글로벌 광물 자원 개발 및 운송 체인에서 광석 터미널은 육상 채굴과 해상 운송을 연결하는 중요한 허브 역할을 합니다. 광석 터미널 건설은 복잡한 해안 지형, 혹독한 기후 조건, 효율적인 중장비 운송의 필요성 등의 과제에 직면하는 경우가 많습니다.강철 가대 교량독특한 구조적 장점을 지닌 는 광석 터미널 엔지니어링에서 없어서는 안 될 핵심 구성 요소가 되었으며, 액세스 채널, 장비 배치 및 임시 건설 플랫폼을 위한 안정적인 솔루션을 제공합니다. 우리는 모리타니아의 Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트를 전형적인 사례로 삼아 강철 가대 교량의 정의와 장점을 자세히 설명하고 모리타니의 지리적, 기후 및 광물 자원 특성을 분석하고 Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트에서 강철 가대 교량의 적용 시나리오와 가치를 깊이 탐구하여 열악한 환경에서 유사한 엔지니어링 프로젝트에 대한 참고 자료를 제공합니다.
강철 가대 교량은 표준화된 강철 부품으로 구성된 임시 또는 영구 하중 지지 구조물로 주로 강, 계곡, 해안 여울 또는 기타 복잡한 지형을 가로질러 접근 통로나 작업 플랫폼을 형성하는 데 사용됩니다. 구조적으로 일반적으로 지지대, 주 거더, 데크 시스템의 세 가지 핵심 부분으로 구성됩니다. 일반적으로 강철 파이프 말뚝이나 강철 기둥 형태의 지지대는 교량의 전체 중량과 외부 하중을 지탱하기 위해 기초에 박혀 있습니다. 고강도 강철 트러스 또는 박스 거더로 제작된 주 대들보는 주 하중 지지 프레임워크를 형성하여 교량의 구조적 안정성을 보장합니다. 강판, 미끄럼 방지층, 난간으로 구성된 데크 시스템은 차량, 장비, 인원에게 안전한 통로를 제공합니다.
기존의 현장 타설 콘크리트 교량과 달리 강철 가대 교량은 모듈식 사전 제작 생산 모드를 채택합니다. 모든 부품은 정밀한 품질관리를 통해 공장에서 가공, 제작된 후 건설현장으로 운반되어 조립됩니다. 조립 공정은 주로 볼트 연결과 간단한 용접에 의존하므로 현장 시공 공정이 크게 단순화됩니다.
광석 터미널 엔지니어링에는 강력한 하중 지지력, 신속한 건설, 가혹한 해안 환경에 대한 적응성과 같은 지지 구조물에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다. 강철 트레슬 교량은 다음과 같은 핵심 장점을 통해 이러한 요구 사항을 완벽하게 충족합니다.
1. 우수한 내하중 능력: 철강 재료는 인장 강도와 압축 강도가 높습니다. 일반적으로 트러스 구조로 설계되는 강철 트레슬 교량의 주 거더는 하중을 효과적으로 분산시키고 무거운 중량을 견딜 수 있습니다. 광석 운송 차량(예: 40톤~100톤 덤프 트럭) 및 적재 및 하역 장비(예: 갠트리 크레인 및 스태커)에 따라 맞춤화할 수 있어 광석 터미널에서 대형 운송의 안정적인 작동을 보장합니다.
2. 신속한 건설 및 짧은 주기: 강철 가대 교량의 모든 구성 요소는 공장에서 사전 제작되며 현장 조립은 간단한 기계적 협력만 필요합니다. 중경간 철교(경간 20~50m)의 경우 현장 공사는 1~2주 만에 완료할 수 있어 콘크리트 교량(보통 2~3개월)의 건설주기보다 훨씬 짧다. 이러한 신속한 건설 이점은 광물 수출을 실현하기 위해 가능한 한 빨리 가동해야 하는 광석 터미널 프로젝트에 매우 중요합니다.
3. 복잡한 지형에 대한 강력한 적응성: 강철 가대 교량은 지형 조건에 따라 유연하게 설계할 수 있습니다. 해안 여울, 갯벌, 부두와 해안 저장고를 연결하는 곳 등 범위, 높이, 구조적 형태를 조정할 수 있습니다. 특히 기초가 연약한 해안 지역에서는 강관 말뚝 지지대를 안정된 지반에 깊이 박아 교량의 안정성을 확보할 수 있습니다.
4. 우수한 내식성 및 내구성 : 광석 터미널의 가혹한 해안 환경 (높은 염수 분무, 높은 습도 및 강철 구조물의 쉬운 부식)을 목표로 강철 가대 교량은 샌드 블라스팅 녹 제거 (Sa2.5 수준) + 에폭시 아연 함유 프라이머 + 에폭시 운모 산화철 중간 페인트 + 폴리 우레탄 상도와 같은 전문적인 부식 방지 처리 공정을 채택합니다. 일부 주요 구성 요소는 용융 아연 도금으로 처리할 수 있으며, 이는 염수 분무 및 습기의 침식을 효과적으로 방지하여 20년 이상의 서비스 수명을 보장합니다.
5. 편리한 유지 관리 및 재사용성: 강철 가대 교량의 모듈식 구조로 유지 관리가 간단합니다. 손상된 구성 요소는 전체를 철거하지 않고도 개별적으로 교체할 수 있으므로 유지 관리 비용과 가동 중지 시간이 줄어듭니다. 또한 임시 프로젝트(예: 터미널 확장 공사)가 완료된 후 강철 가대 교량을 분해하여 다른 프로젝트에 재사용할 수 있어 자원 재활용을 실현하고 프로젝트 총 비용을 절감할 수 있습니다.
모리타니아는 아프리카 북서부에 위치하고 있으며 서쪽으로 대서양, 북동쪽으로 알제리, 동쪽과 남쪽으로 말리, 남서쪽으로 세네갈과 접해 있습니다. 영토는 약 103만 평방킬로미터에 달하며, 대부분이 사하라 사막으로 이루어져 전체 면적의 약 75%를 차지한다. 국토는 고원과 사막으로 이루어져 있으며, 서쪽에는 누아디부(Nouadhibou) 지역이 위치한 좁은 해안 평야가 있다.
