㈜스펙엔지니어링와이엔피 (윤정현 대표), 백양 엔지니어링㈜ (차철준 대표)㈜청운 구조 안전연구원 (변종걸 대표) 공동 개발
국내 기술진이 개발한 '회전각 계측과 신호처리를 통한 교량 정·동적 처짐 측정 시스템'(건설 신기술 제1024호)이 교량 안전진단의 새로운 지평을 열고 있다. 이 기술은 기존 측정 방식의 한계를 극복하고, 교량의 정적 및 동적 처짐을 정밀하게 측정하여 유지보수 효율을 극대화할 것으로 기대된다.
이 기술은 경사계 센서를 활용해 교량의 처짐을 비접촉 방식으로 정밀하게 측정할 수 있는 것이 핵심이다. 특히 도로, 하천, 계곡 등 접근이 어려운 교량 하부 조건에서도 계측이 가능해, 기존 접촉식 변위계를 대체할 수 있는 현실적인 대안으로 주목받고 있다.
정확한 처짐 측정으로 충격계수·내하력 평가 가능
신기술은 교량의 거더 내부나 상면에 고해상도 경사계(20Hz 이상 샘플링 주파수)을 부착하고, 두 경사계 간 회전각을 보간(3차 스플라인 적용)한 후, 회전각 신호를 1회 수치적분하여 변위로 변환하는 방식이다. 이후 정적·동적 변위를 주파수 필터링을 통해 분리하고, 충격계수 및 내하력 평가에 활용한다. 특히 기존 접촉식 장비로는 계측이 불가능했던 경간장 큰 교량이나 하부 장애물이 많은 교량에서도 정확한 처짐 측정할 수 있어, 재하시험 시 오류를 줄이고 평가 신뢰도를 높이는 데 기여한다.
남해대교·서해대교 등 다수 교량에 적용… 실증 완료
해당 기술은 이미 남해대교, 서해대교, 월드컵대교, 구리암사대교 등 주요 도로교 및 조종천 2교, 쌍용교 등 철도교에 적용되며 실증을 마쳤다. 상시 모니터링과 차량 재하시험 등 다양한 상황에서 사용되어 기술 안정성과 활용 가능성을 입증했다.
공사비·유지관리비 대폭 절감… 환경부하까지 저감
신기술을 적용한 재하시험의 총설계단가는 약 4,545만 원으로, 기존 기술보다 경쟁력이 있다. 특히 유지관리비는 기존 기술 대비 최대 80% 이상 절감되는 것으로 나타났다. 또한, 고소작업차 설치가 불필요하고 교통 통제가 없기 때문에 탄소배출 저감과 플라스틱 소모품 미사용에 따른 환경부하 감소 효과도 크다. 계측 데이터가 디지털화되면서 향후 AI·빅데이터 기반 유지관리 시스템과 연계해 활용도가 더욱 확대될 전망이다.
기초 역학 개념 바탕의 기술 구현… 세계시장 진출도 기대
이 기술은 구조역학의 기본 원리인 Euler-Bernoulli Beam Theory(보 이론)을 기반으로 회전각 데이터를 적분하여 변위를 산정하는 원리를 적용했다. 이러한 접근은 단순하면서도 고정밀 측정이 가능하다는 점에서 국내외 유사 기술 대비 높은 기술적 경쟁력을 확보하고 있다.
개발 관계자는 “GPS, 레이저 측정 기술의 경제적 제약과 자연환경 한계를 극복하는 실용적인 대안이 될 수 있다”며 “국내뿐 아니라 해외 교량 유지관리 시장에서도 높은 수요가 기대된다”고 밝혔다.
헬로티 김근태 기자 |
