재난‧재해나 노후 철도교 개량 시 열차 통제시간을 최소화시켜 국가와 국민의 사회적·경제적 피해를 최소화할 수 있는 급속가설용 임시거더 기술이 세계 최초로 선보여 화제다.
이 기술은 철도교량의 급속 복구가 가능한 25m 이상의 U-타입 장경간 급속가설용 임시거더로, 굴절형으로 철도건축한계에 최적화돼 협소공간에서 효율적인 시공과 복선 철도교 개량 시 동시 복선운행의 불가피하게 제한되는 문제를 해결할 수 있다.
‘분절형’ 경간장 조절 등 다양한 길이 능동적 대응 가능
재난‧재해 노후 철도교 개량 시 열차 통제시간 ‘최소화’
자중 가벼운 세그멘트로 구성 ··· 조립 해체 이동 ‘편리’
‘임시거더’는 분절형으로 경간장 조절이 가능해 다양한 길이의 가교 제작에 능동적으로 대응할 수 있고, 자중이 가벼운 세그멘트로 구성돼 조립은 물론 해체, 이동이 편리하고, 가로보 길이 확장도 가능해 곡선교에도 적용할 수 있는 장점을 갖고 있다.
이 기술은 국내를 대표하는 건설전문 연구원인 한국건설기술연구원의 기술력에 국내 최고의 교량개량전문기업인 코벡(주)의 기술력까지 더해져 완벽한 모습을 자랑한다.
연구내용
이 연구는 철도교량의 노후화 또는 재난·재해 상황 발생 시 최단 시간 내에 철도교량을 교체할 수 있는 25m 이상의 U-type 장경간 임시가교 개발과 구조성능 검증을 통한 현장 적용성 확보를 목표로 진행됐다.
최근 급격한 기후변화로 인한 재난‧재해와 노후 철도교 비중 증가, 개량사업 지속 등으로 인해 임시거더의 필요성이 꾸준히 제기되고 있다.
특히, 재난‧재해발생 시 철도교량 특성상 단시간 내에 우회로 확보가 불가능해 장기간 열차 운행이 불가피하게 중단되는 문제가 발생, 최적화된 급속가설용 임시거더의 필요성이 증대되고 있다.
또한, 현재 국내 노후 철도교의 비중 증가와 개량사업 지속에 따른 장경간 임시거더 수요도 늘어날 것으로 예상된다.
대표적인 노후 철도교 구조형식인 판형거더의 경우 과다한 소음과 진동은 물론 속도 향상과 내진성능 확보에 어려움이 있어 지속적인 개량‧교체사업이 진행되고 있다.
하지만, 현재 노후 철도교 개량과 재난복구용 철도 임시거더는 약 20m 규모의 하로 판형거더로, 경간장이 짧아 개량·복구용으로는 효율성이 떨어진다는 지적이다.
그리고 규모(폭)와 중량이 비효율적으로 과다해 일괄운송이 불가능하고, 여러 시공단계와 대형크레인을 이용한 가설도 필요한 단점이 있다.
특히, 전차선 간섭과 인접선로 건축한계 충돌 등으로 인해 초고압 전차선과 선로가 밀착돼 부설된 복선구간에서의 시공에는 많은 제약이 따르고 있는 실정이다.
이에 이 연구에서는 수송과 현장설치가 용이한 모듈러화된 25m 이상의 장경간 철도교 임시거더를 개발하고, 실대형 실험을 통한 구조실험과 분석연구가 이뤄졌다.
세부적으로는 구조 검토와 상세 설계, 모듈러화와 조인트 부분에 대한 성능 검증 연구와 실험체의 구조 성능실험 전 하중재하 시나리오 도출을 위한 구조 검토를 진행했다.
이후 성능 검증을 위해 실대형 실험체를 제작하고, 건설연 구조실험동에서 성능 검증을 위한 구조 실험과 분석 연구를 진행하고, 설치·해체를 위한 매뉴얼도 마련했다. 현재 코벡에서는 이 같은 실험, 성능검증 결과를 기반으로 사업화를 위해 박차를 가하고 있다.
