▲ ㈜지승씨앤아이가 DOS 전단키를 활용해 시공한 교좌장치 모습(사진 = 지승씨앤아이)   © 매일건설신문

매일건설신문=홍제진 기자｜교량 건설 및 보수보강 전문기업 ㈜지승씨앤아이가 ‘통공앵커를 이용한 교량받침 교체 공법(EPF 교량받침 교체공법, 건설신기술 제986호)’에 이어 교량 내진보강을 위한 통합 내진장치인 감쇠기능 전도방지 전단키(DOS : Damper with Overturning prevention Shear Key)를 개발했다. 

‘DOS 전단키’는 교축방향으로는 댐퍼, 교축직각방향으로는 전단키 기능을 보유한 통합 내진 장치로 교량의 내진성능 향상에 크게 기여할 수 있는 기술이다. 

지승씨앤아이 홍원기 대표는 “지진에 대한 경각심이 높아지고 있는 국내 사회적 요구를 반영한 우수한 건설 기술이다”라고 말했다.

‘DOS 전단키’는 중소기업부의 중소기업 기술개발 지원사업에 의거 한국도로공사의 구매조건부 기술개발과제로 2023년부터 2025년까지 2년에 걸쳐 개발됐다. 

‘DOS 전단키’는 교축방향으로는 가압볼트를 이용해 가이드판 양면의 마찰면에 압력으로 도입하는 마찰댐퍼 기능을 수행하고, 동시에 교축직각방향으로 기존 전단키의 수평하중에 의한 앵커부 탈락 및 전도 현상의 방지 기능을 보유한 전도방지장치가 구성되어 있는 통합 내진장치이다.

국내 최대 규모 지진은 2016년 경주지진으로 진도규모 5.8을 기록하였으며, 국내 지진규모 순위 10건 중 2000년 이후에 발생한 지진은 7건에 해당하는 수준으로 대형지진의 발생이 증가하고 있는 추세이다. 

또한 국립재난안전연구원은 ‘한반도 단층구조선의 조사 및 평가기술 개발’ 1단계 조사보고서에서 한반도 동남부(영남권)에서는 최소 14개의 활성단층(제4기 단층)이 존재하고, 단층의 변형을 고려하여 규모 6.5에서 7.0에 달하는 지진이 발생할 가능성이 있다고 보고했다. 

홍원기 대표는 “지진대책법 및 내진기준이 강화됨에 따라 내진성능이 부족한 교량에 대해서도 추가적인 내진보강이 있을 것”이라면서 “한국도로공사를 시작으로 다양한 발주처에 수요가 있을 것”이라고 설명했다. 

홍원기 대표의 설명대로 국내 내진보강 예산은 2011년에 1,585억원을 시작으로 2016년까지 약 2,000억원대를 유지하였으며, 2017년 경주·포항 지진을 계기로 5,826억원으로 약 2.6배 증가하였고, 2019년 8,722억원까지 확대되었다. 이후 2022년에는 6,515억원으로 다소 감소하였으나, 2023년에는 역대 최대 규모인 8,923억 원(공공시설물 내진율 78.1%)이 집행됐다. 

또한 행정안전부에서는 기존 공공시설물 내진보강사업을 통해 2035년까지 33종 20만여개의 공공시설물의 내진율 100%를 목표로 하고 있다.

기존 내진보강에 사용되는 점성유압댐퍼와 강재 전단키는 각각 독립적인 내진장치인 반면, ‘DOS 전단키’는 하나의 내진장치에 댐퍼 기능과 전단키 기능을 동시에 수행하는 통합 내진장치이기 때문에 설치수량을 합리적으로 감소시킬 수 있다. 

또한 ‘DOS 전단키’는 전도에 의한 파손을 억제할 수 있으며, 전단키 본체의 휨모멘트 및 연결부(앵커볼트)에 추가적인 인발력이 발생하지 않기 때문에 안정적으로 내진 시스템을 운용할 수 있고, 상판에 탄성스프링을 설치하여 차량통행에 의해 발생하는 상시진동을 수용하도록 구성되어 있기 때문에, 기존 점성댐퍼에서 발생하는 상시진동에 의한 누유 손상을 배제하여 댐퍼의 내구수명이 향상되도록 개발됐다. 

이 외에도 ‘DOS 전단키’는 가압볼트의 토크 조절을 통해 현장에서 감쇠력을 자유롭게 조정할 수 있는 특징을 가지고 있다. 또한 가이드판 간의 마찰을 통해 감쇠력을 확보하도록 구성되어 있기 때문에, 가이드 판의 면적 또는 설치 개수로 감쇠력을 설계할 수 있고, 마찰재의 손상시 가압볼트 해체를 통해 가이드 판을 손쉽게 교체할 수 있으므로 유지관리성이 우수하다.

특히 ‘DOS 전단키’는 100% 수입에 의존하던 기존 점성댐퍼를 대체할 수 있는 순수 국내기술이라는 점에서 기술적 의미가 있다. 기존 점성댐퍼는 상시 진동에 의한 누유 파손이 발생하고, 국내 기술로는 보수가 어렵기 때문에 해외 기술에 의존해야하는 문제점이 있었다. 

홍원기 대표는 “DOS 전단키는 내구성이 우수하고, 유지관리가 필요할 경우 대부분 간단한 현장작업으로 보수가 가능하기 때문에, 해체로 인한 내진성능 상실 없이 상시 내진성능 확보가 가능하다”고 강조했다. 

‘DOS 전단키’는 기술적 성과 이외에도 경제적 효과도 높였다는 평가를 받았다. 특정 교량을 대상으로 내진성능평가를 통한 보강설계를 근거로 한 경제성 분석에서, ‘DOS 전단키’는 점성댐퍼와 강재 전단키를 사용하는 경우에 비해 약 16%, 면진받침 교체에 비해서는 무려 2.9배의 공사비 감소 효과가 있는 것으로 분석됐다.

지승씨앤아이는 ‘DOS 전단키’를 중소기업기술마켓에 등록하여 본격적인 사업화에 착수하였으며, 이후 시공 실적 확보를 통해 건설신기술 등 다양한 기술인증 확보를 위한 노력을 진행할 예정이다. 

지승씨앤아이는 기존 건설신기술로 지정된 EPF 교량받침 교체공법과 더불어 다각화된 기술로 교량 보수보강업체로서의 발전을 도모하고 있다.

홍원기 대표는 “건설 시장의 트렌드는 신설 구조물의 건설 기술에서 기존 구조물의 보수보강 기술로 점차 이전되고 있다”면서 “향후 지승씨앤아이는 다양한 보수보강 기술 개발 및 현장 적용을 통해 보수보강시장의 강자로 자리매김할 수 있도록 노력할 것”이라고 했다. 

/홍제진 기자