AHP기법을 활용한 교량 상부구조의 VE검토
Examination of Value Engineering for Bridge Superstructures Using AHP method
- 주제(키워드) AHP Method , LCC 최적설계 , 교량 상부구조 , VE검토 , Bridge Superstructures
- 주제(KDC) 536.2
- 주제(DDC) 624.25
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 박장호
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 2007. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 건설교통공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
최근 공공건설사업의 효율성을 제고하기 위한 대안의 하나로 건설교통부는 “건설기술관리법 시행령”을 개정하여 공공사업수행 절차와 기준을 법제화 하였으며 이후, 시행령 38조 13의 규정에 의한 “설계의 경제성 등 검토”(설계VE) 실시를 의무화하는 시행지침을 작성하여 시행하고 있다. 최근에는 VE 적용대상 규모를 500억에서 100억 공사로 확대 적용하도록 개정하여 VE제도가 전반적으로 일반화 되고 있다. 그러나 현재 우리나라에서는 교량의 기본계획과 기본설계 단계가 대개의 경우 철저하게 이루어지지 않고 설계에 필요한 기본자료의 조사를 제외하고는 형식적으로 하고 있는 실정이다. 또한, 주로 경험에 의존하여 관행대로 교량의 계획을 발주관서의 의도대로 설계하거나 설계의 편의대로 수행한 설계를 합리화 하는 형식적 보고서 작성수준에 그치고 있다. 이러한 교량 계획의 문제점을 해결하기 위해서는 경험에 의존하여 의사결정을 수행하던 기존의 비합리성을 개선하여 보다 체계적이고 객관적으로 의사결정을 수행하는 의사결정 기법의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 합리적인 교량대안선정을 위해 설계시 경제성, 경관성, 안전성 및 기능성, 유지관리 용이성, 시공성 등 다양한 속성을 고려하였다. 이중 경제성은 초기비용뿐만 아니라 공용수명에 걸쳐 발생하는 유지관리비용, 보수·보강비용, 해체·폐기비용 등의 합인 총 생애주기비용에 대해 최소의 비용으로 최상의 가치를 창출하는 최적설계 방법을 통해 산정하여 평가하였다. 경제성 이외의 평가기준은 정량적으로 산출이 가능한 평가기준에 대한 자료수집을 기초로 종합·분석하여 결정하였다. 의사결정에서 서로 경합관계에 있는 다양한 유형의 교량대안을 평가하여 우선순위를 결정하는 것은 불가피하게 개입되는 사람의 주관적 평가기준과 정보 및 자료의 부족, 그리고 각 대안의 계획목적에 대한 잠재적 기여도의 불확실성 등을 내포하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 대안의 비용 및 성능에 대한 여러 정량적, 정성적 평가기준을 동시에 고려할 수 있는 다속성 의사결정 기법의 하나인 계층분석적 의사결정방법 (Analytic Hierarchy Process : 이하 AHP)을 적용하여 교량대안에 대해 공용수명별 최적의 대안을 선정하는 모델을 제시하였다.
more초록/요약
In the design of infrastructure such as bridge, engineers need to take many factors and details into consideration. Safety and serviceability of the structure that satisfy all design regulations are the most important and social functions and aesthetics should be considered likewise in the design of bridge. the purpose of this study is to select a best alternative plane of presented superstructure types (steel box girder, plate girder, PSC-I girder) in the planning stage of bridge construction project. The study has been performed using the Analytic Hierarchy Process (AHP) technique and Life Cycle Cost (LCC) optimization. Multi-attribute decision process of a bridge superstructure is systematically suggested by attribute evaluation using AHP method. Economic attribute of many features is evaluated in particular by LCC optimization. Relative weight among alternatives and attributes is evaluated by using AHP method. In this AHP method, the evaluation items are economic, landscape, constructability, maintenance, stability and functionality of a bridge superstructure. When AHP method has been performed, pair-wise comparisons Matrix evaluate for security of consistency. VE based on AHP method is performed independently for three road types. These road types are national expressway, national highway and provincial road.
more목차
1. 서론 = 1
1.1. 연구배경 및 목적 = 1
1.2. 연구동향 = 2
1.3. 연구내용 및 범위 = 3
2. 생애주기비용 분석 = 4
2.1. LCC의 정의 = 4
2.2. LCC 분석기법 = 6
2.3. 공용수명의 종류 및 정의 = 6
2.4. 공용수명의 산정 = 8
2.4.1. 내하율곡선의 추정 = 8
2.4.2. Life Cycle Profile(보수·보강이력) = 10
2.5. 할인율 = 12
2.5.1. 현재가치법 = 12
2.5.2. 연가등액법 = 13
2.5.3. 할인율 산정 = 14
3. 의사결정의 과정 = 15
3.1. AHP기법의 정의 = 15
3.2. AHP기법의 특징 및 공리(Axioms) = 15
3.2.1. AHP기법의 특징 = 15
3.2.2. AHP기법의 공리(Axioms) = 16
3.3. 의사결정 과정 = 17
3.4. 계층구조의 결정 = 18
3.5. 중요도 산출방법 = 18
3.6. 쌍비교행렬의 구성 = 20
3.7. 중요도 산정(고유벡터법) = 22
3.8. 일관성 검증 = 25
3.9. 성능 평가기준 선정 = 26
3.9.1. 경관성 = 26
3.9.2. 안전성 및 기능성 = 27
3.9.3. 유지관리 용이성 = 28
3.9.4. 시공성 = 28
4. 교량 상부구조의 경제성 분석 = 29
4.1. LCC를 고려한 교량 상부구조의 최적설계 = 29
4.1.1. LCC를 고려한 최적설계 모델 = 29
4.1.2. 대상 구조물 및 설계변수 = 30
4.1.3. 제약조건 = 33
4.1.4. 목적함수 = 40
4.2. 교량 상부구조의 LCC최적설계 결과 = 49
4.2.1. 고속도로의 경우 = 49
4.2.2. 일반도로의 경우 = 53
4.2.3. 지방도로의 경우 = 56
4.2.4. 최적단면형상 변화 = 59
4.3. 공용수명에 따른 생애주기비용 및 연간비용의 비교·분석 = 61
4.4. 할인율에 따른 민감도 분석 = 64
4.5. 교량 상부구조의 경제성 평가 = 66
5. 교량 상부구조의 VE를 고려한 최적대안 선정 = 67
5.1. 평가기준의 판단 = 67
5.2. 쌍비교행렬 구성 및 중요도 산정 = 68
5.2.1. 평가기준별 대안의 쌍비교행렬 구성 = 68
5.2.2. 평가기준의 쌍비교행렬 구성 = 71
5.2.3. 일관성 검토 = 73
5.3. 공용수명별 최적대안 선정 = 73
6. 결론 = 78
참고문헌 = 80
요약문 = 83
