3기 신도시 교량 경관개선을 위한 초고강도 콘크리트(UHPC) 활용 연구

국문 초록 (Abstract)

1. 연구 배경
3기 신도시 관련 교통, 에너지 절감, 환경 등 다양한 분야에서 특화방안이 진행
중이며 특색 있는 디자인 도시를 목표로 계획되어 있다. 그러나 3기 신도시 내·외
주요 지역을 연결하는 다수 교량 구조물의 경관에 대한 고민이 부재하다. 따라서
기존 1,2기 신도시의 교량과 차별화되고 랜드마크로써 도시경관을 특화할 수 있는
기술검토가 요구된다.
또한, 일반적으로 건설되고 있는 콘크리트 교량은 평균수명이 40~50년 수준이고
준공 후 보수·보강 및 교체공사에 투입되는 비용이 매년 발생하는 등 유지관리를
위한 개선방안이 시급한 상황이다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 2000년 중반부터 초고강도콘크리트(Ultra High
Performance Concrete)의 적용이 활발하게 이루어지고 있다. 특히 구조물의 경관개선
및 장수명화, 경량화 등 유지관리에 우수한 UHPC재료의 장점으로 인하여 지속적인 보급· 확대가 이루어지고 있다.
프랑스와 미국, 유럽, 일본 등 선진국에서는 전술한 UHPC의 장점을 교량에 접
목함으로써 구조물의 안전성 확보, 장수명화, 경량화를 실현하는 동시에 유지관리
비용을 혁신적으로 절감하고 있다. 국내에서도 UHPC 교량 기술은 현장적용 수준
까지 도달한 상태이지만 적용확대에 필요한 구체적인 현장적용 핵심기술인 내구성, 경제성, 시공성, 현장조건 및 설계지침 등의 검토가 부족하여 많은 장점에도 불구
하고 UHPC 교량이 적용된 사례는 매우 적은 실정이다.
따라서 본 연구에서는 UHPC를 3기 신도시 교량 구조물 특화에 적용함으로써
현장적용에 필요한 핵심기술을 검토하고 신도시 내 신설예정인 장경간 교량에 대
해 경관성을 향상하여 상징적인 구조물로서 도입 및 활용방안을 검토하고자 한다.
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2. 연구 목적
3기 신도시 내 교량에 일괄적인 강구조물 적용을 지양하고 선도적인 재료로서
우수한 특성이 있는 초고강도 콘크리트(UHPC)을 활용하여 경관성 개선을 위한 활
용방안 검토가 본 연구개발의 최종목표이다.
기존의 철근콘크리트 구조물은 노후화로 인해 급격한 유지보수비용이 증가하고
연간 폐기물중 50% 내외가 건설폐기물로 이를 처리하기 위한 막대한 비용뿐만 아
니라 환경보존에도 악영향을 주고 있으며 이에 따른 구조물의 수명을 획기적으로
연장하기 위한 적극적인 신소재 활용이 필요하다.
따라서, UHPC의 내구성, 경제성, 경관개선 등의 효과를 검토하여 3기 신도시
현장여건을 고려한 UHPC 교량 도입방안을 확보하는데 목표가 있다.
◦ UHPC의 재료적 특징을 분석하여 3기 신도시 교량 구조물에 경관성 향상을
위한 방안을 제시
◦ 3기 신도시 경관개선 방안을 통해 신도시의 상징성 및 경쟁력 증대 등 공사
이미지 제고
◦ 저형고, 미관개선, 고내구성, 장수명, 저유지비용 등 효과를 검토하여 교량 구
조물에 UHPC 적용 가이드라인 제시
◦ UHPC 유지관리 가이드라인 제시
◦ UHPC 교량의 기대효과 제시
교량에 UHPC를 적용함에 있어 재료적 특성과 역학적 특성의 차이가 있으므로
UHPC에 적합한 가이드라인이 적용될 필요가 있다. 따라서, 기존 교량의 한계성과
UHPC의 적용 효과를 분석하여 3기 신도시 교량 구조물 특화에 적용에 필요한 핵
심기술의 도입 및 활용방안을 검토하고자 한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A Study on the Utilization of
Ultra High Performance Concrete(UHPC) to
Improve the Landscape of the 3rd New City Bridge
Gi Nam, Lee
Major in Safety Engineering, Graduate School of Gyeongsang
National University
Jinju, Korea
Specialized measures are in progress in various fields such as
transportation, energy conversation, and environment related to th 3
rd
new city, and are planned with the goal of becoming a uniquely designed
city. However, there is no concern about the landscape of the multiple
bridge structures connecting the main area inside and outside the 3
rd
new city.
In addition, the average lifespan of concrete bridges that are generally
constructed is around 40 to 50 years, and costs for repair,
reinforcement and replacement are incurred every year after completion,
so improvement measures for maintenance are urgently needed.
To solve these problems, Ultra-High Performance Concrete has been
actively applied since the mid-2000s. Inparticular, the distribution of
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UHPC materials is continuously expanding due to its excellent advantages
in maintaining the structure, such as improving the landscape, extending
lifespan, and reducing weight.
Developed countries such as France, the United States, Europe, and
Japan are applying the advantages of UHPC mantioned above to bridges
to ensure structural safety, longer lifespan, and lighter structures, while
at the same time innovatively reducing maintenance costs.
In Korea, UHPC bridge technology has reached the level of field
application, but due to lack of review of specific field application core
technologies required for expansion of application, such as durability,
economic feasibility, constructability, field conditions, and design
guidelines, UHPC bridge technology has been applied despite its many
advantages. The situation is very small.
Therefore, in this study, we review the core technologies required for
field application by applying UHPC to the specialization of bridge
structures in the 3
rd new city, and review ways to introduce and utilize
long-span bridges scheduled to be built in new cities as symbolic
structures by improving the landscape.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구 배경 1
• 2. 연구 목적 2
• Ⅱ. UHPC 재료의 특성 분석 3
• 1. UHPC의 정의 및 특징 3
• 2. UHPC 재료의 특성 분석 6
• 3. UHPC 부재의 구조적 특성 및 성능분석 11
• Ⅲ. 국내・외 UHPC 적용 사례 분석 13
• 1. 국내 적용 현황 13
• 2. 국외 적용현황 17
• Ⅳ. 3기 신도시 교량 경관설계 21
• 1. 3기 신도시 경관설계 개요 21
• 2. 교량의 미적요소 21
• 3. 도심지 교량의 특성 27
• 4. 경관을 고려한 대상지 선정 기준 예시 28
• Ⅴ. 3기 신도시 교량 UHPC 도입 방안 30
• 1. 3기 신도시 계획 현황 30
• 2. UHPC 적용 교량의 선정 31
• Ⅵ. 결론 41
• 참고문헌 50