국내 최초 차량용 목조교량, 8년이 지나도 끄덕없어

국립산림과학원, 한국형 야외 대형 목재시설물 내구계획 수립

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김두용 기자
기사입력 2019-05-10 [13:59]

    한아름교

[더뉴스코리아=김두용 기자] 국립산림과학원이 2012년 개발한 고속도로용 목조교량의 모니터링 결과 8년이 지나도 목재의 구조 안전성과 내구성에 문제가 없는 것으로 밝혀졌다.

한국형 목조건축 프로젝트 ‘한그린’의 일환으로 건설된 국내 최초 차량용 목조교량인 ‘한아름교’는 교량의 주요 구조부가 국산 리기다소나무 구조용 집성재로 제작된 길이 30m, 폭 8.4m 규모의 차량 2대가 동시에 다닐 수 있는 1등교이며, 이 교량으로 한 해 약 3만 대의 차량이 통행해 왔다.

산림청 국립산림과학원은 지난 8년간 분기별로 이루어진 ‘한아름교’ 모니터링을 통해 변형과 처짐, 온도와 습도에 의한 영향 등의 조사를 통해 교량의 구조적 안전성을 확인하고, 야외 대형 목조시설물의 내구계획을 수립했다고 밝혔다.

‘한아름교’ 모니터링 결과, 시간에 따른 교량의 수직·수평 변형과 접합부 형상 변화 차이는 약 3% 미만으로 경미하였으며, 모니터링 중 차량 운행에 따른 교량의 최대 처짐량은 18.3mm로 구조해석에 의해 계산된 허용처짐량의 약 22%에 불과했다.

구조용 집성재로 이루어진 교량 바닥의 압착된 밀도를 나타내는 압체력은 주변 온도·습도의 영향을 받아 겨울철에는 압체력이 작아지고 여름철에는 커지는 등 목재가 수축하거나 팽윤하는 정도의 차이가 있으나 측정된 최소 압체력은 초기 압체력의 약 69% 수준으로 재압체 시점인 40%보다는 높았다.

한편 표면의 목재 손상을 확인해본 결과 응력적층상판, 난간 및 교량 상단의 부재에서 치마버섯, 갈색부후균 등 목재를 손상시키는 자실체가 부재의 표면 관찰에서 확인되었으나 강도에는 문제가 없었다.

표면 손상은 내구계획을 수립을 통해 수정된 설계로 해결방법을 마련하였으며, 이를 바탕으로 강도적 손실 여부를 확인하기 위한 비파괴실험법을 정립했다. 또한 보수가 필요하다고 확인되는 부재에는 친환경 수용성 목재 방부제 및 붕소막대 등의 보존처리를 실시했다.

특히 수분에 직접 노출되고 물 고임이 발생한 윈드브레이스는 교체하였으며, 교체 시 설계를 수정해 문제점을 해결했다.

국립산림과학원 목조건축연구과 심국보 과장은 “야외 시설물 계획과 설계에서는 구조적인 문제뿐만 아니라 내구설계를 포함한 내구계획이 중요하다.”라며 “‘한아름교’ 모니터링을 통해 현재 미흡한 야외 목조 시설물의 관리 방법을 수정할 수 있었으며, 수립된 내구계획으로 목재가 적절하게 관리되어 오랜 기간 안전하고 효율적으로 야외 목조 시설물을 사용될 수 있을 것이다”라고 덧붙였다.

국립산림과학원은 기후변화에 대응해 이산화탄소 흡수 능력이 떨어지는 나이든 나무는 베어서 고부가가치 목재 제품으로 이용하고, 베어낸 자리에 생장이 왕성한 어린 나무를 심고 가꾸어 새로운 탄소흡수원을 증진시키는 탄소순환시스템의 정착을 위해 국산 목재를 이용한 목조건축 및 목재제품 기술 개발 연구를 지속적으로 수행해나갈 계획이다.
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