모리타니의 기후는 일반적으로 건조하고 반건조합니다. 누아디부(Nouadhibou)를 포함한 해안지역은 열대사막기후로 연중 덥고 건조한 날씨를 보이며, 연평균기온은 25~30℃이고, 연강수량은 100mm 이하로 매우 낮다. 해안 지역은 종종 하르마탄 바람(사하라 사막에서 부는 건조하고 뜨거운 바람)의 영향을 받습니다. 이 바람은 많은 모래와 먼지를 가져와 구조물에 심각한 모래 침식을 일으킵니다. 또한, 누아디부의 연안 해역은 조수 간만차가 2~3m에 달하는 강한 조수를 가지고 있으며, 썰물 때는 해안 여울이 노출되고 만조 때는 물에 잠기므로 해안 기반 시설 건설에 큰 어려움을 안겨줍니다.
모리타니는 국가 경제의 기둥인 광물 자원이 풍부합니다. 주요 광물자원으로는 철광석, 구리, 금, 은, 인산염 등이 있으며, 그 중 철광석은 우리나라 전체 수출의 60% 이상을 차지하는 가장 중요한 수출품이다. 모리타니의 철광석 매장량은 약 15억 톤으로 추산되며, 높은 등급(철 함량 65~70%)을 갖고 있으며 주로 모리타니 북동부의 주에라트(Zouérat) 지역에 분포합니다.
광산 지역에서 수출 터미널까지 철광석을 운송하는 것은 모리타니 광물 자원 개발의 핵심 고리입니다. 기존 교통 시스템은 주로 주에라트(Zouérat)에서 누아디부(Nouadhibou)까지 철도에 의존하고 있으며 총 길이는 약 670km로 모리타니아에서 가장 긴 철도입니다. 누아디부(Nouadhibou) 지역에 위치한 누아디부 광석 터미널(Nouadhibou Ore Terminal)은 모리타니아 유일의 대규모 광석 수출 터미널로 모리타니 철광석 대부분의 선적 및 운송을 담당하고 있습니다. 그러나 철광석 채굴 생산량이 지속적으로 증가함에 따라 기존 터미널 용량은 수출 수요를 충족시키지 못했습니다. 이에 모리타니 정부는 선적 및 운송 능력을 확대하고 광물자원 산업 발전을 촉진하기 위해 누아디부(Nouadhibou)에 새로운 광석 터미널을 건설하기로 결정했습니다.
모리타니아의 복잡한 지리적 환경(사막, 고원, 해안 얕은 곳)과 광물 자원 운송의 필요성으로 인해 교량은 인프라 건설에서 중요한 역할을 합니다. 주요 애플리케이션 시나리오는 다음과 같습니다.
1. 광물 운송 경로: 철광석의 원활한 운송을 보장하기 위해 Zouérat 철광석 광산 지역에서 Nouadhibou 터미널까지 철도와 고속도로를 따라 강과 도랑을 연결하는 교량이 필요합니다.
2. 해안 터미널 건설: 광석 터미널의 건설 및 운영 시 부두와 해안 저장고를 연결하고 장비의 선적 및 하역과 건설 인력을 위한 작업 플랫폼을 제공하기 위해 강철 가대 교량이 필요합니다.
3. 농촌 및 도시 인프라: 도시 및 농촌 지역에서는 지역 교통 조건을 개선하기 위해 강(예: 세네갈 국경에 있는 세네갈 강)을 연결하는 데 교량이 사용됩니다.
4. 긴급 재해 구호: 모래폭풍, 홍수 또는 교통 경로를 손상시키는 기타 자연 재해가 발생하는 경우 임시 강철 가대 교량을 신속하게 배치하여 교통을 복구할 수 있습니다.
이러한 시나리오 중에서 해안 광석 터미널에 강철 트레슬 교량을 적용하는 것이 가장 대표적인데, 이는 가혹한 해안 환경과 광석 터미널의 중부하 운송 요구 사항에 효과적으로 적응할 수 있기 때문입니다.
Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트는 모리타니아 국가 기반 시설 프로젝트로, 모리타니 국립 광산 공사(SNIM)가 국제 투자자들과 협력하여 투자하고 건설했습니다. 이 프로젝트는 기존 광석 터미널에서 북쪽으로 약 10km 떨어진 Nouadhibou 해안 지역에 위치하고 있습니다. 주요 건설 내용은 1.2㎞ 길이의 새로운 부두, 50만㎡ 규모의 광석 저장 야적장, 하역 시스템, 운송 지원 시설 등이다. 새 터미널의 연간 설계 적재 용량은 3,000만 톤으로, 완공 후 기존 터미널의 용량이 두 배로 늘어나 모리타니 철광석 수출이 크게 촉진될 것입니다.
프로젝트 건설은 많은 과제에 직면해 있습니다. 첫째, 해안 지형은 넓은 여울과 연약한 토양 기초로 인해 복잡하며 지지 구조물의 높은 안정성이 필요합니다. 둘째, 해안 환경은 염수분무가 많고 조수간만의 차이가 크기 때문에 구조물의 내식성이 우수해야 합니다. 셋째, 프로젝트 일정이 빡빡하고 건설 자재 운송 및 후속 광석 적재를 보장하기 위해 지원 운송 채널을 가능한 한 빨리 사용해야 합니다. 심층적인 실증을 거쳐 프로젝트 팀은 부두와 해안 저장고를 연결하는 핵심 지지 구조물과 임시 건설 플랫폼으로 강철 가대 교량을 채택하기로 결정했습니다.
Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트의 실제 필요에 따라 프로젝트 팀은 두 가지 유형의 강철 가대 교량, 즉 광석 운송을 위한 영구 강철 가대 교량과 건설용 임시 강철 가대 교량을 맞춤화했습니다.
