차량통행 중에 용인고가교 승상 시공… 세계최초 ‘CEP기술’적용
철도교량 자전거 도로에도 새 공법 적용 안전 경제성 입증 돋보여
기술력의 신기원 EPMA공법에 이어 ‘신설 PSC 거더공법’ 확대

수송수단인 교량은 예상되는 모든 하중의 고려는 물론 지질, 태풍 구조 등을 감안한 안전 사용성이 우선이다. 산업화와 경제성장으로 대형트럭 등 교통량 증가로 인해 설계 당시의 교통안전성이 예상을 빗나가 다수 교량이 안전에 상당한 문제를 야기하곤 한다. 지난 1992년 신행주대교와 1994년 성수대교 붕괴가 바로 한 단면일 수 있다. 정부는 이후 ‘시설물안전관리 특별법’을 제정 이에 대한 관리에 나서고 있다. 하지만 전국의 일부 교량들이 관리에 소홀하다는 지적도 있다. 국토해양부 등 관계기관에 따르면 전체교량의 30%가량이 2등급 이하의 내하력을 갖고 있는 것으로 나타나 교량 구조물에 대한 관리가 요구되고 있는 것으로 알려진다.

“해외 선진국에서는 100년 이상 된 교량이 많습니다. 이는 곧 철저한 시설물 유지보수와 보강기술이 바탕일 것입니다. 교량은 이제 안전은 기본이고 경제성과 함께 디자인도 중요하다는 생각입니다. 교량은 지역의 ‘랜드마크’ 적 역할도 할 수 있으니까요. 이 모든 것은 연구와 개발이 뒤따를 때 가능하다고 봅니다. 안전하고 경제적인 다리, 나아가 누구나 친근감 있고 미려한 친환경 디자인의 교량을 다져가는데 일조할 수 있음을 보람으로 여기겠습니다.

전 직원과 함께 연구개발에 매진, 더욱더 진보된 기술력으로 사용자 만족에 나서겠습니다.” 얼마 전 차량이 통행하는 가운데 용인고가교를 승상시키는 기술력으로 관련업계는 물론 관련학회 등으로부터 신선한 바람을 불러일으킨 (주)오케이컨설턴트(www.okconsultant.co.kr) 김윤환 대표(구조부문 공학박사)의 긍지이자 열정이다. 교량보수보강 가설교량 강구조 분야에서 최다 기술을 보유한 이 회사는 특허개발 공법 중 몇 건은 세계최초 개발기술을 갖고 있다. ‘용인 고가승상 공법’은 독자 개발 컴퓨터 시스템에 의한 CEP라는 인상공법으로 교량 인상 시 2mm이내 편차까지 조절 가능한 것으로 신설교량에 비해 80%예산절감효과를 보이는 획기적인 기술로 평가받는다.
     
안전·경제성 고효율 친환경 공법

PSC 합성 거더교와 RCT빔교에도 탁월한 성능이 기대되고 있는 이 공법은 안전 경제 환경성이 뛰어나다고 한다. 최근에는 양화대교 춘천1교 등에 적용, 큰 반향을 불러 일으켰다. 지난 2002년창업 후 이러한 특화된 기술 등으로 200여건을 시공, 인정을 받고 있다.

이러한 기술력 원천은 2002년 개발특허인 ‘다단계 정착장치를 이용한 교량 빔 외부 긴장재 보강공법 및 그 장치’라는 ‘EPMA’공법부터 시작된다고 볼 수 있다. 관련학회와 업계 등 수요처에서 주목받는 이 공법은 역시 세계 최초일 수 있는 특허 기술로 빔 외부에 단부 및 중간 부 장착장치 설치 후 PS 강연선을 ‘포스트 텐셔닝’ 해, 빔에 효율적으로 압축력을 도입하는 방법이다. 이런 공법기술은 노후화된 교량의 내하력 증진을 위한 성능개선이나 장지간용 가교 등에 적용, 안전성과 경제적 효과를 나타내고 있다. 때문에 이 기술은 2.3등급 교량을 1등급 교량으로 충족할 수 있는 공법이라는 것이다. 내하 복원과 처짐 보정이 가능하고 외부 강연선을 긴장하는 단계에서 강연성에 걸리는 긴장력을 가장 효과적인 인장력을 갖는 상태로의 복원이 가능한 것. 요컨대 각각의 강연선이 개별로 정착되어 단부와 중간 부는 물론 하면과 측면의 도입력까지 가능하는 등 안전 효율성이 높다는 것이다.

