메탈데크박스(MDB) 거더

U형 강박스거더의 비틀림 강도를 획기적으로 증가시킬 수 있는 메탈데크 거푸집시스템을 이용한 강박스거더가 개발되어 눈길을 끌고 있다.

㈜효명이씨에스(대표: 한녹희)는 메탈데크 거푸집시스템을 이용한 강박스거더공법 MDB(Metal Deck Steel Box)공법을 개발해 도로교 설계에 반영시켰다고 밝혔다.

강박스거더교의 초기에는 폐단면 형식만 사용되었지만 최근에는 경제성이 우수한 개단면 형식의 사용이 점차 많아지고 있다. 

연속 강박스거더교의 경우에는 연속지점부 부모멘트구간에서는 폐단면 형식을 사용하고 경간 중앙부의 정모멘트 구간에서는 개단면 형식을 사용하는 등 두 가지의 단면형식을 일련의 강박스거더에서 혼용하기도 한다.

U형 단면은 개단면(opensection)이므로 폐단면(closed section) 강박스에 비해 비틀림 강성이 현저히 작아져서 거더의 가설 공정과 바닥판 콘크리트 타설 공정에서 횡비틀림좌굴 파괴가 발생할 수 있다. 

U형 강박스거더의 적용 초기에는 횡비틀림좌굴 문제를 적절히 고려하지 못해 시공 중에 여러 건의 사고가 발생하기도 하였다. 

특히 바닥판 콘트리트 타설중에 횡비틀림좌굴 파괴가 발생하여 다수의 사상자가 발생한 적도 있었다.

이런 취약점을 개선한게 바로 메탈데크 거푸집시스템을 이용한 강박스거더인 것이다.

MDB거더는 개구형 강박스거더의 상부플랜지에 메탈데크 거푸집을 강결하여 폐합단면을 구성함으로써 수평브레이싱 없어도 강박스거더의 비틀림강성 확보가 가능해 경제성과 시공성을 크게 향상시켰다.

시공성과 구조적 안정성은 구조해석과 실물재하시험을 통해 이미 확인 된 바 있다.

㈜효명이씨에스는 지난 2020년 9월부터 2021년 6월까지 10여개월간 포스코의 후원을 받아 ‘메탈데크 거푸집을 활용한 강박스거더의 실용화 연구’과제 수행과정에서 실물재하시험을 거쳤다.

MDB거더 실물재하시험 모습

공법 내용을 보면 상부가 개방된 개단면의 U형 강박스거더의 박스내부 바닥판 콘크리트의 존치거푸집으로 사용되는 파형 메탈데크 플레이트의 파형 모서리를 견고한 지지부재에 용접하여 보강했다.

또한 지지부재를 U형 강박스거더의 상부플랜지에 볼트로 고정하여 바닥판 콘크리트 타설 시에 발생할 수 있는 횡비틀림좌굴 파괴 방지에 구조적으로 매우 효율적인 폐단면 박스구조를 형성함으로써 경제성과 시공성을 개선시켰다.

이때문에 U형 강박스거더의 비틀림 강도를 획기적으로 증가시킬 수 있게 됐다.

수년간 많은 비용을 들여 MDB거더 공법을 개발한 ㈜효명이씨에스의 한녹희 대표는 “이번에 개발한 MDB거더가 기존의 강박스거더에 비해 20%정도 공사비가 감소할 정도로 경제성이 높고 가설중량이 가벼워 저용량 크레인 적용이 가능하는 것은 물론 현장 작업 최소화로 공기를 크게 단축시키는 것으로 확인 됐다”며 앞으로 도로교는 물론 철도교에도 적용될 것으로 전망했다.

MDB거더 제작 및 설치 모습

송여산 기자  ceo@cenews.co.kr

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