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 대형크레인을이용한 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 구조성능실험 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 피해발생 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.