1. 광석 운송을 위한 영구 강철 가대교: 이 가대교는 길이 850m, 구간당 경간이 30m, 총 28개 구간입니다. 데크 폭은 12m로 80톤 광석 덤프 트럭의 양방향 통행과 적재 장비 작동을 충족할 수 있습니다. 주 대들보에는 Q355B 고강도 강철로 만든 강철 트러스 구조가 채택되어 내하중 능력과 바람 저항이 강합니다. 지지대는 연약한 해안 기초의 안정성을 보장하기 위해 토양층에 15m 깊이로 박혀 있는 ø800mm 강관 파일을 채택합니다. 부식방지 처리는 "샌드블래스팅 녹 제거(Sa2.5급) + 에폭시 아연 풍부 프라이머(80μm) + 에폭시 운모 산화철 중간 도료(100μm) + 폴리우레탄 상도(60μm)" 공정을 채택하고, 주요 부품을 용융 아연 도금 처리하여 고염분무 환경에서 내식성을 강화했습니다.
2. 건설용 임시 강철 가대교: 이 가대교는 길이 420m, 구간당 경간 20m, 바닥 폭 8m로 주로 건축 자재(강철, 시멘트, 장비 등)의 운송과 건설 인력의 통행에 사용됩니다. 주 대들보는 조립식 강철 상자 대들보를 채택하여 가볍고 조립이 쉽습니다. 지지대는 ø600mm 강관 파일을 채택하며, 본 프로젝트 완료 후 분해 및 재사용이 가능합니다. 부식 방지 처리는 비용과 내구성의 균형을 맞추기 위해 단순화된 공정(샌드블라스팅 녹 제거 + 에폭시 아연 함유 프라이머 + 폴리우레탄 탑코트)을 채택합니다.
또한 강철 가대교의 설계에는 지역 기후 조건을 충분히 고려했습니다. 풍하중은 최대 풍속 50m/s(하르마탄풍)에 따라 계산되며 데크에는 모래와 먼지가 차량 및 장비 작동에 미치는 영향을 줄이기 위해 모래 방지 난간을 설치합니다. 교량 데크에는 빗물 축적(드물지만)과 바닷물 튀김을 방지하기 위해 배수 경사면이 설계되어 데크 구조를 보호합니다.
Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트의 강철 가대교 건설은 부품 사전 제작, 부품 운송, 현장 설치 및 품질 검사의 4단계로 구분되는 모듈식 조립 방식을 채택합니다. 전체 건설 과정은 강철 트레슬 교량의 신속한 건설의 장점을 완벽하게 구현합니다.
1. 부품 조립식: 가대교의 모든 철골 부품(주 대들보, 지지대, 데크 플레이트 등)은 모듈형 강교 전문 제조업체인 Evercross Bridge Technology (Shanghai) Co., Ltd.의 공장에서 조립식으로 제작되었습니다. 사전 제작 과정에서는 원자재 검사(강철의 화학적 조성 및 기계적 성질), 용접 품질(UT, MT 등 비파괴 검사), 부식 방지 처리(코팅 두께 및 접착성 검사) 등 엄격한 품질 관리가 이루어졌습니다. 납품 전, 권위 있는 제3자 검사 기관인 SGS는 부품에 대한 포괄적인 검사를 실시하고 검사 보고서를 발행하여 부품의 품질이 BS5400 교량 설계 표준 및 프로젝트 요구 사항을 충족하는지 확인했습니다.
2. 부품 운송: 조립식 부품은 상하이 항구에서 누아디부 항구까지 해상으로 운송되었습니다. 누아디부항의 제한된 운송 능력과 복잡한 해안 도로 여건을 고려하여 부품은 모듈식으로 포장되었으며, 각 패키지 중량은 20톤 이내로 제어되어 현장 하역 및 운송이 용이했습니다. 운송 과정은 전문 물류팀이 감독하여 부품이 건설 현장에 손상되지 않고 제 시간에 도착할 수 있도록 보장했습니다.
3. 현장 설치: 현장 설치는 해안 가대 교량 건설 경험이 풍부한 전문 건설 팀에 의해 수행되었습니다. 먼저, 파일드라이버를 이용하여 강관 파일 지지대를 기초에 박아넣었습니다. 지지대의 안정성을 보장하기 위해 주행 깊이와 수직도를 실시간으로 모니터링했습니다. 그런 다음 조립식 주 대들보를 크레인으로 지지대에 올려 볼트로 고정했습니다. 마지막으로 데크플레이트, 난간, 미끄럼방지층을 설치하였습니다. 영구 철교(850m) 설치는 22일 만에 완료됐고, 임시 철교(420m)는 10일 만에 완공돼 당초 건설계획보다 40%나 단축됐다.
4. 품질 검사 및 승인: 설치가 완료된 후 프로젝트 팀과 SGS 검사관은 하중 지지 성능 테스트(80톤 덤프 트럭 통과 시뮬레이션), 구조 안정성 테스트 및 부식 방지 성능 테스트를 포함하여 강철 가대 교량에 대한 포괄적인 품질 검사를 수행했습니다. 테스트 결과 모든 지표가 설계 요구 사항과 국제 표준을 충족하는 것으로 나타났습니다. 가대교는 승인을 통과한 후 공식적으로 사용되었습니다.
Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트의 강철 트레슬 교량은 시운전 이후 다음과 같은 구체적인 적용 시나리오와 뛰어난 운영 효과를 통해 건설 및 운영 단계에서 중요한 역할을 해왔습니다.
1. 부두와 저장장 사이의 연결: 영구 강철 가대교는 새로운 부두와 해안 광석 저장장을 연결하여 지속적인 운송 채널을 형성합니다. 80톤 광석 덤프트럭은 철광석을 저장장에서 가대교를 통해 부두 선착장까지 직접 운반할 수 있으며, 일일 수송 능력은 8,000톤에 달합니다. 가대 교량의 원활한 작동은 광석 선적 및 선적의 효율성을 보장하여 새 터미널이 설계된 연간 용량을 달성할 수 있는 기반을 마련합니다.
2. 장비 적재 작업 플랫폼: 영구 강철 트레슬 교량의 데크에는 갠트리 크레인용 난간 및 고정 장치가 장착되어 있습니다. 갠트리 크레인은 가대교를 따라 이동하여 철광석을 선박에 싣는 작업을 완료할 수 있습니다. 트레슬 브리지의 높은 내하력은 갠트리 크레인(중량 150톤)의 안정적인 작동을 보장하여 구조적 불안정으로 인한 장비 고장을 방지합니다.
