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제안 방법
- 발파해체 시 교량의 중앙부가 수직 자유낙하 하는 과정 중 교량의 양단에서의 걸림 현상 발생 방지 및 교량 상판의 세로 보 부재의 발파를 위해 사전취약화를 수행하였다. Fig. 11과 같이 양단의 교량 상판을 휠쏘로 사전 절단한 후, 각각 폭 2.3~2.5m, 길이 1m로 3개의 개구부 및 폭 1.6m, 길이 0.8m의 출입구를 만들었다. 교량의 양 끝단 부재들의 원활한 회전 자유 낙하를 위해 교량의 양단 지지부에 대한 사전취약화를 수행하였다.
- 강재 절단용 장약용기를 절단 위치에 장착하기 위해 사전에 아연도금 육각볼트 M6(직경 ∅6mm, 길이 35mm)을 설치하기 위한 연결구멍을 절단 부재에 천공하였다.
- 8m의 출입구를 만들었다. 교량의 양 끝단 부재들의 원활한 회전 자유 낙하를 위해 교량의 양단 지지부에 대한 사전취약화를 수행하였다. 양단 3개소의 지지부에 설치된 볼트는 산소절단기로 발파 당일에 절단하였다.
- 교량의 양끝단 부재들의 회전 자유낙하에 의한 교각 상단부의 손상방지를 위해 회전 지지점에 대한 방호조치를 하였다. 또한, 철골 트러스 교량을 제외한다른 철근콘크리트 교량은 보존해야 하므로 Manila 방향의 철골 절단에 따른 인접한 교각에 대해 방호하였다.
- 철골 트러스 교량의 해체를 신속하고 용이하게 하기 위해 수직 자유낙하와 회전 자유낙하에 의한 발파 해체공법을 선정하였다. 교량의 중앙부가 먼저 수직으로 자유낙하하고 교량의 양단은 지지부를 중심으로 회전하면서 자유낙하 하는 공법으로 설계하였다(Fig. 5). 발파해체 시 고려할 사항은 교량의 중앙부가 수직 자유낙하 하는 과정 중 회전 자유낙하 하는 교량의 양단에서 걸림이 발생하지 않도록 해야 한다.
- 국내 기술로서는 처음으로 해외 특수구조물에 대해 발파해체를 성공적으로 수행하였다. 발파해체 과정상 철골 트러스 구조물을 발파해체하기 위해 성형폭약이 필요하였으나 현장 여건 때문에 수주할 수 없어 장약용기를 만들고 용기 속에 에멀전 계열 폭약을 채워 발파하는 공법을 적용하였다. 그 결과 주변 시설물에 피해 없이 트러스 교량 구조물의 부분철거가 발파해체공법으로 완료되었다.
- 발파해체 시 교량의 중앙부가 수직 자유낙하 하는 과정 중 교량의 양단에서의 걸림 현상 발생 방지 및 교량 상판의 세로 보 부재의 발파를 위해 사전취약화를 수행하였다. Fig.
- 0m 위치를 방호하였다. 방호조치로서 10cm 침목을 기둥에 일정한 간격으로 설치한 후, 두께 10mm의 고무매트와 두께 8mm의 철판을 번갈아 가며 설치하였다(Fig. 12).
- 제작된 강재 절단용 장약용기의 절단성능을 검증하기 위해 시험발파를 수행하였다. 시험체는 길이 1m의 H형 강재로 flange의 두께는 25mm, web의 두께는 16mm이다.
- 발파해체 설계를 계획하기 전에 Sabang River Bridge의 사전조사를 하였다. 주요 철골 부재에 대해 미시공 상태, 좌굴 상태, 절단 상태를 조사하였고, 조사결과는 Fig. 3과 같다. 또한, 사전조사 도중 진도 5.
- 필리핀 현지 내에는 철골 트러스 구조물을 절단하기 위한 성형폭약이 없으므로 특수 장약용기를 제작 하고 장약용기 내에 필리핀에서 사용하는 상용폭약을 장전하여 철골을 절단하였다. 장약용기의 두께는 2.
- 2008년에 건설된 Sabang River Bridge는 건설실패 구조물로 2016년 태풍에 의한 피해가 더해져 전면 폐쇄되었다. 현재 주요 철골 부재의 파괴로 인해 교량의 수리 및 유지관리가 불가능하고 제한된 공사기간으로 인해 긴급해체가 요구되어 발파해체 공법을 적용하였다. 그러나 발파해체 구간이 철골 트러스 구조로 되어 있으며, 발파해체를 위해 성형폭약의 사용이 필요하나 현지에서 수급이 불가한 상태이었다.
- 회전 지지점에 대한 방호는 교각 상부에 두께 10mm의 고무매트를 설치한 후, 길이 1.5m의 H형 강재를 설치하였고, 전면부에 두께 8mm, 길이 1.5m 높이 0.6m의 강판을 용접하여 설치하였다. Manila 방향의 철근콘크리트 기둥은 기둥 높이 1.