따라서 EPMA 기술로 사용되는 정착장치는 100% 현장실측을 통해 공장에서 제작 용접 시 시공품질이 우수한 장점으로 가스관 수도관 가로보 등의 장애물에 관계없이 시공이 가능한 특징을 갖는다. 또한 장착을 할 때 소니기 작용이나 스프링와셔의 푸싱작용을 이용한 하단인장 및 자동정 착구를 사용해 인장력도입에 있어서도 인장재 마찰 손실과 즉시손실을 최소화하는 한편 부식방지를 위해 아연응용 도금된 강연선을 사용하고 활하중에 의한 응력변동 및 온도팽창에 의해 발생된 연신율에 대응할 수 있는 도장을 사용, 교량성능 개선은 물론 친환경적인 공법이라고 이 회사 기술연구소는 설명한다. 구조물 손상이 없고 쉬스관에 구리스 주입이 불필요, 환경문제도 해결할 수 있다고. 기존의 기술과는 비교가 안되는 획기적 개발로 불리는 까닭이다. 기술연구소 측은 또 이 공법은 외부의 유해환경 차단을 위해 칼라 강판 덮개를 기존 빔 하단으로부터 5~10cm이내에 설치하며 시공 중 교통통제가 필요 없고 교량을 재가설하지 않고도 신설교량 수준 이상 성능기대 효과로 신설대비 300%이상 예산절감으로 경제성은 물론 안전 환경성을 기대할 수 있다고 설명했다.

특히 이 공법기술은 이러한 장점으로 자전거도로에도 적합, 적용을 통해 안전 경제성을 입증받고 있는 것으로 알려지는 가운데 PSC합성 거더교와 RCT 빔교의 내하력 보강·보정과 강도가 저하된 다양한 구조물 강판형교와 가교, 건축물, 슬래브교 라멘교 드의 힘 균열 발생에 따른 내화력 보강 등에 적용할 수 있어 응용기술은 상당하다는 게 관련학계 업계 등의 평가다.

이러한 특징과 기술력을 바탕으로 기존 특허기술의 연장선에서 이 회사는 세계 최초 ‘가로보를 장착부로 이용한 PSC 합성거더의 연속화 시공방법 및 그 구조’와 ‘바닥판 콘크리트 층을 장착부로 이용한 PSC 합성거더의 연속화 시공방법 및 그 구조’ 각각 특허로 신설 PSC거더 (C, P, C 거더)로 범위를 한층 넓혀나가고 있다. 특급 기술자 등 관련전문가 석·박사와 부설 기술연구소 연구진과 함께 관련부문 공학박사인 김 대표를 중심으로 ‘100년 이상 가는 교량’에서 구조물에 안전 경제 환경은 물론 디자인에도 열정을 다해나가고 있는 셈이다. 업계 최다의 관련 특허 개발기술, 2백여 건의 공법 적용 유지를 비롯 시공실적에서 또 다른 지속 가능 발전 기업으로 도약하고 있는 것. 국내는 물론 해외에도 진출 기술수출 등 국익에도 일조할 계획도 갖고 있다. 필리핀 베트남 일부지역에 적용 시공, 인정받은 바 있는 이 회사는 해외공략도 적극 추진할 것으로 알려진다. 우수한 기술력에 대한 검증에 이어 수요처 호응에 따른 국내외 시장 공략인 셈이다.

앞으로 중점 공급에 나설 ‘신설PSC 거더’는 기존의 1회 긴장으로 거더 제작 시, 긴장력 도입의 한계 및 PS콘크리트 연속화의 문제점을 극복, 다단계 긴장을 도입해 지간장을 늘리고 연속화 효율은 증대시킨 공법이다. 현장 제작장에 1차 긴장해 거치하고 슬래브 및 가로보 타설 후 2차 긴장재를 지점부에서 겹침 배치해 인접경간 가로보에서 2차 긴장을 하는 방법으로 강연선긴장 효율극대화와 타 공법에 비해 연속화 구간의 긴장 효율을 2배로 증대시킬 수 있다고 한다. 이러한 장점으로 회사 측은 ‘신설 PSC거더형 단가로 강합성 거더(PF)계열 형고를 만족시킬 수 있다’고 밝히고 있다. 안전과 경제성 효율성에서 또 다른 신선한 반향이 예고되고 있는 셈이다.

업계 최다 개발 특허‘리딩컴퍼니’ 

“앞으로는 ‘신설 PSC 거더 공법’으로 수요처에서 만족하는 지속가능 발전 기업으로 자리매김을 기대하고 있습니다. 안전 경제성외에 디자인에 중점을 두고 신설 부문에도 참여, 이 분야 산업발전에 기여할 생각입니다.” 30여건의 관련공법 특허보유 기업으로, 업계 리딩컴퍼니로서 김대표의 ‘비전’이다. 그는 전문건설협회 대의원으로 업계발전에도 중추적 역할을 하고 있다.
이 회사는 이 분야 기술개발 벤처기업으로 중소기업청, 지식경제부, 국토해양부 등 관련부처에서 기술력 등을 인정받아 표창을 수여했고 경기 유망 중소기업에서 대상을 받은 바 있다.