2009. 7. 10
현대건설현대건설기술기술//품질품질 개발원개발원 소개소개
현대건설
기술/품질
개발원
1.
조직
및
인원현황
2.
Vision 2020
3.
Action Plan
4.
연구내용
소개
1. 조직
및
인원현황
• 해양/지하공간
• 첨단건설재료
• 초장대교량
핵심요소기술
• 제로에너지
하우스
• 초고층
핵심
요소기술
• 가변형
장수명
주거
• 태양광/채광
• 연료전지
• 지열/태양열
• 해양에너지
• 폐수/폐기물
• 수자원확보
• 오염토양복원
• 바이오가스
• Vision 및
전략
수립
• 융합기술개발
• U city/BIM
• HQRS
• ISO 및
원자력
관련
인증유지
• 플랜트/전력
기자재
품질
• 공정모니터링
• 수주/현장지원
• CM 기법개발
기술개발 품질개발
총원 : 311명
본사 : 142명
현장 : 169명
총원 : 311명
본사 : 142명
현장 : 169명
2
원장
김태구
기반시설연구부
미래주택연구부
에너지부 환경부기술
전략부품질
경영부공정
관리부
구조시스템
팀구조시스템
팀기획정보
팀
외 4팀
기획정보
팀
외 4팀 공정관리
팀공정관리
팀초장대교량
팀초장대교량
팀
재료/도로
팀재료/도로
팀
지반
팀지반
팀
초고층
팀초고층
팀
친환경건축
팀친환경건축
팀
에너지
개발
팀에너지
개발
팀
에너지
응용
팀에너지
응용
팀
녹색환경기술
팀녹색환경기술
팀
물환경기술
팀물환경기술
팀
기술기획
팀기술기획
팀
Engineering IT 팀
Engineering IT 팀
3
핵심요소기술확립
통합기술구현Project 적용
2. Vision 2020
Valu
e
2009 2015 2020현재현재 단단ㆍㆍ중기중기 장기장기
Global Leading CompanyGlobal Leading Company
도약도약
위한위한
World Best World Best 기술확보기술확보
건설기술혁신(초고층, 초장대
지하공간, 해양공간)
신재생에너지
개발/사업화
기술+품질+공정Full System 구축
첨단도시(U-Eco City)개발(IT+에너지+생태)
4
• 공정관리부• 품질경영부
• 환경부• 에너지부• 미래주택연구부• 기반시설연구부
• 기술전략부미래
신사업
발굴
Vision / 전략
/ IT 융합 기술
3.
Action Plan
Project 관리
/ 지원
및 W&W System
주경간
3.0km 교량
설계
및
시공기술
300m급 고주탑/대심도기초
시공기술
1,960MPa 이상급 고강도 케이블
PPWS 가설
장비/공법, 내풍보강형
단면
복합교량(Hybrid Bridge)
조립식부교(Floating Bridge)
도심지
급속
시공(모듈화)
도심
지하공간(지하도시, 대심도
철도)
해저터널
에너지/폐기물
비축시설
노후터널
Renovation
해상공항, Mobile Offshore Base
부유식
항만, 해상리조트
풍력/조류발전
구조물
인공섬/준설
및
매립
CO2
저감형
건설재료
초고강도
/ 저발열
콘크리트(초고층빌딩)
나노
고인성
신재료(초장대교량/해양구조)
초박층 / Cold Mix Pavement
기반시설연구부
5
4. 연구내용
소개 [기반시설연구부]
가변형
평면개발
장스팬/고내구성
구조
시스템
가변형
벽체
및
설비
시스템
시범사업
추진
가변형
평면개발
장스팬/고내구성
구조
시스템
가변형
벽체
및
설비
시스템
시범사업
추진
초고층
시공
초고층
기획
및
설계관리
DB
기술
& Eng.
해외전문사
협업
국책과제
(예정)
초고층
시공
초고층
기획
및
설계관리
DB
기술
& Eng.
