[공학저널 전찬민 기자] 지진 발생 시 교량의 피해를 최소화하기 위한 대안으로 면진받침이 손꼽히고 있다.
교량받침은 교량의 상부구조와 하부구조를 연결하는 주요 자재다. 상시에는 상부에서 작용하는 수직방향의 교통하중과 온도 또는 바람에 의한 수평방향 하중을 안전하게 하부구조에 전달하는 역할을 한다. 또한 지진 시에는 상당한 중량구조물인 상부구조가 지진 가속도에 의한 관성력이 작용해 엄청난 규모의 수평하중으로 작용하게 된다.
내진받침을 적용한 경우, 특정 받침에서는 신축장치로 구분되는 상부구조계 지진관성력 전체를 그대로 견뎌 해당 하부구조로 안전하게 전달할 수 있어야 하며, 하부구조 주요 부재와 기초에서도 이를 견딜 수 있도록 그 규모가 커질 수밖에 없다.
하지만 면진기능의 받침 적용 시 장치의 강성설계를 통해 교량구조 진동특성을 변화하고 감쇠성능을 더해 지진관성력을 줄여준다. 뿐만 아니라 특정 개소에 집중되지 않고 전체 하부구조로 안전하게 분산해줌으로써 지진으로부터의 피해를 줄여주는 역할을 한다.
이에 면진받침을 통한 교량의 지진 방재 방법이 가장 손쉽고 효과도 우수하며, 경제성 또한 우수해 이에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다.
대표적인 면진받침이 바로 ‘EQS 면진받침’이다. EQS 면진받침은 지진 시 수평력이 어느 방향으로 작용되더라도 교량 상부와 하부구조물 사이에서 상호 기초 분리가 원활히 이뤄지도록 특수 설계된 면진장치이다.
특히 지진 시에 교량 특성에 맞도록 매스 에너지 조절장치(MER)의 적정 압축계수를 적용해 지진관성력과 변위를 조절하고, 장치의 Sliding에 의한 마찰저항 감쇠를 통해 지진하중을 흡수·소산한다. MER의 압축강성에 의한 변위저항으로 지진 이후 상부구조물의 원위치복원이 이뤄진다. 상부 수직하중 대비 약 10%정도의 지진수평하중만을 하부구조에 전달하도록 설계해 상시설계로도 지진에 대한 안정성을 확보할 수 있는 것이 특징이다.
또한 상부 구조물의 형태에 관계없이 소·중·장 지간의 교량에 모두 적용이 가능하다. 소·중 지간의 교량에 적용성이 좋으며, 형태와 구조가 간단해 비교적 제품의 높이가 낮아 기존교량의 유지보수 적용성도 매우 뛰어나다.
이러한 면진받침 기술을 보유한 ㈜에스코알티에스는 1990년 설립이후 국가 기간산업인 도로, 교량건설 분야의 내·면진 기능을 갖는 교량받침과 신축이음장치 등 개발, 생산, 시공하는 전문기업이다.
특히 교량받침에 대한 국내 최고 기술력을 보유하고 있으며, 1995년 국내 최초로 경부고속철도에 교량용 교좌받침를 공급한 이후, 지금까지 국내·외 많은 교량현장에 교량용품을 공급해 왔다.
에스코알티에스는 EQS 면진받침 외에도 교량 상부구조를 지지하는 교량받침인 ‘EPI 면진받침’ 기술도 보유하고 있다. EP계열인 고강도 특수 플라스틱을 베어링블록과 마찰판을 사용해 상부 구조물로부터 전달되는 연직력을 지지하고 지진 시 마찰과 진자운동으로 구조물의 고유주기를 장주기화해 지진 에너지를 소산함으로서 지진응답을 감소시키는 마찰 진자형 지진격리받침이다.
특히 지진에너지 소산을 담당하는 미끄럼 마찰부재를 내마모성이 우수한 PAI 재질의 ‘엔지니어링 플라스틱’을 사용해 받침 크기를 최소화했다. 또한 중량을 경량화해 교량받침의 운반, 설치와 유지보수가 용이한 장점을 가지고 있다.
또한 상시·지진시 대변위 수용이 필요한 장지간의 교량에 적용성이 매우 우수해 궤도의 변위기준이 엄격한 철도교량에 활용되고 있다.
에스코알티에스 방인석 본부장(사진)은 “최근 지진의 발생 빈도가 증가함에 따라 국내 교량 내진 개념이 도입된 이래 내진성능 기준이 점차 강화돼 교량설계와 시공에 반영되고 있다”며 “지진으로부터 교량의 피해를 최소화하기 위한 가장 효율적인 방재기술을 제공하는 것을 목표로, 국산화 기술의 축적과 성장을 통해 국가 기술경쟁력 향상을 기대하고 있다”고 말했다.
그는 이어 “앞으로는 새로운 소재의 발굴과 토목분야의 응용을 통한 보다 효과적이며, 효율적인 기술로 정립하고, 새로운 기술의 개발을 이어 갈 것”이라며, “적용분야와 범위를 확대해 교량분야 외에도 건축, 플랜트, 설비 등의 다양한 분야에서 지진과 유해 진동으로부터 중요 시설을 보호하는데 필요한 기술을 개발하고 이를 보급하는 것이 목표”라고 말했다.
에스코알티에스 사훈은 ‘더 나은 미래를 위한 끊임없는 도전’이다. 이러한 기업이념을 바탕으로 국내 우위기업에 안주하지 않고 세계 일류 기업으로 발돋움하기 위해 그 도전을 계속 이어나갈 것으로 기대를 모으고 있다.