한편, 이 기술은 복선 철도교의 개량‧복구공사 시 불필요한 복선 동시 차단 해소는 물론 재난‧재해 피해 발생 시 신속한 복구가 가능해 직접공사비와 사회적 교통단절비용 감소에 크게 기여할 것으로 기대를 모으고 있다.
특히, 노후 판형거더와 T-빔의 철도교 개량과 재해예방(복구)사업은 열차 운행 중 실시되는 사업인 만큼 기존 교각과의 간섭을 극복, 향후 활발한 적용이 예상된다.
또한, 복선으로 운행되는 선로구간에서 열차 건축한계 간섭극복은 원활한 열차운행의 절대적인 요소인 만큼 현재 복선 동시 차단으로 인한 손실을 방지할 수 있을 것으로 예상된다.
이 같은 장점은 경부선, 호남선, 충북선, 중앙선 등 주요선로에서 전차선 조정과 열차차단 방지가 가능해 운행 통제 최소화도 가능하다.
이 기술은 국내 철도교 재난복구‧개량공사가 필요한 4개소 기준, 10년간 약 726억 원의 비용절감 효과를 거둘 수 있으며, 무형의 국민편익지수까지 고려하면 상당한 효과를 거둘 것으로 전망된다.
코벡(주)는 ···
지난 1976년 첫 발을 내딛은 코벡(주)는 약 500여개 이상의 프로젝트를 수행한 교량 개량 전문기업으로, 차별화된 기술력과 풍부한 노하우로 국민의 안전과 쾌적한 생활환경을 위해 보다 안전하고 튼튼한 교량 제공을 위해 구슬땀을 흘리고 있다.
특히, 꾸준한 연구개발을 통한 새로운 기술을 선보이는 한편, 탁월한 기술력이 녹아 있는 우수한 현장시공능력을 자랑하는 코벡에는 ‘최초’라는 수식어가 늘 붙는다.
실제로 국내 최초로 ‘컴퓨터 교량인상시스템’을 자체 개발에 성공, 눈길을 끌었다.
또한, ‘열차 운행 중 트러스교 교량인상’(한강철교) 기술을 선보이는 한편, 세계 최초로 ‘곡선교 Inside-out pushing’ 기술과 ‘복복선 철도교 동시교체’, ‘철도교 선로운송 및 초정밀 승하강 급속교체’ 기술 등을 성공적으로 적용하며, 국내를 대표하는 교량개량기업으로 자리매김하고 있다.
이 같은 기술력을 기반으로 현재 코벡에서는 철도교 급속교체, 경사형 SRC 하로교, 교량확대(경간장 확대), 교량 확장, 교량 인상‧승상, 교량 하부 보수‧보강 분야에서 특화된 기술력을 선보이고 있다.
철도교 급속교체 분야에서는 ‘선로운송교체’기술을 제공하고 있다. 이 기술은 신규 철도교(상부)를 선로 운송해 기존 노후철도교를 급속 교체하는 방법이다.
‘스마트-트랜스포터(Smart-Transporter)’ 기술은 협소한 공간 등에서 과중한 구조물을 Smart-Transporter로 컴퓨터 제어하면서 가설‧교체하는 특화된 공법으로, 철도 전차선하부를 비롯해 고가도로하부, 구조물 사이 등 협소공간에서 가설‧철거가 가능하다.
특히, 상‧하 분리도 가능해 조립, 철거, 해체가 용이하고, 시스템 운송이 간단하다.
‘T.T.S.거더’는 열차운행 중 노후 무도상 철도교를 신규 유도상 구조물로 교체할 경우 적용되는 기술로, 소음 해소와 열차속도향상, 선로관리비 절감 등의 효과를 거둘 수 있다.
교량 인상·승상 분야에서는 교량 인상‧정위치시스템인 ‘Smart Trans-Jacking system’을 선보이고 있다.
이 기술은 교좌장치 설치 전, 교량 정위치 확인 후 필요 시 별도 추가 장치 없이 자체적으로 컴퓨터 교량인상, 교량 정위치 이동을 통해 설계 신축과 정밀시공 가능한 공법이다.