해외전문사
협업
국책과제
(예정)
에너지
예측
및
관리
건물외피
성능향상
기기/시스템
효율화
신재생에너지
활용
EGT 개발
에너지
예측
및
관리
건물외피
성능향상
기기/시스템
효율화
신재생에너지
활용
EGT 개발
미래주택연구부
제로에너지+
하우스초고층
가변형장수명주거
6
4. 연구내용
소개 [미래주택연구부]
해양에너지
개발과
활용
구축해양에너지
개발과
활용
구축건축물
LCA 평가
기법개발
에너지
스마트
그리드
통합시스템
구축
사업화
건축물
LCA 평가
기법개발
에너지
스마트
그리드
통합시스템
구축
사업화
하이브리드
시스템
개발
(지열/소형풍력/태양광/
연료전지/LED)
-
09년
5개
연구과제 수행
컨설팅
Tool 구축
하이브리드
시스템
개발
(지열/소형풍력/태양광/
연료전지/LED)
-
09년
5개
연구과제 수행
컨설팅
Tool 구축
정
삼투압
해수
담수화
플랜트
기술개발
바이오가스내
전처리
향상
기술개발
정
삼투압
해수
담수화
플랜트
기술개발
바이오가스내
전처리
향상
기술개발
에너지부
7
에너지개발
에너지활용
신재생에너지신재생에너지
타운타운, , DardesheimDardesheim
유럽
에너지통합
Super-Grid 프로젝트
4. 연구내용
소개 [에너지부]
바이오가스
정제
및
농축
기술
바이오가스
이용
발전
기술
바이오가스
정제
및
농축
기술
바이오가스
이용
발전
기술
막이용 하ㆍ폐수 정화처리
기술
방류수
3차
처리기술
생태
하천
복원
기술
개발
막이용 하ㆍ폐수 정화처리
기술
방류수
3차
처리기술
생태
하천
복원
기술
개발
혐기소화
전처리
혐기소화
운전
및
제어
소화액
처리
혐기소화
전처리
혐기소화
운전
및
제어
소화액
처리
국내외 토양 정화 시장 진출
중금속 오염토양 처리 기술
개발
국내외 토양 정화 시장 진출
중금속 오염토양 처리 기술
개발
환경부
8
오염/준설토처리
유기성폐기물자원화
하이테크수처리
공정기술
바이오에너지기술
4. 연구내용
소개 [환경부]
2009. 7. 10.
건설기술 한마당 2009
Hyundai Hybrid Truss bridges
현대건설
기술/품질개발원
과장
/ 토목구조기술사
정 광 회
신형식 복합트러스교 개발
Ⅰ. 현대건설의 복합구조 교량 기술
Ⅱ. 신형식 복합트러스교(HyunHT)
개발
Ⅲ. HyunHT
격점부 성능검증 실험
Ⅳ. HyunHT
철도교 재하실험/가진실험
Ⅴ. HyunHT의 시공성 및 경제성
Ⅵ. 향후 연구과제
목 차
Ⅰ.
현대건설의 복합구조 교량기술
브로네고가교 (1997, 프랑스)
사루타가와교 (2005, 일본)
[복부
트러스
PSC 복합교량]
Cognag교(1986, 프랑스)
신개교(1994, 일본)
Cognag교(1986, 프랑스)
[복부
파형강판
PSC 복합교량]
복합구조(Hybrid Structure)
교량이란??