대상 데이터
- Sabang River Bridge(Fig. 1)는 높이 7m, 폭 8m,길이 60m의 철골 트러스와 상부 철골 거더 및 철근콘크리트 데크 슬래브로 시공되었다. 교량의 전체 길이는 60m 난간을 포함한 전체 폭은 12.
- Stand-off를 위해 장약용기와 고정장치의 결합은 아연도금 육각볼트 M6(직경 ∅6mm, 길이 15mm)을 사용하였고, 절단 대상 부재의 절단위치를 고정하기 위해 장약용기 고정장치와 절단대상 부재와 의 결합은 아연도금 육각 볼트 M6(직경 ∅6mm, 길이 35mm)을 사용하였다.
- 2. Steel truss frame (unit: mm).
- 시험체는 길이 1m의 H형 강재로 flange의 두께는 25mm, web의 두께는 16mm이다. flange의 절단 길이는 439mm, web의 절단 길이는 178mm이므로 장약용기는 각각 460mm와 200mm를 사용하였다. flange는 양쪽 2개소를 절단하였고 web은 1개소를 절단하였다.
- 1)는 높이 7m, 폭 8m,길이 60m의 철골 트러스와 상부 철골 거더 및 철근콘크리트 데크 슬래브로 시공되었다. 교량의 전체 길이는 60m 난간을 포함한 전체 폭은 12.5m이다. 철근 콘크리트 데크 슬래브는 3%의 경사로 시공되었으며, 교각의 기초(4m)를 포함한 베어링 패드까지의 높이는 약 46m이다.
- 장약용기와 연결관 도폭선을 길이 10m 도폭선에 연결하고, 길이 10m의 도폭선은 다시 상현재와 하현재의 길이방향으로 길이 12m의 도폭선에 연결하였다. 길이 12m 도폭선을 교량 상판에서 길이 30m의 도폭선에 연결하여 교량의 중앙에서 길이 30m의 도폭선을 500m 스타터에 연결하였다. 전체 결선에 사용된 도폭선의 총 길이는 680m 이었다.
- 6). 길이는 절단 길이에 따라 200~460mm로 제작하였다. 장약용기 고정장치와의 결합을 위해 사전에 장약용기를 양 끝단에서 10mm 이격된 지점과 중앙 지점에 직경 8mm의 연결구멍을 천공하였다.
- 5mm이다. 내측의 폭과 높이는 각각 50mm이고 외측의 폭과 높이는 각각 55mm, 52.5mm이다(Fig. 6). 길이는 절단 길이에 따라 200~460mm로 제작하였다.
- 본 발파대상 구조물은 필리핀의 국부 손상을 받은 철골 트러스와 상부 철골 거더 및 철근콘크리트 데크 슬래브 부재를 가지고 있는 특수구조물로써 발파해체를 통해 안전하고 신속히 철거하였다. 국내 기술로서는 처음으로 해외 특수구조물에 대해 발파해체를 성공적으로 수행하였다.
- 본 시공사례의 국부손상 특수 구조물은 필리핀의 Sabang River Bridge로 Manila와 Batangas 사이의 SLEX(South Luzon Expressway Extension) 고속도로에 포함된 South Tagalog Arterial Road에 있다. 2008년에 건설된 Sabang River Bridge는 건설실패 구조물로 2016년 태풍에 의한 피해가 더해져 전면 폐쇄되었다.
- 제작된 강재 절단용 장약용기의 절단성능을 검증하기 위해 시험발파를 수행하였다. 시험체는 길이 1m의 H형 강재로 flange의 두께는 25mm, web의 두께는 16mm이다. flange의 절단 길이는 439mm, web의 절단 길이는 178mm이므로 장약용기는 각각 460mm와 200mm를 사용하였다.
- 필리핀 현지 내에는 철골 트러스 구조물을 절단하기 위한 성형폭약이 없으므로 특수 장약용기를 제작 하고 장약용기 내에 필리핀에서 사용하는 상용폭약을 장전하여 철골을 절단하였다. 장약용기의 두께는 2.5mm, 재질은 순도 99.9%의 구리로 제작하였다. 중심부는 90°, 양측면부는 45°로 절곡하였고 곡률반경은 2.
- 길이 12m 도폭선을 교량 상판에서 길이 30m의 도폭선에 연결하여 교량의 중앙에서 길이 30m의 도폭선을 500m 스타터에 연결하였다. 전체 결선에 사용된 도폭선의 총 길이는 680m 이었다.
이론/모형
- 철골 트러스 교량의 해체를 신속하고 용이하게 하기 위해 수직 자유낙하와 회전 자유낙하에 의한 발파 해체공법을 선정하였다. 교량의 중앙부가 먼저 수직으로 자유낙하하고 교량의 양단은 지지부를 중심으로 회전하면서 자유낙하 하는 공법으로 설계하였다(Fig.
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