선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 철골 구조물의 발파해체에 적용하기 위해 3가지 타입의 장약용기를 제작하여 다양한 두께의 H형 강재와 강판에 대해 절단 성능 실험을 수행하였다.
제안 방법
- H-beam을 절단하기 위해 절단 예정 구간의 양단에 100mm×100mm로 사전취약화를 하였다.
- II 를 사용하였다. 뇌관은 정확한 기폭 위치에 삽입하기 위해 뇌관 고정장치를 제작하였으며, 장약용기 안쪽으로 2cm 깊이에 삽입하였다. 제작된 뇌관 고정장치를 장약용기에 삽입한 후 뇌관 고정장치의 철판과 장약용기를 테이프로 고정하였다(그림 5).
- 좌우 측면에 고정된 철판 중 한쪽 측면의 철판에는 사전에 뇌관 삽입 구멍을 제작하였다. 목봉을 이용하여 장약용기의 하부부터 일정하게 폭약을 충진하였다. 충진이 완료된 장약용기 상부에는 폭약이 흘러내리지 않도록 철판으로 덮고, 테이프로 고정하였다(그림 3).
- 본 연구에서는 철골 구조물의 발파해체에서 강재절단을 위해 3가지 타입(50mm, 65mm, 85mm)의 장약용기를 제작한 후 절단 성능 실험을 통해 강재 두께에 따른 장약용기의 절단 성능을 평가하였고, 그 결과는 다음과 같다.
- 장약용기 고정장치와 가스 브라켓을 절단 대상물에 설치하기 위해 각 절단 대상물에 정확한 설치 위치를 마킹한 후 공경 Φ4.8mm, 깊이 20mm로 천공하고, 철판 나사로 고정하였다(그림 2).
- 절단된 실험 부재 절단면을 분석하여 run-up, rundown, 관통 구간, 최대 관통깊이를 측정하였다. H-beam의 절단면을 분석한 결과는 표 4와 그림 7과 같다.
- 뇌관은 정확한 기폭 위치에 삽입하기 위해 뇌관 고정장치를 제작하였으며, 장약용기 안쪽으로 2cm 깊이에 삽입하였다. 제작된 뇌관 고정장치를 장약용기에 삽입한 후 뇌관 고정장치의 철판과 장약용기를 테이프로 고정하였다(그림 5).
대상 데이터
- TB-3과 TB-4는 강판의 두께별 절단 성능을 평가하기 위한 실험으로 강판의 두께는 각각 50mm, 40mm이다. TB-5와 TB-6은 장약량에 따른 절단 성능을 평가하기 위한 실험으로 동일한 규격의 강판(두께: 33mm)에 적용하였다. TB-5는 장약용기의 높이까지 폭약을 충진하였고, TB-6은 장약용기의 높이에 1cm 추가 충진하였다.
- 장약용기 고정장치는 L형의 모양의 철판으로 두께 1mm로 제작하였다. 가스 브라켓은 길이 10cm, 높이 5cm와 길이 14.5cm, 높이 5cm를 사용하였다. 장약용기 고정장치와 가스 브라켓을 절단 대상물에 설치하기 위해 각 절단 대상물에 정확한 설치 위치를 마킹한 후 공경 Φ4.
- 강재 절단용 장약용기의 두께는 절단 대상물의 두께에 따라 2.5∼4mm이고, 재질은 순도 99.9%의 구리판을 M자형으로 절곡하여 제작하였다.
- 기폭에 사용된 뇌관은 Orica의 전자뇌관인 eDevTMII 를 사용하였다. 뇌관은 정확한 기폭 위치에 삽입하기 위해 뇌관 고정장치를 제작하였으며, 장약용기 안쪽으로 2cm 깊이에 삽입하였다.
- 절단 대상물에 장약용기를 고정하고 일정한 standoff를 유지하기 위해 장약용기 고정장치와 가스 브라켓을 사용하였다. 장약용기 고정장치는 L형의 모양의 철판으로 두께 1mm로 제작하였다. 가스 브라켓은 길이 10cm, 높이 5cm와 길이 14.
- 장약용기의 절단 성능을 확인하기 위해 절단 대상물은 6가지(TB-1∼6)로 준비하였고, 절단 대상물의 제원은 표 2와 같다.
- 절단 대상물에 장약용기를 고정하고 일정한 standoff를 유지하기 위해 장약용기 고정장치와 가스 브라켓을 사용하였다. 장약용기 고정장치는 L형의 모양의 철판으로 두께 1mm로 제작하였다.
성능/효과
- 1) H-beam 절단 성능 실험 결과, 완전히 절단되어 분리되었고, 평균 절단 성능은 절단 대상물의 절단 두께 대비 120% 이상으로 확인되었다.
