건설연, 19MPa 초고성능 콘크리트 사장교 기술개발

기존 공법에 비해서 약 20% 공사비 절감효과

(고양=기술사신문) 이석종 기자 = 한국건설기술연구원(원장 : 우효섭 이하 건설연)은 초고성능 콘크리트를 사장교에 적용할 수 있는 핵심기술 개발에 성공함으로써 현재 콘크리트 사장교의 세계 최고 주경간장(교각과 교각 사이 거리) 530m을 1000m까지 확장시킬 수 있게 되었다. 또한 기존에 비해 공사비가 20% 이상 저렴하고 특히 강재로 만든 사장교에 비해 유지보수비가 훨씬 적게 들면서 수명도 200년을 보장하는(기존은 50~100년) 교량기술을 개발했다. 

 

사장교는 탑에서 경사지게 내린 케이블로 거더를 당겨올리는 형태의 다리로 경간(徑間) 150∼500m 정도 범위의 도로교에 흔히 쓰이며, 경제적이고 미관도 뛰어나다. 서해대교, 인천대교가 대표적인 사장교이다.     

 

▲ 초고성능콘크리트 사장교 설계조감도(조발대교, 화양-적금 도로건설공사 턴키에 입찰하였으나 낙찰되지 않았다)

200MPa급 강도의 초고성능 콘크리트(일반콘크리트에 비해 5배 이상 강도)를 사장교에 적용하기 위한 세계최초 기술로서 실제 교량 대상 비교 설계 및 경제성 분석을 통해 20% 이상의 공사비 절감이 가능함을 확인할 수 있었다.   

 

세계 각국은 초고성능 콘크리트를 활용하는 구조물 건설기술을 먼저 개발하기 위해 치열하게 경쟁하고 있으며, 초고성능 콘크리트를 사장교에 적용하는 기술은 기술 난이도가 매우 높아 아직 선진국에서도 개발과정에 있는 기술이다. 우리나라가 이번 기술의 개발에 있어 세계최초로 성공함으로써 초고성능 콘크리트 사장교 건설 시장에서 독보적인 시장 경쟁우위를 확보할 수 있게 되었다고 건설연측은 밝혔다.  

▲ 본 공법을 적용했을 때 얻을 수 있는 공사비 절감효과

 

이번 연구의 핵심사항은 기존의 12MPa정도의 초고성능 콘크리트의 강도를 세계최고 수준인 19MPa수준으로 약 1.3배 끌어올리므로서 적은 재료로도 동일한 하중에 저항할 수 있으며, 무게가 줄어든 만큼 거더를 지지하는 케이블중량을 줄일 수 있기 때문에 공사비를 절감할 수 있었다. 사장교에서는 거더를 지지하는 케이블이 공사비의 상당부분을 차지하며,  거더의 중량이 줄어들면 케이블 뿐만 아니라 주탑 및 기초까지 모두 규모를 줄일 수 있으므로 교량 전체 공사비 절감에 많은 영향을 미치게 된다.

 

건설연의 김병석 선임연구본부장은 "가격측면에서도 이번 기술의 개발로 국내 교량 공사비를 20% 이상 절감할 수 있기 때문에 2,000억원 이상의 국가예산의 절약이 가능하다. 또한 시장에서의  비교 경쟁우위를 통해 8조원 이상의 해외 건설 수주를 견인할 수 있을 것으로 보여 건설산업의 미래 성장동력 창출을 통한 ‘창조경제 실현’에 기여할 수 있다."고 밝혔다.

 

업계 관계자에 따르면, 본 연구의 결과가 매우 고무적이며 사장교 기술을 진일보 시킬 수 있는 매우 중요한 성과라고 말했다. 그러나 우리나라의 업계 특성상 이러한 신기술이 설계에 반영되고 시공되기 위해서는 발주처에서 채택을 해줘야 하는데, 대부분의 발주처는 안전성확보 명목으로 개발자에게 실적을 요구하는 것이 관행이기 실제로 설계 및 시공이 되기 상당히 힘들다며, 이러한 새로운 기술이 더욱 발전하려면 발주처에서 연구결과를 믿고 과감하게 적용 결정을 해줘야 어렵게 만들어낸 신기술이 빛을 보게 되고, 또한 설계와 시공과정에서 노하우를 확보하고 그것을 더욱 발전시킬 수 있을 것이라며, 발주처의 과감한 기술적 결정의 필요성을 강조했다.