Ⅰ. 현대건설의 복합구조 교량 기술
복합구조 Hybrid Structure
콘크리트구조
Concrete Structure
강구조Steel
Structure
복부
파형강판
프리스트레스
콘크리트
복합교량
: 일선대교
Ⅰ. 현대건설의 복합구조 교량 기술
복부
트러스
프리스트레스
콘크리트
복합교량
: 신천교, 신천1교
[상부접합구조]
[하부접합구조]
Ⅰ. 현대건설의 복합구조 교량 기술
강-프리스트레스
콘크리트
혼합거더
: 영암대교
Concrete & Steel Connection
Ⅰ. 현대건설의 복합구조 교량 기술
FRP 스트럿
프리스트레스
콘크리트
복합교량
: 인천대교
연결도로
3공구
Ⅰ. 현대건설의 복합구조 교량 기술
연구개요
• 과 제 명 : 중지간 교량의 시공 및 구조 효율성 증진을 위한 신형식 상부구조 시스템 실용화• 연구기간 : 2005. 8~ 2008. 8• 참여기관 : 한국철도기술연구원, 고려대, 단국대, 청석 외 6개 설계사• 연구목적 : 중지간 교량의 형식 편중성 극복과 경제성 및 시공성이 확보된 구조형식의 개발
연구결과
• 복부 트러스 복합교량의 신형식 격점부 개발 및 지적 재산권 확보• 신형식 복합 교량 설계지침서(안)
작성• 철도교 표준 단면 / 도로교 예제 단면 설계 및 제안• 구조형식 / 지간별 경제성 검토 및 시공성 분석• 모형교량 제작 / 실험을 통한 성능 검증
복부파형강관
복부트러스
공통
복부 트러스 복합거더 격점부 개발 / 설계법 및 상세안 도
출
격점부 내하력 평가 표준 방안제시
구조별 거동 특성 분석 (사재형상 / 외부 강선에 따른 영향분석)
격점부 내하력 평가 표준 방안제시
파형강판 전단 설계식 제안
박스거더의 비틀림, 횡방향 설계식 제안
복부 파형강판 복합거더의 휨거동 특성 분석
사용성 평가 기준 제시
강재 / 콘크리트 접합부 개발
접합부 전단연결 구조의 수평전단 강도식 도출
열차 하중을 고려한 동적 성능 인자에 대한 매개변수 분석
복선 철도교 비교 영향 검토
궤도 –
구조물 상호 작용 특성분석
복합 철도교 / 도로교 동적 특성 분석
국책과제를
통한
연구수행(05건설핵심C14)
Ⅰ. 현대건설의 복합구조 교량 기술
Ⅱ.
신형식 복합트러스교 개발(Hyundai Hybrid Truss)
Ⅱ.
신형식 복합트러스교(HyunHT)
개발
복합트러스교의
형태
하로거더 구조하로거더하로거더
구조구조 공간트러스 구조공간트러스공간트러스
구조구조
상로식 바닥판 아치 구조상로식상로식
바닥판바닥판
아치아치
구조구조박스거더 구조박스거더박스거더
구조구조
복합트러스교의
격점구조
강재블럭+철근용접
접합용 볼트 외측 설치강재 노즈(nose) 매입
천공된 강재 박스 매입
[ 아르보아교, 1984/프
] [ 브로네
고가교, 1997/프
] [ 키노가와
고가교, 2003/일
]
[ 로아즈교, 1990/프
]
트러스와 철근 직접 접합
[ 브라도라플랜교, 2002/프
]
Shear Key + 강봉
[ 스츠미대교, 2005/일
]
이중관 매입구조
[ 사루타가와교, 2005/일
]
2면 거세트판 구조
[ 사루타가와교, 2005/일
]
Ⅱ.
신형식 복합트러스교(HyunHT)
개발
새로운
접합구조
제안
T-GHT
EHT
T-EHT P-EHT
종방향 변위 허용구조
용접소요최소화
스터드
연결구조의개선
Ⅱ.
신형식 복합트러스교(HyunHT)
개발
항 목 HyunHT PCT 거더교
구 조특 징
1.
격점구조
• 현장 용접 배제, 종방향 변위허용
• 격점구조를 단순화시킨 사재 매입형 힌지격점구조
방식(EHT) 적용, 강사재 거치편의 고려
• +자형
거셋
보강판
형태의
격점구조를
갖고
있으며
강•콘크리트
접합에
대해
스터드나
구멍강판
전단연결
방식
적용
2. 상현재 • 콘크리트
단일
상현재
• 상현강재와
콘크리트
바닥판의
복합구조로
구조물
연성증가
효과
시공성&
경제성
• 격점구조가
단순하며
현장
시공성
우수
• 현장
여건에
따라
동바리
조정정도로
솟음량
제어가
가능
• 강재량이
적어
경제성에
유리
• 강구조물현장
제작에
기술적
숙련도
요구
• 가설시
PSC하현재와
상현강재, 복부사재
만으로
시공이
가능
• 가설벤트
시공에
유리
Ⅱ.
