▲ 신형식 고가구조물 구조성능검증 공개실험 모습                      © 매일건설신문

[매일건설신문 조영관 기자] 세계 최초로 최장 경간의 ‘경전철 고가구조물’이 개발됐다. 국내 경전철사업 활성화와 해외 경전철 시장 진출이 기대된다.

철도기술연구원은 세계 최초로 케이블을 설치하지 않고 최장 200m 경간(교량 기둥 사이)을 구현한 ‘신형식 경전철 고가구조물’ 기술을 공개했다. 

철도연은 200m 경간의 실제 크기로 구현한 고가구조물이 파괴될 때까지 하중을 가하는 성능검증 실험을 부산교통공사, 지에스건설, 동아이엔지, 우성디앤씨, 씨엔에스씨, 한국화이바와 공동으로 지난 26일 명지대 하이브리드구조실험센터에서 진행했다. 연구원은 신형식 경전철 고가구조물의 가장 취약한 부위인 중앙 경간 부분에 최대 430톤까지 하중재하실험을 수행했고, 120% 이상의 안전 확보로 구조적 안전성을 확인했다.

실제 크기의 구조성능검증 실험 성공으로 2018년부터 6년간 진행한 세계 최초의 도심지 최장경간 200m 경전철 고가구조물 기술개발이 결실을 맺었다. 이 기술은 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원의 국가연구개발사업으로 진행됐다.

개발된 경전철 고가구조물은 하부 기둥이 최장 200m 간격으로 구성돼 확 트인 개방감 준다. 상하부 일체형 구조로 기존 강박스형 거더교 대비 20%, 콘크리트 바닥판 대비 80% 경량화해 케이블 없이도 최대 200m 긴 경간을 구현했다. 

하부 기둥의 폭은 1.5m 이내로 기존 2.5m 내외보다 최대 1m 정도 축소했다. 도로 잠식이 중앙분리대 수준으로 중앙분리대 역할을 하면서 도로교통 혼잡을 최소화했다. 상부는 도시 미관을 고려해 도시조형물 같은 유선형 구조로 이뤄졌다. 또한 캐노피 구조를 채택하여 열차운행 중 발생하는 소음을 차단하고, 강설과 강우 등 악천후에도 열차가 안전하게 운행할 수 있다.

공사는 도로 차단을 최소화하고 교통혼잡을 줄이기 위해 상부 및 하부구조물을 공장에서 사전 제작해 현장에서는 모듈 단위로 조립한 후, 소형 가설 특수장비로 단기간 급속 정밀 시공하는 기술을 도입했다. 

디지털 트윈 기술을 이용해 부재 제작부터 현장 가설 시공 시 구조물의 형상 및 시공 정보를 라이다 드론 등을 활용, 실시간 신형식 고가구조물의 BIM(건축정보모델) 설계정보와 정합성을 체크해 정밀 시공된다.

신형식 고가구조물 도입으로 사업추진에 난항을 거듭한 국내 경전철사업 활성화와 동남아 등 해외 경전철 시장 진출도 기대된다. 

연구책임자인 신정열 책임연구원은 “도시 과밀화에 따른 교통혼잡 해소를 위해 지자체별로 경전철사업이 추진 중인데, 개발 기술은 도시단절, 미관 훼손, 교통혼잡, 소음, 악천후 시 운행사고 등 기존 고가 경전철 문제를 해소할 수 있는 기술이다”며 ”남은 연구기간 동안 신형식 고가구조물 성능검증을 마무리해 조속히 국내 신규 노선 실용화에 최선을 다할 계획이다“고 말했다.

한석윤 철도연 원장은 “기존의 토목기술을 한 단계 도약한 기술로 세계를 선도하는 명품 K-철도기술”이라며 “국토교통부와 협의해 지자체 실증사업 등으로 국내 실용화를 추진하고, 이를 기반으로 동남아 등 해외 경전철 시장에 진출하는 명품 K-철도기술로 완성하겠다”고 전했다.

/조영관 기자