교량 상시 진동 가속도 데이터 기반의 스마트 안전진단 기술, 건설시장 혁신 예고 최근 인천시설공단의 호수1교, 서울특별시 강서 도로사업소의 신월IC교 및 시흥IC 교, 광주광역시 종합건설본부의 지야대교 등에서 기술개발자 ㈜디오티, ㈜한국건설방재연구원의 교량 상시 진동 가속도 데이터를 이용한 스마트 안전진단 기술이 활용되어 주목받고 있다.

 

이 기술은 건설 신기술 제960호로써 교량에 간편하게 무선 가속도계를 설치하고, 측정한 데이터를 시공간 분할 알고리즘 기반으로 분석하여 교량의 동특성(모드 형상, 고유진동수) 및 유연도를 분석하는 기술이다.

 

기술의 범위 및 내용 이 기술은 교량의 단위하중 처짐을 추출하고, 다양한 하중에 대한 정적 처짐을 분석하는 것이 핵심이다.

 

 

기존의 기술은 고중량 차량을 직접 교량에 재하하여 처짐량을 측정하는 원시적인 방법을 사용하여 소규모 교량 적용에 한계가 있었다.

 

그러나 이 기술은 무선 가속도계를 이용하여 상시 진동 데이터를 수집하고, 이를 자동화된 분석 과정을 통해 처리함으로써 휴먼에러를 방지하고, 현장과 사무실의 이원화 방식으로 인한 정보 누락 및 업무 비효율성을 개선하였다.

 

국내외 건설공사 활용 실적 및 전망 20년 이상 경과된 교량의 수가 전체 교량의 약 50% 수준으로 노후화가 심각한 상황에서, 이 기술은 유지관리 소외 교량인 3종 교량에 대하여 저비용 안전성 평가 기술로 활용될 전망이다.

 

노후 교량에 대한 유지관리는 국가적인 차원에서 장려되고 있으며, 스마트 건설안전 기술과 건설 현장 안전 확보에 대한 정부 투자 규모가 증대되고 있어 시장성이 매우 우수하다.

 

또한, 사회기반시설 물에 대한 재난 안전 및 예방을 위한 스마트 기술 시장 규모가 급성장하고 있어, 이 기술의 활용 전망은 매우 밝다. 기술적ᆞ경제적 파급효과 이 기술은 유지관리 관련 기술 연계 및 시너지 창출로 국내 안전관리 기술 수준을 향상시키고, 엔지니어링, 건설, 유지관리, IT 등 다양한 분야의 융합을 통해 세계적 수준의 교량 스마트 진단·감시 기술을 고도화할 것으로 기대된다.

 

또한, 교량의 사용 성능에 대한 선제적 대응 기술로 미래 유지보수 비용을 경제적으로 절감할 수 있으며, 실계측기반의 교량 안전성 분석 결과의 DB 구축으로 장기 유지관리자료 활용을 제고할 수 있다.

 

경제적으로는 기존 기술 대비 현장 투입 인력 절감, 시험 비용 절감, 작업 시간 절감, 작업자 안전 확보가 가능하며, 무선 가속도계의 배터리 수명은 814시간, 배터리 단가는 7,000원/EA 수준으로 발전기를 이용하여 계측 전원을 공급하는 기존 기술 대비 유지관리 비용(연료 공급 비용)을 약 75% 절감할 수 있다.

 

 

또한, 현재 교량 처짐 측정 기술은 접촉식 처짐계를 이용하고 고중량 차량을 직접 교량에 재하하여 처짐량을 측정하는 원시적인 방법을 사용하고 있어 소규모 교량 적용에 한계가 있으나, 이 기술은 현장 안전관리 및 점검 기술 스마트화를 실현한 기술로서 건설 분야 이외에 소프트웨어 및 전기·전자와 같은 타 분야와의 기술 융합이 가능하여 시장 확대 가능성이 높다.

 

이처럼, 교량 상시 진동 가속도 데이터 기반의 스마트 안전진단 기술은 건설시장의 혁신을 예고하며, 노후화된 교량의 안전성을 높이고, 유지관리 비용을 절감하며, 건설 현장의 안전을 확보하는 데 크게 기여할 것으로 기대된다.

 

헬로티 김근태 기자 |