신형식 복합트러스교(HyunHT)
개발
HyunHT(Hyundai
Hybrid Truss) v.s. PCT(Prestressed
Composite Truss)
Ⅲ.
HyunHT 격점부 성능검증 실험
실험체 제작 : 접합부 강재 가공 및 조립
T-GHT
T-EHT P-EHT
EHT
T-type Perfobond
shear connector Gusset plate Hybrid Truss
T-type Perfobond
shear connector Embedded Hybrid Truss Perfobond
shear connector Embedded Hybrid Truss
Embedded Hybrid Truss with hinge connection system
Ⅲ. HyunHT
격점부 성능검증 실험
실험결과
: 하중-변위
곡선
실험체
종류 극한하중(kN) 최대변위
(mm)
T-GHT 1495.76 26.25
EHT 1190.76 54.97
T-EHT 694.70 40.37
P-EHT 654.36 74.88
[하중-변위 곡선]
Ⅲ. HyunHT
격점부 성능검증 실험
격점부 설계 방법 제안
작용하중 : 국부 모멘트과 수평전단력
수평전단력에 저항하도록 연결강재와 강봉 설계
pun VVV =≥φ un MM ≥φ
EHT
국부 모멘트에 저항하도록 콘크리트 거더 설계
단, 균열방지를 위한 철근 상세 검토 필수
Ⅲ. HyunHT
격점부 성능검증 실험
Ⅳ.
HyunHT 철도교 재하실험 및 가 진실험
Ⅳ. HyunHT
철도교 재하실험 및 가진실험
HyunHT
철도교
설계
Ⅳ. HyunHT
철도교 재하실험 및 가진실험
YY
NN
NN
NN
NN
YY
YY
YY
단면 가정지간, 형고, 사재의 각도 등
단면 가정지간, 형고, 사재의 각도 등
종방향 구조해석종방향 구조해석
시공단계별 응력검토시공단계별 응력검토
극한강도 검토극한강도 검토
사재의 좌굴 검토사재의 좌굴 검토
격점부 설계격점부 설계
사용성(처짐) 검토사용성(처짐) 검토
바닥판 설계바닥판 설계
상세 구조 검토상세 구조 검토
현대
복합트러스(Hyundai Hybrid Truss: HyunHT)교
Ⅳ. HyunHT
철도교 재하실험 및 가진실험
- 지간 중앙 하부 슬래브에서 휨균열 발생 후
외부텐던 편심부 파괴
- 탄성 상태에서 사용성 기준 만족
- 개발된 신형식 격점부 성능 검증
- 복부 트러스 복합 철도교 구조적 안정성 검증[하부 슬래브 휨 파괴] [외부텐던 편심부 파괴]
[내외부텐던의 하중변화][하중-변위 관계]
Ⅳ. HyunHT
철도교 재하실험 및 가진실험
실물교량
재하
실험결과
가진기를 이용한 모달테스트를 수행하여 20m 복합 트러스 철도교의 고유진동수
감쇠비 추출.
시험결과를 유한요소해석 결과와 비교하여 시험의 적정성 검토.
모달 테스트 전경모달모달
테스트테스트
전경전경 시험체의 유한요소해석 모델시험체의시험체의
유한요소해석유한요소해석
모델모델
Ⅳ. HyunHT
철도교 재하실험 및 가진실험
동특성
추출
모달테스트
(철도연)
시험체의 1차 고유진동수는 8.69Hz로 측정됨.
해석치(8Hz)와의 오차는 8%정도이므로 시험은 적절히 수행된 것으로 판단됨.
측정된 감쇠비는 약 1.5% 임.
