스마트 건설 : 프리 팹 편

스마트 건설 : 프리 팹 편

<출처> 도로구조물 프리팹 건설 확대를 위한 On-Site Mobile Factory 기술개발 기획 최종보고서 전문

  • 제목 : 도로구조물 프리팹 건설 확대를 위한 On-Site Mobile actory 기술개발 기획 최종보고서
  • 저자 : 한국도로공사; 와이젠글로벌(주)
  • 발행처 : 국토교통부; 국토교통과학기술진흥원
  • 출판년도 : 2023-08-04


1최종 목표

탈현장 건설 활성화를 위해 On-site에서 다양한 형상의 도로구조물용 프리팹 부재를 생산할 수 있는 Mobile Factory 개발 및 실증하는 기술개발 사업을 기획하는 것을 목표로 함

개념도

2전체 내용

(1) 사업목표

프리팹 부재 생산ㆍ공급체계 혁신을 위한 생산성 30% 이상 향상이 가능한 Mobile Factory 자립화 및 이를 통한 도로구조물 프리팹 비율 15% 향상

준공 완료
준공 완료

(2) 기술의 범위

  • One-site에서 ‘몰드 세팅-타설-양생’ 공정이 가능하고 이동ㆍ설치ㆍ해체가 용이한 Mobile Factory 기술 개발
    • 가변ㆍ확장형 시스템 몰드 기반 다형상 프리팹 부재 생산 자동화 장비
    • Mobile Factory 대응 프리팹 부재 품질 확보 기술
  • Mobile Factory 기반 조립식 도로구조물 구현을 위한 신형식 프리팹 부재 개발
    • 완전 조립식 비정형 교량 하부구조 설계ㆍ시공 시스템 개발
    • 프리팹을 활용한 비정형 도로 포장 설계ㆍ시공 시스템 개발
  • 프리팹 건설공법의 지속가능한 보급 및 발전을 위한 활성화 전략 개발
    • 콘크리트 프리팹 연결부 표준 및 인증 체계/시스템 개발
    • 프리팹 건설공법 활성화 정책 개발 및 경제성 및 탄소배출량 평가
사례

(3) 추진전략

  • 기존 건설방식의 한계를 극복할 수 있는 새로운 생산체계 구축
  • 완전 조립식 도로구조물 건설을 위한 프리팹 부재 확대
  • 프리팹 건설공법 발전을 위한 제도/기준 보완
현황
형상 및 제원

3연구개발 성과

  • Mobile Factory 시스템
  • 신형식 부재(교각 코핑, 교대, 콘크리트 포장) 설계ㆍ시공 기술
  • 프리팹 연결부 기준 및 성능인증체계자율주행 디지털 맵 제작 기술 분석

4연구개발성과 활용계획 및 기대 효과

  • 과학기술적 기대효과
    • 다양한 형상의 프리팹 부재 생산시스템을 활용한 현장타설 대체 및 현장작업 최소화를 통해, 도로구조물 건설공정의 효율화 및 생산성 향상 가능
    • 도로구조물의 프리팹화를 통한 건설재료 사용량 저감 및 폐기물 저감으로 저탄소·친환경 건설산업으로 전환에 기여
  • 시장경제적 기대효과
    • 프리팹 방식을 활용하여 교량 시공시 현장타설 방식 대비 25% 공기단축 및 37% 인력감소가 가능한 것으로 기대
    • 토목분야 도로구조물에 특화된 프리팹 부재 생산시스템 개발 및 보급을 통해 새로운 시장 창출 및 확대 기대
  • 사회적/정책적 기대효과
    • 「스마트 건설 활성화 방안」을 통해 국토부가 역점 추진하고 있는 `탈현장 건설(OSC, Off-Site Construction) 활성화' 정책 실현에 직접적 기여 가능
    • 도로구조물 프리팹 부재 생산ㆍ공급체계 혁신으로 저생산성, 기능인력 부족 및 안전 등 건설산업의 당면문제 해결 및 고부가가치 산업으로 전환에 기여
개념도
개념도

<출처> 프리팹 PSC 거더와 바닥판 일체화용 스마트 전단 합성 시스템 최종보고서 전문

  • 제목 : 프리팹 PSC 거더와 바닥판 일체화용 스마트 전단 합성 시스템 최종보고서
  • 저자 : (주)삼현비앤이; 재단법인 국토교통연구인프라운영원; (주)브리콘; 명지대학교 산학협력단
  • 발행처 : 국토교통부; 국토교통과학기술진흥원
  • 출판년도 : 2023-03-31


1최종 목표

PC 바닥판 Prefab 시공을 위한 매립형 착탈식 정착장치 개발 및 실교량 적용 설계서 및 설계기준(안) 제안

제안

2전체 내용

  • PSC거더와 PC바닥판 합성을 위한 프리팹(Prefab) 기반 매립형 착탈식 정착장치를 개발
  • 바닥판 부분교체/재시공 시에 공사기간 단축 및 소음ㆍ미세먼지 등을 획기적으로 저감시킬 수 있는 스마트 모듈러 시스템 개발
공법

2.1 1차 년도 목표

프리팹 적용을 위한 PSC 거더-PC 바닥판 매립형 착탈식 정착장치 개발

  • 매립형 착탈식 정착장치 시작품 개발 및 역학적 거동 평가
  • 전단 연결부 성능평가 실험체 설계, 제작 및 수평전단 실험 검증
  • 축소모형 실험체 설계 및 착탈식 정착장치 적용 PC 바닥판 철거/해체 절차서(안) 제시
시공

2.2 2차 년도 목표

축소모형 실험 성능검증 및 설계기준(안) 및 실교량 적용 설계서 제시

  • 축소모형 실험체 제작, 구조해석 및 성능평가 실험 검증
  • 개발 기술을 적용한 실교량 설계서 및 시공절차서 작성
  • 매립형 착탈식 정착장치를 적용한 PSC 교량 설계기준(안) 및 급속교체 프로세스 제시
결과
결과

3연구개발성과

  • 정착장치 개발 및 축소모형 교량 실험체 설계
  • 2년차 축소모형 실험체 성능 검증, 설계기준(안) 및 실교량 적용 설계서 제시
전경

4연구개발성과 활용계획 및 기대 효과

  • 활용방안

    기술 개발을 통한 지적재산권 확보, 건설신기술 등록, 시장 개척, 유지관리 시장대응 급속교체 기술 확보, 고품질 모듈화 시공 및 교체 활용

  • 기대 효과

    부분 손상/노후화 PC 바닥판 교체 공사기간 대폭 감소 및 교체/재시공에 유리한 프리팹 모듈러 합성 핵심기술 확보, 탈부착이 용이한 상부구조 PC바닥판의 재시공 기간을 30% 단축, 공사비용 10% 이상 절감, LCC 측면 지속가능한 유지관리기술 확보로 교통체증, 소음, 비산먼지 등 지역사회 불편 최소화

효과
  • 제목 : 프리팹 부재를 활용한 교량 모듈화 방안 연구(Development of Modular Bridge System using Prefab Elements)
  • 저자 : 이병주; 최진웅; 강상규; 정경자(한국도로공사 도로교통연구원); ㈜브리콘
  • 발행처 : 한국도로공사 도로교통연구원
  • 출판년도 : 2022-02
  • 제목 : 프리팹 부재 생산성 향상 등을 위한 원형기둥 규격 표준화 방안 검토
  • 저자/발행처 : 한국도로공사 설계처 / 한국도로공사
  • 발행일 : 2023