델 87
3. 긴장용 정찰블럭의 형상검토 89
3.1. 콘크리트구조물의 유한요소해석 89
3.2. CDP Model(Concrete Damaged Plasticity Model) 96
3.3. 정착블록의 모델링 100
4. 긴장용 정찰블럭 유한요소해석 결과 117
4.1. 합성 접합면 거동 검토 및 효율적 전단연결재 배치 117
4.2. 해석 결과물 121
4.3. 소결 149
5. 긴장용 정착블럭 설계(부록 3 참조) 150
6. 경제성 분석 152
6.1. 개요 152
6.2. 교량 수량 산출 156
6.3. 교량 경제성 평가 165
제5장 신남방국가 현지 맞춤형 도로교 설계 및 시공 기술 개발 167
1. 개요 167
1.1. 일반사항 167
2. 설계도서 172
2.1. 개요 172
2.2. 설계 일반사항 172
2.3. 구조계산서 작성 결과(부록 4. 참조) 176
제6장 현지 맞춤형 도로교 기술 성능 검증 177
1. 프리텐션 긴장 계획 177
2. 프리텐션 긴장 실험 결과 179
3. 실대형 구조 성능 검증을 위한 실험 계획 181
제7장 결론 및 향후 연구계획 183
1. 결론 183
2. 국내외 관련 분야의 환경변화 184
3. 향후 연구계획 185
참고문헌 189
서지자료 191
Bibliographic Data 192
부록[내용없음] 13
부록 1. 신남방국가 건설 현황 조사[내용없음] 13
부록 2. 프리텐션 프리텐션 U형 거더 기술동향조사[내용없음] 13
부록 3. 프리캐스트 긴장 및 정착블럭 설계도서[내용없음] 13
부록 4. 프리텐션 U형 거더 구조계산서[내용없음] 13
판권기 193
표 2.1. 2013년도 전체 교량의 도로종류 및 상부구조 형식별 현황 25
표 2.2. 2019년도 전체 교량의 도로종류 및 상부구조 형식별 현황 26
표 2.3. 관련 세계 최고수준 및 달성목표 38
표 3.1. 신남방지역 경제 및 한국의 신남방지역 수출입(2017년 기준) 43
표 3.2. 인도-태평양 구상과 일대일로 비교 44
표 3.3. 3P 전략 및 추진 과제 45
표 3.4. 아시아 주요국 및 신남방국가 건설시장 규모 46
표 3.5. 신남방 국가 건설시장 특징 47
표 3.6. 신남방국가 건설성장성지수 비교 58
표 3.7. 신남방국가별 시장 진출시 주요 유의사항 59
표 4.1. 긴장용블럭 재료표(개소당) 87
표 4.2. 유한요소의 분류 90
표 4.3. 상용 유한요소 프로그램 96
표 4.4. 강재 플레이트(Steel Plate) 물성치 105
표 4.5. UHPC 물성치(CDP 모델) 107
표 4.6. 경계조건 112
표 4.7. 스프링계수 113
표 4.8. 하중재하 114
표 4.9. 메쉬 요소 115
표 4.10. ABAQUS 단위계 121
표 4.11. 해석결과의 정의 121
표 4.12. 교량구조물의 공용수명(Service Life) 154
표 4.13. 개발기술과 기존 경쟁기술 비교 결과 155
표 4.14. 개발기술 수량산출결과 157
표 4.15. 기존 기술 1 수량산출결과 159
표 4.16. 기존 기술 2 수량산출결과 161
표 4.17. 기존 기술 3 수량산출결과 163
표 4.18. 생애주기비용 분석 평가항목 165
표 4.19. 교량형식별 생애주기비용 분석 결과 166
표 5.1. 재료의 물리적 특성 168
표 5.2. 시공단계별 적용 단면 분류 171
표 5.3. 시공단계별 구조해석 적용 방법 171
표 5.4. 재료의 물리적 특성 172
표 5.5. 환경조건에 따른 노출등급 173
표 5.6. 노출등급에 따른 최소 콘크리트 강도 선정 173
표 5.7. 콘크리트 피복 선정 174
표 5.8. 노출환경에 따라 요구되는 최소 설계 등급 선정 175
표 5.9. 설계등급에 따른 사용 한계값 175
표 5.10. 하중계수와 하중조합 176
표 6.1. 긴장용잭 제원 177
그림 1.1. 신남방국가에 대한 정부 정책 및 성장가능성 21
그림 1.2. 아시아 및 신남방국가 건설시장 현황 22
그림 1.3. 신남방국가 건설현장 상황 23
그림 2.1. 국내 PSC U형 거더 단면도 26
그림 2.2. Narrow 스틸 박스 거더의 대표 횡단면도 27
그림 2.3. 프리텐션방식 PSC I형 거더 28
그림 2.4. 슈퍼티(Super-T)거더 단면도 30
그림 2.5. 태국 방콕의 교량 고속도로 프로젝트 31
그림 2.6. 말레이시아 'DURA'의 UHPC 프리캐스트 교량 종류 32
그림 2.7. 미국 플로리다 분절형 U-타입 곡교의 단면 및 개념도 33