- 2) 강판 절단 성능 실험 결과, 절단 예정선을 따라 절단이 되었으며, run-up 구간이 길게 평가된 장약용기는 상부 추가 장약이 필요한 것으로 확인되었다. 또한 철골 구조물 발파해체 시 붕괴 거동에는 문제가 없을 것으로 판단되나, 장약용기에 폭약 충진 시 균질한 다짐이 요구되었다.
- 3) 50mm의 장약용기는 두께 30mm 이하, 65mm의 장약용기는 두께 40mm 이하, 85mm의 장약용기는 두께 50mm 이하의 강재 절단에 가장 적합한 것으로 확인되었다.
- 4) Run-up, run-down 분석 결과, 장약용기의 설치길이는 절단 부재 길이에 절단 시작 지점은 5cm, 절단 끝 지점은 3cm를 추가해야 할 것으로 확인되었다.
- 모든 절단 대상물의 단면 분석결과 본 실험에 사용된 50mm 장약용기는 두께 30mm의 강재는 충분히 절단할 수 있으며, 33mm의 경우에는 상부 추가 장약이 필요한 것으로 확인되었다. 65mm 장약용기는 두께 40mm 이하의 강재는 충분히 절단할 수 있으며, 40mm 이상 45mm 이하의 강재에서는 상부 추가 장약이 필요한 것으로 확인되었다. 85mm 장약용기는 두께 50mm 이하의 강재는 충분히 절단할 수 있으며, 60mm 두께의 강재도 절단 가능할 수 있는 절단 성능을 확인하였다.
- 65mm 장약용기는 두께 40mm 이하의 강재는 충분히 절단할 수 있으며, 40mm 이상 45mm 이하의 강재에서는 상부 추가 장약이 필요한 것으로 확인되었다. 85mm 장약용기는 두께 50mm 이하의 강재는 충분히 절단할 수 있으며, 60mm 두께의 강재도 절단 가능할 수 있는 절단 성능을 확인하였다.
- TB-3의 경우 최대 절단 깊이는 80mm, 평균 절단 깊이는 72mm로 평가되어 평균 절단 성능은 144%로 확인되었다. TB-4와 TB-5의 실험체의 경우 충분한 절단 능력을 보였으나 기폭 시작부분에서 라이너가 강판을 완전히 관통하지 못해 run-up 구간이 길게 평가되었다. 이것은 기폭 시작부분에서 라이너에 충분한 폭발력을 전달시키지 못한 결과로써 기폭의 위치조절 및 추가 충진이 필요하다고 판단된다.
- TB-4의 경우 기폭 시작지점으로부터 22∼23cm 이격된 지점이 완전 관통되지 않았는데 이는 폭약 충진 시 폭약의 다짐이 균질하지 못한 결과로 판단된다. TB-5에 비해 장약량을 증가시킨 TB-6의 경우 기폭 후 라이너가 강판을 완전히 관통하였으며, 이는 장약량의 증가가 run-up 구간을 상대적으로 작게하고, 폭발력을 증가시킴으로써 장약용기의 절단 성능에 영향을 미치는 것으로 확인하였다.
- 모든 절단 대상물의 단면 분석결과 본 실험에 사용된 50mm 장약용기는 두께 30mm의 강재는 충분히 절단할 수 있으며, 33mm의 경우에는 상부 추가 장약이 필요한 것으로 확인되었다. 65mm 장약용기는 두께 40mm 이하의 강재는 충분히 절단할 수 있으며, 40mm 이상 45mm 이하의 강재에서는 상부 추가 장약이 필요한 것으로 확인되었다.
- H-beam의 절단면을 분석한 결과는 표 4와 그림 7과 같다. 분석결과 모든 절단 대상물에서 절단 두께 대비 평균 절단 성능은 120% 이상으로 확인되었다.
후속연구
- 절단 성능의 한계, 사용의 제한, 수급의 불가에 따른 기존 성형폭약의 대용으로 강재 절단용 장약용기를 사용함으로써 강재의 두께가 50mm 이하인 철골구조물의 발파해체에 적용 가능할 것으로 판단된다. 또한, 제트의 발생에 영향을 미치는 장약용기의 형상에 따른 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 절단 성능의 한계, 사용의 제한, 수급의 불가에 따른 기존 성형폭약의 대용으로 강재 절단용 장약용기를 사용함으로써 강재의 두께가 50mm 이하인 철골구조물의 발파해체에 적용 가능할 것으로 판단된다. 또한, 제트의 발생에 영향을 미치는 장약용기의 형상에 따른 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.