Why You Might Need to Rethink Your Bridge’s Joining Methods

유럽의 많은 교량들은 20세기 중반에 지어진 노후화된 기반 시설로 이루어져 있습니다. 유지보수가 시급하지만, 증가하는 교통량을 수용하기 위하여 새로운 교량이 필요합니다. 역사, 지역색, 교량 유형등이 모든 주요 상황적 요인들이 교량 건설과 유지 보수에 쓰이는 접합 시공법에 영향을 미칩니다

더 나은 교량 건설을 위한 모범 사례

접합 시공법 비교: 용접과 볼트 체결 방법

교량부를 접합 시공하기 위해 용접 또는 볼트 체 결 여부를 결정하려면 고려해야 할 많은 요소가 있습니다. 기존 선호도에 따라 결정될 수도 있지 만, 최선의 결정을 내리려면 각 프로젝트에 따라 개별적으로 고려하는 것이 중요합니다.

어려운 선택

역사상 금문교와 같은 교량과 기타 강철 구조물은 리벳으로 고정시켰습니다. 여기에는 리벳을 열처 리하고 단조 작업한 뒤, 어닐링을 통해 냉각시키 는 공정이 포함됩니다. 개별 리벳은 그다지 강하지 않으므로, 구조물의 안전을 보장하기 위해 많은 리벳을 사용해야 합니다. 이러한 번거러운 공정은 더 이상 교량 건설 분야에서 사용되지 않습니다.

하지만, 리벳 교량이 더 이상 건설되지 않는다 하 더라도 리벳을 사용하는 기존 교량은 계속 관리 되어야 합니다. 볼트는 마모된 리벳을 대체하는 데 자주 사용되며, 특히 고강도 볼트는 리벳과 유 사하도록 특별하게 설계됩니다. 용접은 교량 자재 의 노후화로 인해 오래된 교량의 접합을 유지하 기 위한 옵션으로 적절하지 않으며 이는 안전한 방법이 아닙니다.

교량부를 접합 시공하는 데 가장 널리 사용되는 두 가지 방법은 볼트 체결과 용접입니다. 어떤 방 법을 사용할 것인가에 관해서는 콘크리트와 강 철 간의 결정만큼이나 논쟁의 여지가 많고 국가 별로 다를 수 있습니다. 또한 일부 국가의 용접 자격 수준이 매우 높다는 점을 감안한다면, 선 호하는 시공법에서 국가적 맥락이 어떻게 작용 할 수 있는가를 보여주는 예가 될 것입니다.

교량 유형

국가 선호도의 영향 외에도, 부품을 용접해야 할지 볼트로 체결해야 할지 결 정할 수 있는 몇 가지 중요한 요소가 있습니다. 그중 하나는 건설 중인 교량 의 유형입니다. 다음의 인포그래픽을 참조하세요.

대형 교량의 경우 비틀림 응력을 매우 잘 흡수하는 중공 형재 (Hollow section)가 자주 사용되며 부식 방지를 계획할 때 외부만 고려하면 됩니다. 중공 형재 사용 시 단점은 한쪽에서만 접근할 수 있기 때문에 볼트 연결을 사용하기 어렵다는 점입니다. 따라서 용접이 가장 적합한 사용 방법입니다. 공차 및 오프셋 보상은 대형 구조물에 적합합니다. 볼트가 기존 홀에 정확 히 맞아야 하므로 볼트 체결 시 허용 마진은 없지만 용접은 필요한 경우 오 프셋을 보정할 수 있으므로 훨씬 융통성 있는 방법입니다.

반면 트러스교는 서로 맞물리는 삼각형 구조기 때문에 볼트로 잘 체결할 수 있습니다. 단, 교량의 사이즈가 적용 기준이 될 수 있고, 작은 트러스교의 경 우는 생산처에서 함께 용접하여 전체 형태로 건설 현장까지 운송될 수 있습 니다. 그러나 연결 방법으로 용접이 선호된다 할지라도, 볼트 체결은 교량 전 체에 여전히 널리 사용되는 방법입니다. 난간 및 소음벽과 같은 2차 구조물 이 보통 볼트로 고정되기 때문입니다. 이러한 기본 구조물(예: 케이블 클램프, 베어링, 트랜지션 조인트 구조물)도 교량의 움직임을 보상하기 위해 동적 하 중을 고려 합니다.

가설 교량은 몇 년마다 해체되고 다른 곳에 재시공되기 때문에 거의 대부분 볼트로 고정됩니다. 볼트 체결은 영구적인 접합 시공법이 아니기 때문에 이 러한 체결부를 쉽게 분리할 수 있으며 볼트와 와셔 자체를 재사용할 수 있습 니다. 용접은 영구적인 접합부를 만들게 되므로 가설 교량 시공에 사용하기 매우 복잡하고 비용과 시간이 많이 소요됩니다. 용접부를 먼저 만들고 나서 분리하려면 많은 노력을 기울여야 하는데 반해, 볼트 체결은 훨씬 더 효율적 이고 유리한 사용 방법입니다.

효율성 및 사용 편의성

효율성과 사용 편의성도 용접이나 볼트 체결 방법에서 고려해야 할 중요한 요소입니다. 연결을 공장에서 할지 또는 현장에서 할지에 대한 결정도 내 려야 합니다. 용접 시에는 주로 공인된 용접 기사와 고급 공구가 필요하며 고온을 가하는 위험한 작업으로 간주됩니다. 따라서 모든 것이 이미 갖춰 져 있는 공장에서 이 작업을 수행하는 것이 더 빠르고 쉽습니다. 또한 공장 에서 용접하면 비용을 절감할 수 있지만, 현장에 용접 및 테스트 시설을 설 치하게 되면 비용이 높아질 뿐만 아니라 교량 설치 시간도 길어지게 됩니다

실제로 현장에서 연결해야 할 경우, 볼트 체결이 가장 쉽고 효율적인 사용 방 법이 될 수 있습니다. 이는 볼트 체결이 훨씬 더 관리가 수월한 작업이고 건 설 환경에서 불필요한 위험을 초래하지 않기 때문입니다. 또한 부품을 사용 하는 데 특별한 장비가 필요하지 않으므로 운송과 설치가 수월합니다. 대부 분의 경우 간단한 휴대용 토크 렌치만 있으면 조작할 수 있습니다. 볼트 체 결은 용접과 달리 영구적이지 않다는 추가 이점이 있습니다. 즉, 예기치 않은 문제가 발생했을 경우 더 빠르고 쉽고 저렴한 비용으로 수리할 수 있습니다.