그림 2.8. U-타입 단면 프리텐션 거더 발달 34
그림 2.9. 대표적인 U-타입 프리텐션 거더의 단면 34
그림 2.10. 플로리다 U-타입 거더의 종류 34
그림 2.11. 박스단면 초고성능 콘크리트와 외부긴장재 사용의 예 35
그림 2.12. 일본 'Sumitomo Mitsui'의 Butterfly Web 36
그림 2.13. 강연선을 이용한 프리플렉스 강합성 빔의 발달 37
그림 2.14. 곡교의 발달(프리캐스트-프리텐션 곡교 가능) 37
그림 2.15. 인터컨스텍 IPC 거더 형상 38
그림 3.1. 신남방정책의 핵심사항 및 주요 대상 국가 39
그림 3.2. 신남방정책 비전 40
그림 3.3. 한반도 신경제지도 완성을 위한 주요 정책 아젠다 40
그림 3.4. 신남방 국가의 유니콘 기업 수 전망 41
그림 3.5. 한국의 對신남방지역 교역 비중 추이 42
그림 3.6. 한국의 신남방지역 국별 교역 비중 43
그림 4.1. 프리텐션 U-거더의 구성 및 개념도 81
그림 4.2. 내부반력대와 긴장용 정착블럭을 이용한 프리텬센 공법 82
그림 4.2. 내부반력대-유압실린더와 강연선 정착구 사이 외력의 전달 메커니즘 83
그림 4.3. 프리텐션 U-거더의 단면, 강연선 정착구와 긴장용 정착블럭 단면 83
그림 4.4. 긴장용 정착블럭의 스트럿 타이 모델(STM) 85
그림 4.5. 긴장용 정착블럭의 Plate 해석 결과 86
그림 4.6. 철근의 모델링 91
그림 4.7. 유한요소해석의 적용 예 91
그림 4.8. 철근의 응력-변형률 관계 92
그림 4.9. 콘크리트의 응력-변형률 관계 93
그림 4.10. 이축 응력상태에서 콘크리트의 파괴포락선 94
그림 4.11. 인장-압축 반복응력의 콘크리트 탄성 및 비탄성 거동 98
그림 4.12. CDP 모델의 인장 및 압축 응력-변형률 곡선 99
그림 4.13. 정착블록 전면 정면도(반력부) 100
그림 4.14. 정착블록 측면도 101
그림 4.15. 정착블록 후면 정면도(재하부) 101
그림 4.16. 정착블록 요소 모델링(ABAQUS) 102
그림 4.17. 정착블록 모델링(ABAQUS, 계속) 103
그림 4.18. 강재 플레이트 (Steel Plate) 항복강도 및 소성거동(ABAQUS 입력치) 105
그림 4.19. 강재 플레이트 물성치의 ABAQUS Input data 입력창 106
그림 4.20. UHPC 선형 탄성 영역 이후의 거동(좌:압축거동, 우:인장거동) 107
그림 4.21. UHPC 블록 믈성치의 ABAQUS Input data 입력창 108
그림 4.22. 강재 플래이트와 UHPC의 Contact Model(Tie Model) 109
그림 4.23. 전면 반력부의 스프링 절점(Coupling) 110
그림 4.24. 후면 재하부의 스프링 절점(Coupling) 111
그림 4.25. 단일강선 및 외부강선 반력부 경계조건(ENCASTRE (U1=U2=U3=UR1=UR2=UR3=FIX) 112
그림 4.26. 정착블록 하부 경계조건(U2=U3=FIX) 113
그림 4.27. 스프링계수 입력창(ABAQUS) 114
그림 4.28. 하중재하 입력창(ABAQUS) 114
그림 4.29. Mesh(ABAQUS) 116
그림 4.30. U1 118
그림 4.31. U1(Y Plane =0.929291) 118
그림 4.32. U1(상면) 119
그림 4.33. U1(측면) 119
그림 4.34. U2 120
그림 4.35. U3 120
그림 4.36. 프리텐션 U형 거더 거더 개요도 150
그림 4.37. 긴장용블럭 설계 도면 151
그림 4.38. 생애주기비용 평가 개요 153
그림 4.39. 교량 표준 횡단면도 156
그림 4.40. 평가기준 매트릭스 165
그림 5.1. 프리텐션 U형 거더 개요도 167
그림 5.2. 프리텐션 U형 거더 표준횡단면도 169
그림 5.3. 국내 교량 표준횡단면도(예시) 170
그림 6.1. 긴장력 도입 장치 177
그림 6.2. 프리캐스트 정착블럭 실험체 제작 및 성능 검증 178
그림 6.3. 1차 실험 변위 계측 결과 179
그림 6.4. 2차 실험 변위 계측 결과 180
그림 6.5. 실대형 구조 성능 검증을 위한 실험 계획 181
그림 7.1. 신남방 국가의 유니콘 기업 수 전망 184
그림 7.2. 한국의 對신남방지역 교역 비중 추이 184
그림 7.3. 한국의 신남방지역 국별 교역 비 184
그림 7.4. 연구개발 로드맵 187