3. 건자재 운송 : 건설단계에서는 임시 철제 가대교가 철강, 시멘트, 기계장비 등 건자재 운송을 담당했다. 해안 떼의 어려운 운송 문제를 해결하여 주요 프로젝트가 일정대로 완료되도록 보장했습니다. 본 사업 완료 후 임시 가대교를 해체하여 기존 터미널 확장사업에 재사용함으로써 자원 재활용을 실현하였습니다.
4. 가혹한 해안 환경에 대한 적응: 18개월의 작동 후 강철 트레슬 교량은 뛰어난 내식성을 보여주었습니다. 부품 표면의 부식 방지 코팅은 눈에 띄는 녹이나 벗겨짐 없이 손상되지 않았습니다. 강관말뚝 지지대는 강한 조류와 모래폭풍의 영향에도 침하나 변형의 흔적이 없습니다. 일일 유지관리 작업은 간단하여 정기적으로 데크의 모래와 먼지를 청소하고 볼트 연결부만 점검하면 되며, 월 유지관리 비용은 $2,000에 불과해 동일한 환경의 콘크리트 구조물 유지관리 비용보다 훨씬 저렴합니다.
Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트에서 강철 가대 교량을 성공적으로 적용한 것은 다음과 같은 핵심 요소에 기인합니다.
1. 지역 조건에 맞는 과학적 설계: 강철 가대 교량의 설계는 모리타니아의 가혹한 기후 조건(높은 염수 분무, 강풍 및 모래 폭풍)과 복잡한 지형(연약한 해안 기초)을 완전히 고려하고 목표한 구조 형태와 부식 방지 조치를 채택하여 교량의 적응성과 내구성을 보장합니다.
2. 부품의 엄격한 품질 관리 : 철강 부품의 사전 제작은 전문 공장에서 완료되었으며 원자재부터 완제품까지 엄격한 품질 관리가 이루어졌습니다. SGS의 제3자 검사를 통해 부품의 품질이 국제 표준을 충족함을 보장하여 트레슬 교량의 안정적인 운영을 위한 견고한 기반을 마련했습니다.
3. 효율적인 모듈식 건설: 모듈식 조립 방식은 현장 건설 주기를 크게 단축하여 가대교를 적시에 사용할 수 있도록 보장합니다. 이는 프로젝트 일정 요구 사항을 충족했을 뿐만 아니라 건설이 지역 환경 및 어업 활동에 미치는 영향을 줄였습니다.
4. 전문 건설 및 유지관리 팀: 건설팀은 해안 가대 교량 건설에 대한 풍부한 경험을 보유하고 있으며, 유지 관리 팀은 철 구조물의 특성과 지역 환경을 잘 알고 있어 건설의 원활한 진행과 가대 교량의 장기적 안정적인 운영을 보장합니다.
Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트의 강철 가대 교량 적용 경험은 열악한 환경(사막, 해안 지역 등)에서 유사한 광석 터미널 프로젝트에 대한 중요한 깨달음을 제공합니다.
1. 모듈식 강철 트레슬 교량 선택의 우선순위 지정: 일정이 빡빡하고 지형이 복잡하며 하중 지지 요구 사항이 높은 프로젝트의 경우 모듈식 강철 가대 교량을 우선시해야 합니다. 모듈식 강철 가대 교량은 기존 콘크리트 교량에 비해 건설 속도, 적응성 및 하중 지지 능력 면에서 확실한 이점을 갖고 있기 때문입니다.
2. 부식 방지 설계 및 품질 관리 강화: 해안 또는 고염분무 환경에서는 강철 가대 교량의 부식 방지 설계를 강화하고 전문적인 부식 방지 공정과 고품질 코팅을 채택해야 합니다. 동시에, 교량의 내구성을 보장하기 위해 부식 방지 처리 과정에서 엄격한 품질 관리가 구현되어야 합니다.
3. 심층 현장 조사 수행: 가대교를 설계 및 건설하기 전에 심층 현장 조사를 수행하여 현지 지리, 기후 및 지질 조건을 파악하여 과학적이고 합리적인 설계 계획 및 건설 계획을 수립해야 합니다.
4. 전문 제조업체 및 검사 기관과 협력: 전문 모듈형 강철 교량 제조업체를 선택하면 구성 요소의 품질과 설계의 합리성이 보장됩니다. 권위 있는 제3자 검사 기관(예: SGS)과 협력하여 품질 검사의 객관성과 권위를 보장하고 품질 위험을 방지합니다.
뛰어난 내하력, 빠른 건설 속도, 강력한 적응성 및 우수한 내구성을 갖춘 강철 트레슬 교량은 열악한 환경에서 광석 터미널 엔지니어링을 위한 이상적인 선택이 되었습니다. 모리타니의 Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트에 강철 트레슬 교량을 적용한 것은 운송 채널을 연결하고 건설 진행을 보장하며 가혹한 해안 환경에 적응하는 데 있어 강철 트레슬 교량의 중요한 가치를 충분히 입증했습니다. 글로벌 광물자원 무역의 지속적인 발전을 배경으로 열악한 환경에서의 광석 터미널 건설에 대한 수요는 계속해서 증가할 것입니다. 강철 트레슬 교량은 지속적인 기술 혁신과 설계 및 건설 계획의 최적화를 통해 미래 광석 터미널 엔지니어링에서 더욱 중요한 역할을 할 것입니다.
모리타니아와 같이 풍부한 광물 자원과 척박한 자연 환경을 지닌 국가의 경우 강철 가대 교량의 장려 및 적용은 광물 자원 운송의 효율성을 향상시키고 국가 경제 발전을 촉진하며 인프라 건설 과정을 가속화하는 데 도움이 될 것입니다. 동시에 이 프로젝트의 성공적인 경험은 유사한 엔지니어링 프로젝트에서 강철 가대 교량을 전 세계적으로 적용하는 데 유용한 참고 자료를 제공하여 글로벌 인프라 건설 산업의 지속 가능한 발전에 기여합니다.
