1900년대초에 북미에서 적용되어 전세계적으로 1,000,000개소 이상 시공되어 공용중인 파형강판 (CSS: Corrugated Steel Structure)을 우리나라는 100여년이 지난 1996년부터 POSCO, 한국도로공사, 서울대학교, 한양대학교등과 전문업체의 실용화 연구를 통하여 국내시장에 적용되었습니다. 이를 기반으로 2000년대부터 도로 횡단 통로, 수로와 지방 소하천, 동물 이동 생태통로, 피암터널등에 광범위하게 적용되고 있습니다. 시공 중 기존의 차량통행의 통제를 최소화하는 장점과 경제성을 바탕으로 기존의 철근 콘크리트공법과 함께 보편적인 신규 공법으로 20년동안 국내에 약 5000개소의 파형강판 구조물이 설치 운영되고 있습니다.
그러나, 공법의 여러가지 장점과 급속도로 발생하는 수요에 대하여 초기에는 국가설계기준, 시방서에 상세한 부분의 설명이 부족하였으며, 강성 구조체에 익숙한 철근콘크리트의 역학적 거동으로 인식하여 파형강판 구조물의 연성구조체의 안정성에 가장 중요한 요소인 뒷채움 재료 및 뒷채움 다짐도에 대한 이해 부족과 전문 엔지니어링 지원 부족으로 파형강판의 변형등의 문제가 간헐적으로 발생하였습니다.
이를 개선하기 위하여 ChungAmEnC는 여러 관련기관들과의 연구개발을 통하여 관련기준을 지속적으로 개선 보완하였으며, 국내,외 실패사례를 토대로 실제 시공시 발생 가능한 문제를 사전에 최적화된 설계 솔루션을 제공합니다. 최적화된 솔루션으로는 Virtual Construction: 단계별 예상 공정에 대한 3차원 시스템 (BIM LoD: 350 / Tekla, Trimble)과 3D Scanning (Leica P30 System, Cyclone)을 통하여 시공단계별 발생할 수 있는 Error를 최소화 하였습니다. 또한, 3D FEM, 3D Printing과 경관디자인 솔루션을 제공함으로써 그동안 고객이 느꼈던 설계의 불확실성, 시공의 불안감을 넘어선 세계 최고의 솔루션을 지속적으로 개발하고 제공하는 기업이 되도록 최선을 다하겠습니다.
Histroy of CSS
1896년에 미국 토목기술자인 James. H. Watson과 Stanley Simpson의 특허로 시작하여, 북미지역에서는1930년대까지는 작은 배수로에 적용을 하였으며, 1900년대 후반까지는 최대Span을 11m까지 적용하여 소교량, 통로, 군사시설물 (탄약고)에 확대 적용하였습니다. 2000년대부터 Span을 23m까지 확장하여 생태터널, 광산 Stockpile, Reclaim Tunnel, 군사시설물 (격납고)등에 확대 적용하였습니다. 2014년~2016년 청암EnC의 초대골형 파형강판 (EXSCor) 연구개발과 상용화 성공으로 최대 Span을 40m까지 확대하였습니다. Span확대과 함께 활하중(Live Loading)에 대하여 과거에 적용하지 못하였던, 광산트럭인 CAT 797F (약 620톤), EURO LM71등의 최대하중을 충분히 만족하여, 다단계 공정의 콘크리트구조물보다 경제성, 안정성과 시공성에서 충분한 경쟁력을 갖추고 있습니다. 또한, 초대골형 파형강판(EXSCor)은 한국(KDS, KCS)은 물론, 미국 AASHTO LRFD, ASTM A796M에 설계기준에 따른 공법 및 제품으로 등재되어있습니다.
