자동차가 다닐 수 있는 나무다리가 우리나라에서 처음으로 만들어졌다. 산림청 국립산림과학원(원장 구길본)은 최근 국내 최초의 차량용 목조교량을 제조하고 안전성 검증이 끝나는 대로 강원도 양양 국립 미천골자연휴양림의 노후 교량과 교체하기로 했다.


국립산림과학원 목조 연구팀이 개발한 차량용 목재교량은 국산 리기다소나무 구조용집성재 105㎥로 만든 지간 30m의 2차선(폭 8.7m) 규모로 고속도로에도 적용가능한 1등교(DB-24)다. 차량통행용 목조교량은 미국이나 일본에서는 보편화돼 있고 유럽에서 특히 많이 활용되고 있지만 아직 우리나라에서는 한 군데도 없다. 

국립산림과학원 목구조연구팀은 지난 2009년부터 토목 분야 학계･산업계 전문가들과 공동으로 차량용 목조교량 설계･시공기술에 관한 연구를 했다. 지금까지 응력적층식 상판 제작기술, 트러스 접합부 설계기술, 목조교량 구조설계 기술 등을 개발했고 실험과 해석을 통해 검증도 완료했다. 

연구팀은 실험의 마지막 단계로 3일 오후 경기도 용인 명지대 하이브리드구조실험센터에서 목조교량 워크숍을 열어 목조교량의 연구·설계·시공·실험 과정을 소개한다. 워크숍에서는 차량용 교량으로서의 성능을 보여주기 위해 대형 트럭 두 대 무게인 76.8톤의 하중으로 내려누르는 정적실험과 반복적인 차량통행을 고려한 피로실험이 실시된다.

국립산림과학원은 목조교량을 일반 도로에 도입하기 위해 국토해양부가 제정하는 도로교설계기준에 목조교량이 반영되도록 적극 추진할 예정이다.  

국립산림과학원 재료공학과 김광모 박사는 “그동안 연료용 칩이나 펄프재 등 저급용도로만 쓰이던 리기다소나무를 고부가가치의 친환경 교량을 만드는 데 활용해 경제적‧경관적 효과를 볼 수 있게 됐다”며 “교량은 대부분의 수요처가 국토부나 지자체 등 공공 부문이므로 구조안정성과 내구성에 대한 불안감을 해소하고 목재가 가지는 친환경성을 부각시키면 목조교량의 수요가 점차 확대될 것”이라고 기대했다.

차량통행용 목조교량 워크숍 열려

 이번 차량용 목조교량워크숍은 국립산림과학원 주최로 7월 3일 경기도 용인에 위치한 명지대학교 하이브리드구조실험센터 대회의실에서 관계전문가 등 100여명이 모여 열렸다.

 

워크숍에 앞서 구길본 국립산림과학원장은 원로 학자 분들을 모시고 환담을 나눴으며 이 자리에서 국립산림과학원은 차량용 목조교량 개발을 위해 지난 3년간 국내최고 전문가들과 함께 토목공학과 목재공학의 학제간 융복합 공동연구를 추진하였다고 밝혔다.

 

워크숍은 국립산림과학원 박문재 목재가공과장의 사회로 시작되었다. 박문재과장은 대한토목학회 고현무회장, 한국목재공학회 배영수회장, 한국목조건축협회 박찬규회장, 한국목구조기술인협회 김헌중회장 등 내빈 소개와 발표장을 가득 메운 참가자들에게 감사의 인사를 전하였다.

 

국립산림과학원 구길본원장은 개회사에서 이 연구 성과를 바탕으로 순수 국내기술에 의해 지간 30m, 2차로, 도로교 기준 1등급의 목조교량을 설계제작하고 실제 크기의 교량 실험체에 대한 내력시험 진행사항을 공개하면서 우리나라 목조교량 산업의 미래를 타진하기 위하여 본 워크숍을 개최한다고 밝히고 전문가들의 적극적인 참여와 열띤 토론을 부탁하였다.

 

이어 명지대 박영석 하이브리드구조실험센터장은 세계 최고수준의 구조물 내력시험시설을 갖춘 본 센터에서 우리나라에서 생산되는 목재를 활용하여 자연친화적인 차량용 설계, 시공하기위한 마지막단계로 많은 검증실험과 실물실험을 수행하고 그 결과로 의미있는 오늘의 워크샵이 될 것을 기대한다고 밝혔다.

 

워크샵 시작은 목재기반 교량부재 개발 및 설계 part로 국립산림과학원 김광모박사의 목조교량실연과 관련된 기술현황에 대한 발표가 있었다.

김광모박사는 기후변화와 목재에 대한 설명으로 목재의 친환경성 재료별 소요에너지 및 CO2방출량 비교와 주택시공에 따른 CO2 배출량에 대하여 발표하고 국내 산림과 임업현황을 소개한뒤 실험부재수종인 리기다소나무의 특성에 대하여 설명하고 구조용 집성재의 제작과정등을 소개하였다.

 

다음은 리기다 소나무를 활용한 차량용 목조교량 시험체의 설계를 담당한 (주)서영엔지니어링 정준차장의 구조해석을 통한 실대 실험체 설계에 대한 발표가 있었다. 발표에서는 차량용 목교의 사례조사와 차량용 목조설계의 중점검토사항 및 공사비 분석에 대한 발표가 있었다.

 

뒤이어 서울대학교 박원석 박사의 목조교량의 설계기준에 대한 발표가 있었다. 발표에서는 국내외 목교관련 설계기준 분석과 목조교량 설계기준 제정 방안에 대하여 발표하고 국내 목교 설계기준 개발을 위한 필요항목의 소개가 있었다. 또한 국내 설계기준 개정추이와 국내건설공사 기준현황 소개하며 도로교 설게기준 반영을 위한 전략수립에 대하여 발표하였다.

 

두 번째 part로는 실대 실험에 의한 목조교량 성능검증에 대한 주제로 이어졌다.

국내 최대의 구조용 집성목 제작업체인 (주)경민산업의 이한식대표는 목조교량 실대 시험체 제작 에 대한 발표를 하였다.

먼저 구조용집성재의 연혁과 재료기술 그리고 성능과 특징에 대하여 설명하였으며 특히 구조용집성재의 재료특징에 대한 설명이 있었다.

또한 55m에 달하는 F1자동차경주장 목교와 갯골유수지 목교 등 구조용집성재의 국내시공사례와 요당지 성지 성당, 병정고등학교 체육관 등 구조용집성재 건축물을 소개함으로서 평창동계올림픽 등에서 활용할 수 있는 가능성을 보여주었다.  

마지막으로는 차량용 목교 실대 시험체 제작에 대한 선별과 제재, 입고 및 검사, 건조 및 가공, 측정 및 2차 가공, 접착, 포장 등 공정별 제작현황 보고가 있었다.

 

마지막으로 하이브리드구조실험센타 심낙훈 박사의 실대실험체 정적실험 및 피로실험에 대한 발표가 있었다. 심낙훈 박사는 하이브리드구조실험센타 시설 및 장비에 대하여 소개한 뒤 부재 연결부 해석 및 실험과 실대 시험체 제작 및 운반설치에 대한 발표가 있었다.

 

발표가 마친 뒤 각계 전문가들의 질문과 발표자들의 답변이 이어졌다. 특히 토목공학과 목재공학 나아가 건축공학까지의 융복합 산업에 대한 관심과 기대가 많다는 것을 보여줬다.