고유진동수 측정 결과고유진동수고유진동수
측정측정
결과결과 감쇠비 측정 결과감쇠비감쇠비
측정측정
결과결과
0 10 20 30 40 50 600.00E+000
1.00E-009
2.00E-009
3.00E-009
4.00E-009
5.00E-009
6.00E-009
7.00E-009
8.00E-009
9.00E-009
Frequency (Hz)
Pow
er
8.69Hz
0 2 4 6 8 10 120.010
0.015
0.020
0.025
0.030
0.035
Dam
ping
Rat
io
Number of Decayed Cycles
Ⅳ. HyunHT
철도교 재하실험 및 가진실험
고유진동수와
감쇠비
(철도연)
Ⅴ.
HyunHT의 시공성 및 경제성
Ⅴ. HyunHT
시공성 및 경제성
철도교 경제성 비교(40m, 단경간)철도교철도교
경제성경제성
비교비교(40m, (40m, 단경간단경간))
Ⅴ. HyunHT
시공성 및 경제성
- 지간 30m, 40m, 50m의
복부 강재 복합철도교와 PSC 철도교의 경제성 분석- 가설 공법은 FSM으로, 경간은 단경간으로 가정
- PSC 교량에 비해 복부 강재 복합교량은 공사비 약 30% 절감- 자중감소로 인한 장경간화 및 하부구조 감소로 추가적인 공사비 절감 가능
PSC BOX 복부 파형강판 복부 트러스
공 종 수 량 단가(천원) 금액(천원) 공 종 수량 단가(천원) 금액(천원) 공 종 수량 단가(천원) 금액(천원)강 재 - 1,020 - 강 재 35tonf 1,020 36,073 강 재 29tonf 1,020 29,920
콘크리트 309㎥ 68 21,012 콘크리트 179㎥ 68 12,193 콘크리트 172㎥ 68 11,679PS강재 14tonf 1,320 18,480 PS강재 7tonf 1,320 9,512 PS강재 7tonf 1,320 9,651철 근 68tonf 830 56,454 철 근 19tonf 830 15,882 철 근 21tonf 830 17,111거 푸 집 943㎡ 19 17,728 거 푸 집 500㎡ 19 9,393 거 푸 집 499㎡ 19 9,381동 바 리 486공/㎥ 25 12,247 동 바 리 677공/㎥ 25 17,060 동 바 리 738공/㎥ 25 18,609
합 계 125,922 합 계 100,113 합 계 96,350경 제 성 비 교 1.31 경 제 성 비 교 1.04 경 제 성 비 교 1.00
참고자료원평고가(철도교, 동해선 임원~매원
간)
참고자료 일선대교(도로교) 참고자료 PCT(도로교)
도로교 교량(PSC BOX, L=320.0m)도로교도로교
교량교량(PSC BOX, L=320.0m)(PSC BOX, L=320.0m)
교량폭원 : 14.250m
설계등급 : 1등급(DB-24,DL-24)
교량연장 : 50+4@55+50=320m
가설공법 : Full Staging Method
거더형고 : H=3.0m
HyunHT
(L=320.0m)HyunHTHyunHT
(L=320.0m)(L=320.0m)
교량연장 : [email protected] = 320.0 m, 거더형고 : H = 3.5m 교량연장 : [email protected] = 320.0 m , 거더형고 : H = 4.5m
80.000 80.000 80.000
60.00
교 량 시
점
STA.4+460.0
00
320.000
EL.84.639
EL.89.032
교 량 종
점
STA.4+780.00
0
80.000
A1
P1P3
A2
P2
205번 리도
큰골천
1:1.8
70.00
80.00
90.00
100.00
110.00
64.000 64.000 64.000 64.000
60.00
교 량 시
점
STA.4+460.00
0
320.000
EL.84.639
EL.89.032
교 량 종
점
STA.4+780.000
64.000
FPB A1
P1P3 P4
A2
P2
205번 리도
큰골천
1:1.8
70.00
80.00
90.00
100.00
110.00
1:1.8
EL.59.553
EL.73.202
70.00
80.00
90.00
100.00
110.00
60.00
교 량 시
점
STA.4+460.00
0
[email protected]=220.000
