교량 성능평가, 차량재하 없이 가능
교량 성능평가, 차량재하 없이 가능
  • 전찬민 기자
  • 승인 2020.07.24 10:14
  • 댓글 0
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[공학저널 전찬민 기자] 1, 2종 이외의 노후화된 3종 교량에 대한 관리 필요성이 대두되고 있다. 특히 ‘시설물 안전 및 유지관리에 관한 특별법’에 3종 시설물 평가항목이 편입되면서 성능평가 기술 개발에 대한 관심이 높아지고 있지만 현행 재하시험 방법을 3종 교량에 적용하기에는 경제적인 문제점이 있다.

현재 교량의 성능평가 기술은 가속도센서, 변형률센서와 변위센서를 기본적으로 설치해 덤프트럭을 재하시험을 통해 내하력을 산정하는 방법으로 진행되고 있다. 하지만 현행의 방법상에는 차량통행 제한, 유선센서 설치와 해체, 야간 재하시험에 따른 안전사고 위험 등 비용증가, 현장 시험시간 증가 등의 단점이 있다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해 무선 센서를 이용해 교량의 기본 안전성 검토가 가능한 기술이 개발돼 주목을 받고 있다.

이 기술은 교량 차단과 덤프트럭을 재하할 필요 없이 무선 가속도 센서만을 간단하게 설치해 데이터를 추출한다. 데이터 측정부터 결과 분석까지 3~4시간 정도 소요돼 현장에서 바로 도출이 가능하다는 것이 특징이다.

이 기술은 다양한 측면에서 기존기술과의 차별성을 가지고 있다.

기존 기술은 유선 가속도 센서, 변형률 센서와 변위센서를 설치해 데이터를 수집하고 사무실에서 데이터를 단위별로 분석하는 시스템인 반면에 무선 가속도 센서를 설치하고 상시진동을 측정해 동특성을 추출하고 단위하중 처짐을 추출, 교량의 성능평가를 분석할 수 있는 자동화 시스템이다.

또한 기존기술은 덤프트럭을 재하해 데이터를 측정함으로 교통통제가 불가피하다. 야간에 작업을 수행으로 작업자의 피로도가 높아지고 안전성도 떨어진다. 유선 센서의 설치와 해체에 많은 시간이 소요되는 등 단점도 있다.

하지만 이 기술은 상시진동을 이용하는 성능평가를 실시해 차량재하가 필요 없고 교통통제도 필요없다. 이에 따라 작업자의 작업환경을 개선하는 등의 유지관리 편리성이 우수한 장점이 있다.

이 뿐만 아니다. 센서 설치, 해체에 필요한 인원과 시간을 줄일 수 있으며, 자동화 분석 시스템으로 성능평가 분석 시간을 줄일 수 있다. 또한 차량 재하시험과 교통통제에 소요되는 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.

Doctor of Things, 인간의 건강관리를 위해 의사가 필요한 것처럼 시설물의 기능유지를 위한 의사가 되고자 하는 ㈜디오티(DOT)는 상시진동을 이용한 무선통신기반 교량의 동특성 분석 시스템과 안전성 평가 시스템을 개발했다.

이 기술은 교량뿐만 아니라 건축물 등과 같은 다른 시설물의 성능평가에도 활용될 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

디오티는 지난 2017년 설립 이후 건설분야 전반에 걸쳐 노후화된 구조물의 점검을 통해 최소비용으로 생애주기를 극대화할 수 있는 유지관리방안의 제시와 보수·보강 공사를 수행하기 위해 시설물유지관리업을 등록했다. 또한 면허 취득 전 구조물의 계측·점검과 분석을 수행해온 해당 분야 전 공종에 걸쳐 시공이 가능한 기업이다.

디오티 문대중 대표이사(사진)은 “올해 장기적인 연구과제로 스마트 건설기술 사업과 자기치유형 기술개발 사업화 연구과제에 참여해 기술개발에 참여하고 있다”며 “가속도와 변형률 무선복합센서를 이용한 실시간 처짐 변위 측정 시스템이 적용된 교량 재하시험 기술 개발에 대한 연구과제를 수행하고 있다”고 전했다.

한편, 디오티는 가속도센서와 변형률센서를 이용한 실시간 변위 추출 자동화 기술, 자기치유콘크리트의 균열 자동화 모니터링 시스템, 교량의 프리팹 콘크리트 블록을 안전하게 시공하게 위한 안전 모니터링 기술 등 시설물의 효율적인 유지관리를 위한 스마트 건설 기술을 개발에 구슬땀을 흘리고 있다.

문 대표는 “현재 시설물유지관리업 등록을 통해 각종 시설물의 점검과 보수·보강을 시행 중에 있으며, 올해 안전진단전문기관 등록과 신기술 1건 등록을 목표로 업무 추진 중에 있다”며 “이후 개발된 신기술과 특허 출원 진행예정인 보수·보강 재료 등을 활용해 저비용 고품질의 시설물 유지관리를 통한 업계 상위권 진출을 목표로 하고 있다”고 밝혔다.

그는 이어 “입찰부문에서 신생업체들이 참여할 수 있는 기회가 매우 제한적인데, 이는 아마도 기존의 업체들의 기득권유지 차원에서 각종 법과 제도들이 만들어져 있기 때문이라 생각한다”며 “이러한 법과 제도들이 장기적으로는 시설물유지관리업의 발전을 저해하는 요인으로 작용할 것으로 예상돼 신규업체 투입을 통한 경쟁력 강화차원에서 신생업체들의 입찰참여 기회를 확대할 수 있는 제도적 보완이 필요하다”고 덧붙였다.


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