글로벌 광물 자원 개발 및 운송 체인에서 광석 터미널은 육상 채굴과 해상 운송을 연결하는 중요한 허브 역할을 합니다. 광석 터미널 건설은 복잡한 해안 지형, 혹독한 기후 조건, 효율적인 중장비 운송의 필요성 등의 과제에 직면하는 경우가 많습니다.강철 가대 교량독특한 구조적 장점을 지닌 는 광석 터미널 엔지니어링에서 없어서는 안 될 핵심 구성 요소가 되었으며, 액세스 채널, 장비 배치 및 임시 건설 플랫폼을 위한 안정적인 솔루션을 제공합니다. 우리는 모리타니아의 Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트를 전형적인 사례로 삼아 강철 가대 교량의 정의와 장점을 자세히 설명하고 모리타니의 지리적, 기후 및 광물 자원 특성을 분석하고 Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트에서 강철 가대 교량의 적용 시나리오와 가치를 깊이 탐구하여 열악한 환경에서 유사한 엔지니어링 프로젝트에 대한 참고 자료를 제공합니다.
강철 가대 교량은 표준화된 강철 부품으로 구성된 임시 또는 영구 하중 지지 구조물로 주로 강, 계곡, 해안 여울 또는 기타 복잡한 지형을 가로질러 접근 통로나 작업 플랫폼을 형성하는 데 사용됩니다. 구조적으로 일반적으로 지지대, 주 거더, 데크 시스템의 세 가지 핵심 부분으로 구성됩니다. 일반적으로 강철 파이프 말뚝이나 강철 기둥 형태의 지지대는 교량의 전체 중량과 외부 하중을 지탱하기 위해 기초에 박혀 있습니다. 고강도 강철 트러스 또는 박스 거더로 제작된 주 대들보는 주 하중 지지 프레임워크를 형성하여 교량의 구조적 안정성을 보장합니다. 강판, 미끄럼 방지층, 난간으로 구성된 데크 시스템은 차량, 장비, 인원에게 안전한 통로를 제공합니다.
기존의 현장 타설 콘크리트 교량과 달리 강철 가대 교량은 모듈식 사전 제작 생산 모드를 채택합니다. 모든 부품은 정밀한 품질관리를 통해 공장에서 가공, 제작된 후 건설현장으로 운반되어 조립됩니다. 조립 공정은 주로 볼트 연결과 간단한 용접에 의존하므로 현장 시공 공정이 크게 단순화됩니다.
광석 터미널 엔지니어링에는 강력한 하중 지지력, 신속한 건설, 가혹한 해안 환경에 대한 적응성과 같은 지지 구조물에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다. 강철 트레슬 교량은 다음과 같은 핵심 장점을 통해 이러한 요구 사항을 완벽하게 충족합니다.
1. 우수한 내하중 능력: 철강 재료는 인장 강도와 압축 강도가 높습니다. 일반적으로 트러스 구조로 설계되는 강철 트레슬 교량의 주 거더는 하중을 효과적으로 분산시키고 무거운 중량을 견딜 수 있습니다. 광석 운송 차량(예: 40톤~100톤 덤프 트럭) 및 적재 및 하역 장비(예: 갠트리 크레인 및 스태커)에 따라 맞춤화할 수 있어 광석 터미널에서 대형 운송의 안정적인 작동을 보장합니다.
2. 신속한 건설 및 짧은 주기: 강철 가대 교량의 모든 구성 요소는 공장에서 사전 제작되며 현장 조립은 간단한 기계적 협력만 필요합니다. 중경간 철교(경간 20~50m)의 경우 현장 공사는 1~2주 만에 완료할 수 있어 콘크리트 교량(보통 2~3개월)의 건설주기보다 훨씬 짧다. 이러한 신속한 건설 이점은 광물 수출을 실현하기 위해 가능한 한 빨리 가동해야 하는 광석 터미널 프로젝트에 매우 중요합니다.
3. 복잡한 지형에 대한 강력한 적응성: 강철 가대 교량은 지형 조건에 따라 유연하게 설계할 수 있습니다. 해안 여울, 갯벌, 부두와 해안 저장고를 연결하는 곳 등 범위, 높이, 구조적 형태를 조정할 수 있습니다. 특히 기초가 연약한 해안 지역에서는 강관 말뚝 지지대를 안정된 지반에 깊이 박아 교량의 안정성을 확보할 수 있습니다.
4. 우수한 내식성 및 내구성 : 광석 터미널의 가혹한 해안 환경 (높은 염수 분무, 높은 습도 및 강철 구조물의 쉬운 부식)을 목표로 강철 가대 교량은 샌드 블라스팅 녹 제거 (Sa2.5 수준) + 에폭시 아연 함유 프라이머 + 에폭시 운모 산화철 중간 페인트 + 폴리 우레탄 상도와 같은 전문적인 부식 방지 처리 공정을 채택합니다. 일부 주요 구성 요소는 용융 아연 도금으로 처리할 수 있으며, 이는 염수 분무 및 습기의 침식을 효과적으로 방지하여 20년 이상의 서비스 수명을 보장합니다.
5. 편리한 유지 관리 및 재사용성: 강철 가대 교량의 모듈식 구조로 유지 관리가 간단합니다. 손상된 구성 요소는 전체를 철거하지 않고도 개별적으로 교체할 수 있으므로 유지 관리 비용과 가동 중지 시간이 줄어듭니다. 또한 임시 프로젝트(예: 터미널 확장 공사)가 완료된 후 강철 가대 교량을 분해하여 다른 프로젝트에 재사용할 수 있어 자원 재활용을 실현하고 프로젝트 총 비용을 절감할 수 있습니다.
모리타니아는 아프리카 북서부에 위치하고 있으며 서쪽으로 대서양, 북동쪽으로 알제리, 동쪽과 남쪽으로 말리, 남서쪽으로 세네갈과 접해 있습니다. 영토는 약 103만 평방킬로미터에 달하며, 대부분이 사하라 사막으로 이루어져 전체 면적의 약 75%를 차지한다. 국토는 고원과 사막으로 이루어져 있으며, 서쪽에는 누아디부(Nouadhibou) 지역이 위치한 좁은 해안 평야가 있다.