320.000
EL.84.637 EL.75.570
EL.67.136
EL.68.719
EL.89.029
교 량 종
점
STA.4+780.000
50.00050.000
A1
P1P3 P4 P5
A2
P2
205번 리도
큰골천
Ⅴ. HyunHT
시공성 및 경제성
주요자재 수량 비교주요자재주요자재
수량수량
비교비교
구분PSC박스거더
(50+4@55+50=320m)HyunHT
(5@64=320m)HyunHT
(4@80=320m)
상부구조
단면도
공 종 수량 금액(천원) 수량 금액(천원) 수량 금액(천원)
철 근 1209 tonf 937,289 853 tonf 660,953 741 tonf 574,261
레미콘 6916 ㎥ 461,624 5746 ㎥ 379,342 5506 ㎥ 403,353
강연선 140 tonf 264,600 138 tonf 260,820 165 tonf 311,850
기타
PC 자재 - 295,987 - 295,738 - 305,632
강 재 0 tonf - 156 tonf 205,925 236 tonf 320,447
합 계 1,964,049 1,807,473 1,920,811
형고/최대지간 3.0m / (50~55m) = 1/(16.7~18.3) 3.5m / 64m = 1/18.3 4.5m / 80m = 1/17.8
250
261
7
L OF BOXC
S = (+)2.00%
L OF ROADC
250
287
7
250
30080
245
0 3000
450 450
4175 4500700 41754500 700
방 음 벽H = 2.5m
방 음 벽H = 3.0m
1500
14250
2675 470 1200 2560 150026754701200
방 음 벽H = 2.5m
방 음 벽H = 3.0m
L OF BRIDGEC
1500
14250
2675 500 1170 2560 150026755001170
436
250
350
114
2350
600
600
3500
250
2650
30080
4175 4500
300
700 41754500 700
2675
방 음 벽H = 2.5m
방 음 벽H = 3.0m
600 1293 2114 6001293
496
300
300
112
3292
1500
14250
2675 1500
L OF BRIDGEC
4175 4500700 41754500 700
600
300
35080
300
3550
4500
600
Ⅴ. HyunHT
시공성 및 경제성
공사비 비교공사비공사비
비교비교
구분PSC박스거더
(50+4@55+50=320m)HyunHT
(5@64=320m)HyunHT
(4@80=320m)
상부공
58.0 억원 55.5 억원 60.4 억원
125 만원/ ㎡ 120 만원/ ㎡ 131 만원/ ㎡
하부공
구조물공(교각/교대)
15.6 억원 12.5 억원 10.9 억원
토공 2.0 억원 1.7 억원 1.4 억원
합계 75.6 억원 69.7 억원 72.7 억원
경 제 성 비 교 1.08 1.00 1.04
㎡당 공사비 166 만원/ ㎡ 153 만원/ ㎡ 159 만원/ ㎡
• 가설 동바리 23.6 억원을 포함한 공사비임• 가설 동바리 23.6 억원을 포함한 공사비임 * 직접 공사비* 직접 공사비
Ⅴ. HyunHT
시공성 및 경제성
Ⅴ. HyunHT
시공성 및 경제성
3D 부재 상세 모델 (Microstation, Bentley/Rebar 이용)
–
(주)IDM3D 3D 부재부재
상세상세
모델모델
((MicrostationMicrostation, Bentley/Rebar , Bentley/Rebar 이용이용))
––
((주주)IDM)IDM
3D Digital Mockup:상세개선3D Digital Mockup:3D Digital Mockup:상세개선상세개선
Ⅴ. HyunHT
시공성 및 경제성
Ⅵ.
향후 연구과제
설계
지침서
및
시방서(안) 제안
Ⅵ. 향후 연구과제
복합구조 교량의설계 및 시공지침(안)
복합구조 실무 가이드-강구조학회-
Ⅵ. 향후 연구과제
복부
강재구조
교량의
케이블
교량
적용
[Extradosed교] [사장교]Yahagigawa교
(2005, 일본)Rittoh교
(2005, 일본)
경청해 주셔서 감 사 합 니 다.
Top Related