최근 대규모 산업구조물의 해체수요가 증가하고 있으며, 해체된 산업부지를 원래 자연환경으로 복원하는 공사가 진행하고 있다. 본 시공사례는 구조적 노후화와 기능적 요건을 만족하지 못하는 대단면 철근콘크리트 구조물인 터빈기초를 해체하기 위해 발파해체공법을 적용하였다. 발파해체 결과 터빈기초의 파쇄상태는 양호하였고, 주변 시설물의 피해 없이 발파해체를 완료하였다.
숭의종합운동장은 철근콘크리트 라멘조의 구조물로서 기둥과 슬래브, 보로 구성된 특수구조물이며, 최근까지 국내에서 발파해체를 실시한 구조물과는 달리, 구조물 내부에 슬래브가 존재하며 전광판이 있는 특수한 구조의 형태를 가지고 있다. 발파해체는 외야석 좌측구간부터 실시하고 관중석의 붕괴는 좌측부터 2열의 기둥을 1개의 블록으로 선정하여 우측으로 연속적으로 붕괴되는 공법을 적용하였고, 높이가 높은 전광판은 전도공법을 적용하였다. 뿐만 아니라 다목적 방호재인 물주머니(water bag)를 적용하여 분진제어를 실시하였다. 그 결과 숭의종합운동장 특수구조물해체는 성공적인 것으로 평가되고 있다.
본 연구에서는 경제성장기에 고층 구조물 시공에서 널리 사용된 철근콘크리트(RC, Reinforced Concrete) 구조물을 대상으로 발파해체 축소모형실험을 수행하고 전산실험결과와 이를 비교하였다. 발파해체 공법으로는 파괴거동을 비교적 쉽게 확인할 수 있는 점진붕괴공법을 적용하였으며, 축소모형실험은Hobbs(1969)에 의한 축소율의 개념에 따라 차원해석을 실시하여 축소된 강도특성을 계산하였다. 사용재료로는 석고, 모래, 물의 혼합액을 콘크리트 대용으로 사용하였다. 모래와 석고의 중량 비를 다양하게 변화시키면서 이에 따른 강도의 변화를 측정하고 최적의 강도 값을 갖는 배합 비를 결정하였다. 또한 연성을 가지고 있으며 축소강도로 비교할 때 철근과 유사한 특성을 지니는 땜용 납선을 철근대용 재료로 사용하였다. 수치해석 프로그램으로는 요소의 파괴거동을 육안으로 확인할 수 있는 개별 요소법(DEM Distinct Element Method)에 의해 수행되는 상용코드인 PFC2D(Particle Flow Code 2-Dimension)을 사용하였다. 모형의 제작은 실내에서 미리 양생된 부재들을 현장으로 옮겨 연결부만을 타설하여 일체화시키는 방법으로 이루어졌다. 먼저 3차원 무근 콘크리트 라멘 구조의 모형을 설계하고 그 축소 모형을 발파해체하여 그 거동을 촬영하였다. 이를 수치적인 해석과 비교하는 과정을 통해 2차원 해석이라는 한계성은 존재하지만 대체로 유사한 형태의 거동을 보임을 알 수 있었다. 사전해석의 경험과 RC 보의 실내 굴곡 실험결과를 근거로 하여 RC 구조모형의 발파해체 사전해석을 실시하였다. 시차는 200㎳로 하여 점진적으로 붕괴되도록 설계하였다. 모형실험과는 달리 2차원 해석이라는 한계에도 불구하고 900㎳까지 매우 유사한 거동을 보이며 붕괴되었다.
본문에서는 우리나라와 같이 국토가 협소한 외국에 있어 경제성의 앙양과 용지문제를 해소키 위하여 탐택하고 있는 다회선철탑의 건설실태를 소개하고저 한다. 그리고 도로망의 확장 또는 공장, 주택등의 족출은 개설송전소의 지토고의 부족, 시설물과의 안정거리부족 또는 교통방해등의 문제를 가져온다. 이러한 경우 종전에는 철탑을 올려서 문제점을 해소키 위하여 기존철탑을 완전히 해체하여 시공하는 방법을 택하여 왔으나 근래의 외국서적을 참조하면 기존탑을 완전히 해체하지 않고 기존탑에다 소요높이의 결구를 삽입함으로써 그 목적을 달성하고 있으며 어떤경우는 송전을 지속하는 상태에서 탑고을 올리고 있다. 본문에서는 이 공법도 겸하여 소개하고져 한다. 그리고 초고압철탑은 탑고가 높고 그 중량도 무거워져 종능전과 같은 본주의 gin pole을 이용한 철탑조립방식은 율이 올라가지 않고 또 위험성이 내포하고 있다. 따라서 본문은 또 현대적인 초고압철탑의 조립공법도 겸하여 언급하고져한다.
최근 노후화한 구조물 기능의 회복, 도시의 재개발, 부지의 유효이용 등을 배경으로 토목, 건축의 분야에 관계없이 구조물의 해체 요구가 늘어나고 있다. 과거 국내 Shell 구조물은 벽돌로 높이가 낮게 지어졌고, 이와 같은 해체 대상물을 효율적으로 해체한다는 것은 특별한 문제가 되지 않았다. 그러나 최근에는 높이가 높은 철근콘크리트 Shell 구조물이 해체대상이 되는 경우가 많아지고 있어 구조물을 얼마나 효율적인 해체할 것인가, 공사로 인한 진동, 소음 등의 환경에 미치는 영향을 얼마나 저감시킬 것인가라는 주요 관심사가 되고 있다. 이것을 해결하는 방법의 하나로 화약을 이용해 순간에 붕괴, 전도하는 발파해체공법이 있다. 본 논문은 제주특별자치도 제주시 삼양일동 900번지에 있는 제주화력발전소 내 기력 1호기 70m 높이의 연돌을 화약량 13.5kg과 전기뇌관 100개를 사용하여 원하는 방향으로 확실히 전도를 한 사례로 발파해체에 관한 계획에서부터 결과까지의 과정에 대해 기술하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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