모리타니의 기후는 일반적으로 건조하고 반건조합니다. 누아디부(Nouadhibou)를 포함한 해안지역은 열대사막기후로 연중 덥고 건조한 날씨를 보이며, 연평균기온은 25~30℃이고, 연강수량은 100mm 이하로 매우 낮다. 해안 지역은 종종 하르마탄 바람(사하라 사막에서 부는 건조하고 뜨거운 바람)의 영향을 받습니다. 이 바람은 많은 모래와 먼지를 가져와 구조물에 심각한 모래 침식을 일으킵니다. 또한, 누아디부의 연안 해역은 조수 간만차가 2~3m에 달하는 강한 조수를 가지고 있으며, 썰물 때는 해안 여울이 노출되고 만조 때는 물에 잠기므로 해안 기반 시설 건설에 큰 어려움을 안겨줍니다.
모리타니는 국가 경제의 기둥인 광물 자원이 풍부합니다. 주요 광물자원으로는 철광석, 구리, 금, 은, 인산염 등이 있으며, 그 중 철광석은 우리나라 전체 수출의 60% 이상을 차지하는 가장 중요한 수출품이다. 모리타니의 철광석 매장량은 약 15억 톤으로 추산되며, 높은 등급(철 함량 65~70%)을 갖고 있으며 주로 모리타니 북동부의 주에라트(Zouérat) 지역에 분포합니다.
광산 지역에서 수출 터미널까지 철광석을 운송하는 것은 모리타니 광물 자원 개발의 핵심 고리입니다. 기존 교통 시스템은 주로 주에라트(Zouérat)에서 누아디부(Nouadhibou)까지 철도에 의존하고 있으며 총 길이는 약 670km로 모리타니아에서 가장 긴 철도입니다. 누아디부(Nouadhibou) 지역에 위치한 누아디부 광석 터미널(Nouadhibou Ore Terminal)은 모리타니아 유일의 대규모 광석 수출 터미널로 모리타니 철광석 대부분의 선적 및 운송을 담당하고 있습니다. 그러나 철광석 채굴 생산량이 지속적으로 증가함에 따라 기존 터미널 용량은 수출 수요를 충족시키지 못했습니다. 이에 모리타니 정부는 선적 및 운송 능력을 확대하고 광물자원 산업 발전을 촉진하기 위해 누아디부(Nouadhibou)에 새로운 광석 터미널을 건설하기로 결정했습니다.
모리타니아의 복잡한 지리적 환경(사막, 고원, 해안 얕은 곳)과 광물 자원 운송의 필요성으로 인해 교량은 인프라 건설에서 중요한 역할을 합니다. 주요 애플리케이션 시나리오는 다음과 같습니다.
1. 광물 운송 경로: 철광석의 원활한 운송을 보장하기 위해 Zouérat 철광석 광산 지역에서 Nouadhibou 터미널까지 철도와 고속도로를 따라 강과 도랑을 연결하는 교량이 필요합니다.
2. 해안 터미널 건설: 광석 터미널의 건설 및 운영 시 부두와 해안 저장고를 연결하고 장비의 선적 및 하역과 건설 인력을 위한 작업 플랫폼을 제공하기 위해 강철 가대 교량이 필요합니다.
3. 농촌 및 도시 인프라: 도시 및 농촌 지역에서는 지역 교통 조건을 개선하기 위해 강(예: 세네갈 국경에 있는 세네갈 강)을 연결하는 데 교량이 사용됩니다.
4. 긴급 재해 구호: 모래폭풍, 홍수 또는 교통 경로를 손상시키는 기타 자연 재해가 발생하는 경우 임시 강철 가대 교량을 신속하게 배치하여 교통을 복구할 수 있습니다.
이러한 시나리오 중에서 해안 광석 터미널에 강철 트레슬 교량을 적용하는 것이 가장 대표적인데, 이는 가혹한 해안 환경과 광석 터미널의 중부하 운송 요구 사항에 효과적으로 적응할 수 있기 때문입니다.
Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트는 모리타니아 국가 기반 시설 프로젝트로, 모리타니 국립 광산 공사(SNIM)가 국제 투자자들과 협력하여 투자하고 건설했습니다. 이 프로젝트는 기존 광석 터미널에서 북쪽으로 약 10km 떨어진 Nouadhibou 해안 지역에 위치하고 있습니다. 주요 건설 내용은 1.2㎞ 길이의 새로운 부두, 50만㎡ 규모의 광석 저장 야적장, 하역 시스템, 운송 지원 시설 등이다. 새 터미널의 연간 설계 적재 용량은 3,000만 톤으로, 완공 후 기존 터미널의 용량이 두 배로 늘어나 모리타니 철광석 수출이 크게 촉진될 것입니다.
프로젝트 건설은 많은 과제에 직면해 있습니다. 첫째, 해안 지형은 넓은 여울과 연약한 토양 기초로 인해 복잡하며 지지 구조물의 높은 안정성이 필요합니다. 둘째, 해안 환경은 염수분무가 많고 조수간만의 차이가 크기 때문에 구조물의 내식성이 우수해야 합니다. 셋째, 프로젝트 일정이 빡빡하고 건설 자재 운송 및 후속 광석 적재를 보장하기 위해 지원 운송 채널을 가능한 한 빨리 사용해야 합니다. 심층적인 실증을 거쳐 프로젝트 팀은 부두와 해안 저장고를 연결하는 핵심 지지 구조물과 임시 건설 플랫폼으로 강철 가대 교량을 채택하기로 결정했습니다.
Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트의 실제 필요에 따라 프로젝트 팀은 두 가지 유형의 강철 가대 교량, 즉 광석 운송을 위한 영구 강철 가대 교량과 건설용 임시 강철 가대 교량을 맞춤화했습니다.
