변형률 응답 이용 처짐 측정 접촉식 일반 변위계 사용 안해
현장작업 ‘간소화’ 등 센서 설치 작업자 안전성 보장 ‘탁월’
실측 변형률과 처짐과 변형률 관계를 이용해 고정된 기준점을 설치하지 않고 교량의 정·동적 처짐을 측정하는 기술이 최근 국토교통부로부터 건설신기술 967호로 지정 받았다.
이 신기술은 특수교를 제외한 교량의 실측 변형률 응답과 구조해석에 의한 처짐-변형률 관계를 이용해 고정된 기준점을 설치하지 않고 주행차량 위치정보와 속도 정보를 활용, 교량의 정·동적 처짐을 산정하는 기술이다.
향후 활용 전망
노후시설물의 급격한 증가로 안전성 평가에 필수요소인 교량 처짐 측정의 중요성이 증대되고 있다.
교량분야 정밀안전진단 시장규모는 꾸준히 증가하는 추세이며 교량분야 정밀안전진단 시장규모에 비해 안전진단전문기관 업체 수의 연평균 증가율이 낮아 업체 당 수주금액은 증가할 것으로 기대된다.
신기술은 교량 하부조건에 무관하게 현장 적용성이 우수하고, 높은 정밀도와 해상도로 교량 처짐 측정이 가능하므로 타사 대비 시장 점유율 확대 가능성이 높을 것으로 기대된다.
건설시장 파급효과
노후시설물의 급격한 증가로 안전성 평가에 필수요소인 교량의 처짐 측정 수요가 높아질 것으로 전망된다. 신기술은 교량의 변형률 응답을 이용해 처짐을 측정하므로 접촉식 변위계와 달리 고정된 기준점이 불필요하다.
따라서 교량 하부에 지장물(하천, 바다, 도로, 철도 등)이 있거나 다리밑 공간이 매우 높은 경우 등 현장 여건과 관계없이 처짐을 측정할 수 있으므로 교량 비파괴재하시험 시장에 활용성 과 보급성이 매우 높을 것으로 기대된다.
신기술은 비접촉식 변위계(레이저 변위계 등) 대비 정밀도가 높고, 경제성이 양호해 경쟁력 또한 우수하다는 평가를 받고 있다.
국내외 기술 경쟁력
신기술은 정확성, 현장 적용성, 경제성 및 작업자의 안전성 등에서 기존기술 대비 우위의 기술로서 충분한 기술적 경쟁력을 확보했다는 평가를 받고 있다.
접촉식 변위계의 대체재로서 사용돼 왔던 고가의 외산 비접촉식 변위계(레이저 변위계, GNSS, LDV, LiDAR)를 대신할 수 있으므로 외국기술 대체가 가능하다.
기존기술과 신기술의 차이점은 교량의 정밀안전진단을 위한 현장재하시험에 이용하는 센서의 종류와 센서 설치방법에 있다.
기존기술은 현장재하시험에 접촉식 일반 변위계(LVDT), 변형률 게이지 및 진동가속도계를 사용한다.
그러나 신기술은 변형률 응답을 이용해 처짐을 측정하므로 접촉식 일반 변위계를 사용하지 않는다. 따라서, 변위계 설치와 해체공정이 생략되므로 교량 하부 조건에 관계없이 처짐을 측정할 수 있고, 현장작업이 간소화돼 측정에 소요되는 시간 및 경비를 절감할 수 있으며, 부수적으로 센서 설치 작업자의 안전성이 보장되는 장점이 있다.
경제적 파급효과
교량의 정밀안전진단을 위한 현행 현장재하시험에서는 구조부재에 근접해 센서를 설치·해체하는 공정이 필요하므로 고소작업이 필연적으로 포함된다.
현장재하시험의 주된 고소작업은 교량 경간 중앙부에 변위계와 변형률 게이지를 부착하는 경우이다.
신기술은 변형률 응답을 이용해 처짐을 측정하므로 변위계 설치·해체 공정이 불필요하다. 변위계 설치·해체 공정이 생략됨에 따라 일반 거더교 형식은 기존기술 대비 고소작업이 50% 감소되고, 박스 거더교 형식은 고소작업이 완전히 배제된다.
이와 같이 신기술은 건설 산업분야에서 발생빈도 및 사망률이 높아 위험성이 큰 고소작업의 감소 또는 완전한 배제가 가능하므로 기존기술과 비교해 작업자 안전성 확보에 유리하다.
신기술은 변위계 설치에 필요한 소모품 사용을 배제해 폐기물 발생을 감소시키므로 기존기술과 비교해 환경부하가 저감된다. 처짐 계측기술의 선진화·고도화와 계측분야 국가경쟁력 향상에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. (기술개발 : 씨티씨)