Solution 軍방호시설물
파형강판 軍강재방호구조물은 경제성, 시공성과 함께 가장 중요한 요소는 방호충족성입니다. 파형강판과 콘크리트(RC)로 구축된 방호시설의 비교를 하면, 콘크리트의 경우 폭발로 인해 구조물에 가해지는 충격 에너지의 세기에 따라 균열부터 파쇄까지 진행을 하는 반면 강재인 파형강판은 동일한 조건에서 변형에너지로 변화됩니다. 즉, 콘크리트(RC)는 정적인 압축력에는 상당한 저항을 발휘하지만, 폭발과 같은 순간적으로 가해지는 동적 충격에 대하여서는 내부 배면파쇄로 인한 파편피해의 가능성이 높으나, 파형강판은 배면파쇄의 충족성을 만족하여, 2차 위험이 없습니다. ※軍강재방호구조물 FAQ참조
DESIGN CODE 파형강판 탄약고 (ECM:Earth Covered Megazine)과 파형강판을 이용한 방호시설물은 국방설계기준 (DMFC), 미군설계기준 (UFC, ASTM)에 준하여 설계 및 공급이 됩니다. 국방부 주관으로 진행된 「군시설물 강재 적용방안」 연구 결과를 토대로 「파형강판 지중구조물」편이 「국방•군 사시설기준」 2009년도에 발간되었으며, 2012년에 발간된 「국방•군사시설기준」에 「탄약고 설계지침」 「강재 방호수조물 설계 및 시공지침」에 파형강판 설계지침이 수록하였으며 규격은 표준형 (150mmX50mm)과 대골형(380mmX140mm)이 등록되었으며, 자재검수 기준 등 세부 내용을 포함하고 있습니다.
*자세한 탄약고 폭발성능 M&S와 결로방지에 관한 사항은 청암EnC 엔지니어 문의하여 주시길 바랍니다.
Reference: https://www.wbdg.org/building-types/ammunition-explosive-magazines
결로방지 파형강판 ECM은 기존 콘크리트 탄약고 보다 탄약 저장 효율성 및 방호 성능이 향상 되었으며, 결로 연구를 통하여 결로 문제를 해소하였으며, 이산화탄소 배출량 감소 및 재활용 가능한 자연 친화적인 첨단 소재의 탄약고입니다.
파형강판 방호시설물은 탄약고와 함께 2009년도부터 서북도서, DMZ 구간에 격납고, K-9 방호시설, 81mm 박격포 유개화, 레이더 방호시설 등에 적용되며, 민간 대피소에도 적용되었습니다.
파형강판 방호벽 적들과 가장 최전선에서 경계 근무하는 소대 단위의 작은 숙소는 조립식 숙소 위주로 설치되어 있고, 자체 방호성능은 가지고 있지 못하다. 이에 부대상황에 따라 흙벽이나 폐타이어 또는 폐 드럼통을 이용하여 군 숙소 방호벽을 설치하는 실정입니다. 이러한 기존 방호벽은 적의 박격포 위협에 노출되어 있으며 방호성능 또한 기대할 수 없고 적의 곡사포에는 방호벽 높이가 낮아 내무반 지붕에 대한 방호성능도 기대할 수 없는 상황이다. 이는 직격탄에 위험 한것은 물론이며 근접 폭발 시에도 대규모 사상자를 발생할 수 있습니다. 00공사에서는 파형강판 방호벽 적용 배경은 철근콘크리트 이상의 방호성능을 가지며 공사기간이 빠르고 적의 포격 시 발생하는 2차피해(배면파쇄)가 발생하지 않기 때문이다. 이에 강재 방호벽의 특징을 보면 아래와 같습니다.
○ RC 방호벽의 경우 포격에 따른 배면파쇄로 인명, 장비 등 2차 피해가 발생하나, 강재방호벽은 배면 파쇄에 대한 방호성능 확보하여 생존성 보장을 최대한 보장합니다.
○ 산악지형, 격오지, 동절기 공사에 적합합니다.
○ 거푸집, 비계, RC 양생 불필요로 공사기간 단축 (콘크리트 대비50%) 됩니다.
○ 공장 제작으로 사전 품질검수 및 손상시 현장에서 유지보수가 용이하며, 경제성이 우수합니다.
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