1. 광석 운송을 위한 영구 강철 가대교: 이 가대교는 길이 850m, 구간당 경간이 30m, 총 28개 구간입니다. 데크 폭은 12m로 80톤 광석 덤프 트럭의 양방향 통행과 적재 장비 작동을 충족할 수 있습니다. 주 대들보에는 Q355B 고강도 강철로 만든 강철 트러스 구조가 채택되어 내하중 능력과 바람 저항이 강합니다. 지지대는 연약한 해안 기초의 안정성을 보장하기 위해 토양층에 15m 깊이로 박혀 있는 ø800mm 강관 파일을 채택합니다. 부식방지 처리는 "샌드블래스팅 녹 제거(Sa2.5급) + 에폭시 아연 풍부 프라이머(80μm) + 에폭시 운모 산화철 중간 도료(100μm) + 폴리우레탄 상도(60μm)" 공정을 채택하고, 주요 부품을 용융 아연 도금 처리하여 고염분무 환경에서 내식성을 강화했습니다.
2. 건설용 임시 강철 가대교: 이 가대교는 길이 420m, 구간당 경간 20m, 바닥 폭 8m로 주로 건축 자재(강철, 시멘트, 장비 등)의 운송과 건설 인력의 통행에 사용됩니다. 주 대들보는 조립식 강철 상자 대들보를 채택하여 가볍고 조립이 쉽습니다. 지지대는 ø600mm 강관 파일을 채택하며, 본 프로젝트 완료 후 분해 및 재사용이 가능합니다. 부식 방지 처리는 비용과 내구성의 균형을 맞추기 위해 단순화된 공정(샌드블라스팅 녹 제거 + 에폭시 아연 함유 프라이머 + 폴리우레탄 탑코트)을 채택합니다.
또한 강철 가대교의 설계에는 지역 기후 조건을 충분히 고려했습니다. 풍하중은 최대 풍속 50m/s(하르마탄풍)에 따라 계산되며 데크에는 모래와 먼지가 차량 및 장비 작동에 미치는 영향을 줄이기 위해 모래 방지 난간을 설치합니다. 교량 데크에는 빗물 축적(드물지만)과 바닷물 튀김을 방지하기 위해 배수 경사면이 설계되어 데크 구조를 보호합니다.
Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트의 강철 가대교 건설은 부품 사전 제작, 부품 운송, 현장 설치 및 품질 검사의 4단계로 구분되는 모듈식 조립 방식을 채택합니다. 전체 건설 과정은 강철 트레슬 교량의 신속한 건설의 장점을 완벽하게 구현합니다.
1. 부품 조립식: 가대교의 모든 철골 부품(주 대들보, 지지대, 데크 플레이트 등)은 모듈형 강교 전문 제조업체인 Evercross Bridge Technology (Shanghai) Co., Ltd.의 공장에서 조립식으로 제작되었습니다. 사전 제작 과정에서는 원자재 검사(강철의 화학적 조성 및 기계적 성질), 용접 품질(UT, MT 등 비파괴 검사), 부식 방지 처리(코팅 두께 및 접착성 검사) 등 엄격한 품질 관리가 이루어졌습니다. 납품 전, 권위 있는 제3자 검사 기관인 SGS는 부품에 대한 포괄적인 검사를 실시하고 검사 보고서를 발행하여 부품의 품질이 BS5400 교량 설계 표준 및 프로젝트 요구 사항을 충족하는지 확인했습니다.
2. 부품 운송: 조립식 부품은 상하이 항구에서 누아디부 항구까지 해상으로 운송되었습니다. 누아디부항의 제한된 운송 능력과 복잡한 해안 도로 여건을 고려하여 부품은 모듈식으로 포장되었으며, 각 패키지 중량은 20톤 이내로 제어되어 현장 하역 및 운송이 용이했습니다. 운송 과정은 전문 물류팀이 감독하여 부품이 건설 현장에 손상되지 않고 제 시간에 도착할 수 있도록 보장했습니다.
3. 현장 설치: 현장 설치는 해안 가대 교량 건설 경험이 풍부한 전문 건설 팀에 의해 수행되었습니다. 먼저, 파일드라이버를 이용하여 강관 파일 지지대를 기초에 박아넣었습니다. 지지대의 안정성을 보장하기 위해 주행 깊이와 수직도를 실시간으로 모니터링했습니다. 그런 다음 조립식 주 대들보를 크레인으로 지지대에 올려 볼트로 고정했습니다. 마지막으로 데크플레이트, 난간, 미끄럼방지층을 설치하였습니다. 영구 철교(850m) 설치는 22일 만에 완료됐고, 임시 철교(420m)는 10일 만에 완공돼 당초 건설계획보다 40%나 단축됐다.
4. 품질 검사 및 승인: 설치가 완료된 후 프로젝트 팀과 SGS 검사관은 하중 지지 성능 테스트(80톤 덤프 트럭 통과 시뮬레이션), 구조 안정성 테스트 및 부식 방지 성능 테스트를 포함하여 강철 가대 교량에 대한 포괄적인 품질 검사를 수행했습니다. 테스트 결과 모든 지표가 설계 요구 사항과 국제 표준을 충족하는 것으로 나타났습니다. 가대교는 승인을 통과한 후 공식적으로 사용되었습니다.
Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트의 강철 트레슬 교량은 시운전 이후 다음과 같은 구체적인 적용 시나리오와 뛰어난 운영 효과를 통해 건설 및 운영 단계에서 중요한 역할을 해왔습니다.
1. 부두와 저장장 사이의 연결: 영구 강철 가대교는 새로운 부두와 해안 광석 저장장을 연결하여 지속적인 운송 채널을 형성합니다. 80톤 광석 덤프트럭은 철광석을 저장장에서 가대교를 통해 부두 선착장까지 직접 운반할 수 있으며, 일일 수송 능력은 8,000톤에 달합니다. 가대 교량의 원활한 작동은 광석 선적 및 선적의 효율성을 보장하여 새 터미널이 설계된 연간 용량을 달성할 수 있는 기반을 마련합니다.
2. 장비 적재 작업 플랫폼: 영구 강철 트레슬 교량의 데크에는 갠트리 크레인용 난간 및 고정 장치가 장착되어 있습니다. 갠트리 크레인은 가대교를 따라 이동하여 철광석을 선박에 싣는 작업을 완료할 수 있습니다. 트레슬 브리지의 높은 내하력은 갠트리 크레인(중량 150톤)의 안정적인 작동을 보장하여 구조적 불안정으로 인한 장비 고장을 방지합니다.