컴퓨터 교량인상시스템은 교량의 인상 높이와 속도 등을 컴퓨터 제어장치에 입력 후 유압잭의 인상상태를 실시간 자동계측하고, 분산제어를 통해 1mm 이하의 고정밀 오차 내에서 교량상부를 안전하고 정밀하게 인상하는 시스템이다.
조립식 브라켓은 ‘ㄱ자’형의 조립식 브라켓을 제작, 교대와 교각 상단부에 설치하고, 유압잭을 조립식 브라켓에 거치한 후 노후 교량을 안전하게 인상한 후 보수‧보강하는 공법이다.
인 / 터 / 뷰
새 컨셉 구조물 설계 ‘큰 보람’
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| 신재우 이사 |
코벡(주) 신재우 이사는 “이번에 선보인 기술은 기존 임시가교의 현장 적용 효율성을 극대화시킨 최고의 기술”이라며, “코벡에서는 임시가교를 포함한 상부구조 특히, 하로교 중심의 구조와 성능개발 부문을 맡아 기술의 완성도를 높였다”고 밝혔다.
실제로 철도교 교체시공에 필요한 상부구조와 임시가교, 교체공법 등은 매우 높은 기술 수준을 요구하는 만큼 코벡에서는 그동안 축적한 기술력과 노하우를 담아 기술개발에 나섰다.
신 이사는 “새로운 컨셉의 구조물을 설계하고, 구조해석과 실험을 통해 성능을 검증한 결과, 기존보다 진일보한 형태의 구조물을 선보일 수 있어 큰 보람을 느낀다”며, “하지만, 시방서와 표준설계 제한으로 인해 보다 효율적인 구조나 공법 등의 현장 적용이 제약받는 점은 아쉬움으로 남는다”고 말했다.
이번 기술을 디딤돌 삼아 코벡은 철도교 상부구조에 대한 심도 깊은 연구를 이어나갈 예정이다.
하로교 중심 구조 성능기술 완성도 높여
‘철도교 상부구조’ 심층 연구 계속 할 터
신 이사는 “구조적 측면에서는 프리스트레싱을 이용한 강합성 저중량‧장경간 철도하로교 연구를, 시공적 측면에서는 프리캐스트 콘크리트를 이용한 모듈러 급속시공 공법 개발에 나설 계획”이라고 소개했다.
이 같은 연구는 설립 이래 도로교와 철도교 개량사업을 꾸준히 이어온 회사만의 기술력과 노하우가 있기에 가능하다.
실제로 코벡은 지난 1976년 설립 이후 도로교 개량사업에 매진해왔다. 이후 1999년 제2창업을 통해 철도교 개량사업까지 사업영역을 넓히며, 국내를 대표하는 ‘교량개량 전문기업’으로 이름을 알리고 있다.
신 이사는 “현재 세계 최초로 기록된 시공실적만 4건에 달하며, 국토교통부 신기술은 물론 다수의 특허를 보유하고 있다”며, “이를 기반으로 수많은 국내 최초의 시공실적도 보유하고 있다”고 말했다.
이어 “특히, 철도교 급속교체와 국내 최초로 개발한 컴퓨터 교량인상공법, 열차 운행 중 짧은 시간 내에 철도교량의 구조적 특수가설과 개량기술 등은 회사를 대표하는 기술들이며, 최근 선로운송 특수가설공법 개발에도 성공했다”고 강조했다.
이처럼 코벡은 설계부터 시공까지 일괄적으로 추진할 수 있는 사업 능력과 수십 년에 걸친 시공 노하우를 기반으로 기술개발부터 설계, 시공에 이르기까지 오차 없는 사업을 수행하며, 고객들로부터 호평을 받고 있는 것으로 알려지고 있다.
신 이사는 “코벡은 기술로 시작해서 기술로 마무리되는 회사로, 개발된 기술로 공사를 수주하고, 수주된 공사를 기술로 안전하게 마무리하는 경영시스템을 구축하고 있다”고 밝혔다.
이어 “올해 최초 설립 후 46년, 제2창업 후 23년이 되는 해로, 2년 뒤에는 설립 100년과 제2창업 50년이라는 비전 달성을 위해 한 걸음 더 성장하기 위해 기술 개발에 역량을 집중시켜 나가겠다”고 덧붙였다.
