[공학저널 송강식 기자] 최근 국내에서는 도로교량과 철도교량이 모두 장경간화되고 있는 추세다. 교량형식을 PSC I거더로 국한하면, 2000년대까지는 경간장 25m이하의 철도교량에만 주로 적용했지만, 현재는 PSC I형 거더교량이 경간장 40m까지 일반적으로 적용되고 있다.
교량이 장경간화가 되면 거더의 높이가 커지게 되며 거더의 높이가 시공자의 키보다도 높아지는 경우는 시공작업자를 위한 발판 등을 사용해야 하는데, 시공이 어려워져 콘크리트 거더의 품질관리가 쉽지 않다. 또한, 프리스트레스 도입단계에서 거더가 옆으로 휘는 횡만곡이 발생할 가능성이 커지게 된다.
삼현BnE(삼현비앤이)의 대표공법인 Precom거더는 거더의 높이가 낮으면서 장경간화가 가능한 공법이라는 점이 가장 큰 장점으로, 2007년 경간장 40m의 철도교에 처음으로 완공된 프리캐스트 거더형식이다. 특히, Precom거더교는 거더제작을 위한 대부분의 작업이 시공작업자의 가슴높이에서 이뤄지며, 장경간화가 돼도 강재거더의 높이는 커지지만, 시공작업자의 작업높이는 변화하지 않는다는 것이 특징이다.
또한, Precom거더의 프리스트레스를 도입하기 위한 강선의 배치가 완전히 대칭이기 때문에 횡만곡의 줄일 수 있어서 장경간화에 유리한 거더공법이라고 볼 수 있다. 현재는 50m까지 시공실적을 확보하고 있으며 철도교량 55m에 대한 실물실험을 완료한 상황이다.
삼현BnE 김충언 본부장(사진)은 “Precom 거더는 재난안전신기술 제 2020-03호로, 장경간화를 하면서도 거더의 높이가 낮기 때문에 교량의 형하공간 확보에 유리하기 때문에 형하공간의 제약이 있거나 개방감 확보가 필요한 현장 적용에 적합하다”며 “거더의 길이가 길어져도 시공성과 안전성을 확보할 수 있기 때문에 장경간화가 필요한 철도교량이 많이 활용되고 있으며, 발주처와 사용자가 기대하는 구조안전성과 개방감 확보가 가능한 거더공법”이라고 말했다.
한편, PSC I형거더는 단부에서는 프리스트레스를 위한 강선이 수직으로 1열로 배치되며, 거더 중앙부에서는 횡방향으로 1열로 배치됨에 따라 위에서 강선의 배치를 보면 완전히 대칭되는 형태가 아니다. 또한, 텐던배치 평면도를 살펴보면 알 수 있듯이 프리스트레스를 동시에 도입하는 것이 아니라 ①~⑤에 대해 순서를 정해서 순차적으로 도입하기 때문에 PSC I형 거더는 횡만곡이 발생할 수밖에 없다.
이러한 횡만곡은 짧은 경간에서는 크게 문제가 될 것이 없지만, 장경간화가 되면 거더의 가설이나 바닥판의 시공에 영향을 주는 경우도 발생하게 된다. 이에 따라 장경간화된 PSC거더에서 횡만곡 문제는 현장에서 매우 중요한 문제이며, 교량의 붕괴사고로 이어질 수도 있는 사안이다.
삼현BnE는 이러한 텐던배치의 문제를 해결하기 위해 텐던배치를 완전히 대칭으로 할 뿐만 아니라 프리스트레스의 도입도 대칭으로 되는 Aicon거더 개발에 성공하며 차별성을 이어나가고 있다.
Aicon거더에서는 한 개의 정착구에서 나온 덕트에 Y형 분배기구를 이용해 2개의 덕트로 분산하고, 반대편 정착구에서 다시 Y형 분배기구를 이용해 1개의 덕트로 합해 정착구에 연결하는 공법이다. 이 Aicon공법은 국토교통기술사업화 지원과제로 국가R&D과제로 개발됐으며, 장경간 PSC거더에서 문제가 되고 있는 프리스트레스 도입단계의 횡만곡을 획기적으로 줄일 수 있는 공법으로 널리 활용될 것으로 기대되고 있다.
김 본부장은 “삼현BnE가 명실상부한 거더업계의 선두주자로 자리매김할 수 있었던 것은 기술의 개발단계에서부터 설계기술자뿐만 아니라 현장작업자까지 참여해 기술의 완성도를 제고하기 때문이며, 이를 바탕으로 현장의 필요가 반영된 기술을 지속적으로 개발하고 있다”며 “또한 현장에서 적용하고 난 이후에는 주기적인 피드백을 통하여 필요한 개선사항을 반영해 기술의 완성도를 높여나가고 있다”고 말했다.
그는 이어 “특히, 지난 25년간 이러한 기술중심의 업무를 개발단계부터 시공단계까지 함께하고 있으며, 필요한 경우에는 유지관리와 관련한 기술도 수행하고 있다”며 “앞으로는 스마트 기술을 선제 접목하면서 유지관리와 관련한 업무를 확대해 신설교량뿐만 아니라 기존교량의 유지관리에서도 앞서나가는 것을 목표로 다양한 분야의 기술 축적에 정진할 계획”이라고 덧붙였다.