3. 건자재 운송 : 건설단계에서는 임시 철제 가대교가 철강, 시멘트, 기계장비 등 건자재 운송을 담당했다. 해안 떼의 어려운 운송 문제를 해결하여 주요 프로젝트가 일정대로 완료되도록 보장했습니다. 본 사업 완료 후 임시 가대교를 해체하여 기존 터미널 확장사업에 재사용함으로써 자원 재활용을 실현하였습니다.
4. 가혹한 해안 환경에 대한 적응: 18개월의 작동 후 강철 트레슬 교량은 뛰어난 내식성을 보여주었습니다. 부품 표면의 부식 방지 코팅은 눈에 띄는 녹이나 벗겨짐 없이 손상되지 않았습니다. 강관말뚝 지지대는 강한 조류와 모래폭풍의 영향에도 침하나 변형의 흔적이 없습니다. 일일 유지관리 작업은 간단하여 정기적으로 데크의 모래와 먼지를 청소하고 볼트 연결부만 점검하면 되며, 월 유지관리 비용은 $2,000에 불과해 동일한 환경의 콘크리트 구조물 유지관리 비용보다 훨씬 저렴합니다.
Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트에서 강철 가대 교량을 성공적으로 적용한 것은 다음과 같은 핵심 요소에 기인합니다.
1. 지역 조건에 맞는 과학적 설계: 강철 가대 교량의 설계는 모리타니아의 가혹한 기후 조건(높은 염수 분무, 강풍 및 모래 폭풍)과 복잡한 지형(연약한 해안 기초)을 완전히 고려하고 목표한 구조 형태와 부식 방지 조치를 채택하여 교량의 적응성과 내구성을 보장합니다.
2. 부품의 엄격한 품질 관리 : 철강 부품의 사전 제작은 전문 공장에서 완료되었으며 원자재부터 완제품까지 엄격한 품질 관리가 이루어졌습니다. SGS의 제3자 검사를 통해 부품의 품질이 국제 표준을 충족함을 보장하여 트레슬 교량의 안정적인 운영을 위한 견고한 기반을 마련했습니다.
3. 효율적인 모듈식 건설: 모듈식 조립 방식은 현장 건설 주기를 크게 단축하여 가대교를 적시에 사용할 수 있도록 보장합니다. 이는 프로젝트 일정 요구 사항을 충족했을 뿐만 아니라 건설이 지역 환경 및 어업 활동에 미치는 영향을 줄였습니다.
4. 전문 건설 및 유지관리 팀: 건설팀은 해안 가대 교량 건설에 대한 풍부한 경험을 보유하고 있으며, 유지 관리 팀은 철 구조물의 특성과 지역 환경을 잘 알고 있어 건설의 원활한 진행과 가대 교량의 장기적 안정적인 운영을 보장합니다.
Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트의 강철 가대 교량 적용 경험은 열악한 환경(사막, 해안 지역 등)에서 유사한 광석 터미널 프로젝트에 대한 중요한 깨달음을 제공합니다.
1. 모듈식 강철 트레슬 교량 선택의 우선순위 지정: 일정이 빡빡하고 지형이 복잡하며 하중 지지 요구 사항이 높은 프로젝트의 경우 모듈식 강철 가대 교량을 우선시해야 합니다. 모듈식 강철 가대 교량은 기존 콘크리트 교량에 비해 건설 속도, 적응성 및 하중 지지 능력 면에서 확실한 이점을 갖고 있기 때문입니다.
2. 부식 방지 설계 및 품질 관리 강화: 해안 또는 고염분무 환경에서는 강철 가대 교량의 부식 방지 설계를 강화하고 전문적인 부식 방지 공정과 고품질 코팅을 채택해야 합니다. 동시에, 교량의 내구성을 보장하기 위해 부식 방지 처리 과정에서 엄격한 품질 관리가 구현되어야 합니다.
3. 심층 현장 조사 수행: 가대교를 설계 및 건설하기 전에 심층 현장 조사를 수행하여 현지 지리, 기후 및 지질 조건을 파악하여 과학적이고 합리적인 설계 계획 및 건설 계획을 수립해야 합니다.
4. 전문 제조업체 및 검사 기관과 협력: 전문 모듈형 강철 교량 제조업체를 선택하면 구성 요소의 품질과 설계의 합리성이 보장됩니다. 권위 있는 제3자 검사 기관(예: SGS)과 협력하여 품질 검사의 객관성과 권위를 보장하고 품질 위험을 방지합니다.
뛰어난 내하력, 빠른 건설 속도, 강력한 적응성 및 우수한 내구성을 갖춘 강철 트레슬 교량은 열악한 환경에서 광석 터미널 엔지니어링을 위한 이상적인 선택이 되었습니다. 모리타니의 Nouadhibou New Ore Terminal 프로젝트에 강철 트레슬 교량을 적용한 것은 운송 채널을 연결하고 건설 진행을 보장하며 가혹한 해안 환경에 적응하는 데 있어 강철 트레슬 교량의 중요한 가치를 충분히 입증했습니다. 글로벌 광물자원 무역의 지속적인 발전을 배경으로 열악한 환경에서의 광석 터미널 건설에 대한 수요는 계속해서 증가할 것입니다. 강철 트레슬 교량은 지속적인 기술 혁신과 설계 및 건설 계획의 최적화를 통해 미래 광석 터미널 엔지니어링에서 더욱 중요한 역할을 할 것입니다.
모리타니아와 같이 풍부한 광물 자원과 척박한 자연 환경을 지닌 국가의 경우 강철 가대 교량의 장려 및 적용은 광물 자원 운송의 효율성을 향상시키고 국가 경제 발전을 촉진하며 인프라 건설 과정을 가속화하는 데 도움이 될 것입니다. 동시에 이 프로젝트의 성공적인 경험은 유사한 엔지니어링 프로젝트에서 강철 가대 교량을 전 세계적으로 적용하는 데 유용한 참고 자료를 제공하여 글로벌 인프라 건설 산업의 지속 가능한 발전에 기여합니다.
