고속철도 PSM(Precast Span Method) 공법의 적용

 

*PSM(Precast Span Method) 공법

 
고속철도는 운행 특성상 일반도로나 철도와 달리 교량,터널 등 구조물이 많은 부분을 차지한다
그래서 이탈리아 등 외국의 고속철 및 고속도로 공사에 도입됐던 PSM(Precast Span Method) 공법을 도입했다. 

이 공법은 길이 25∼30m,무게 600∼700t 가량의 교량 상부 콘크리트 틀 일체를 공장에서 만든 후 특수차량으로 설치장소에 운반하고 교각에 미리 설치해놓은 이동식 가설장비를 사용해 상부구조물을 설치하는 방식이다.



대부분 공종이 최상의 작업 조건인 공장안에서 이뤄져 MSS공법에 비해 공기가 10분의 1 수준으로 줄었다. 공사비도 MSS공법의 86.7%에 불과했다. 또 숙련공이 표준화된 구조물을 반복작업 함으로써 주기성을 갖게 해 재해발생율도 줄일 수 있었다. 물론 장점만 있는 것은 아니었다.

일단 특수장비를 사용해야 하고 공장설비 등에 많은 초기 투자가 필요하기 때문에 적어도 5km 이상되는 교량 작업에 효력을 발휘할 수 있는 공법이다 출처 파이낸셜뉴스

 

    호남고속철도 2단계 공사가 본격 추진됨에 따라 경부고속철도, 호남고속철도에 공기단축, 품질관리를 위해 적용됐던 PSM 공법이 한층 업그레이드돼 적용될 예정이다.

 

서울과 부산을 잇는 경부고속철도의 개통으로 우리나라의 고속철도 시대를 열었고, 이어 호남고속철도의 개통으로 반나절 생활권이 전국으로 확대됐다. 그 결과 고속철도의 개통으로 경제, 사회, 문화 등 국민의 삶과 생활에 많은 영향을 줬다.

 

충남 논산 소재의 호남고속철도 2-2공구 PSM상부공 거치전경 국토매일 edited by kcontents

 

 

이러한 고속철도 건설에는 많은 공법들이 적용됐으며, 경부고속철도, 호남고속철도에 장대 교량의 품질확보와 공기 단축을 위해 PSM(Precast Span Method) 공법이 적용됐다. PSM 공법은 한 경간 길이의 PSC BOX를 공장 형태의 제작장에서 강재거푸집을 이용해 생산하고 특수차량으로 가설 위치에 운반 후 런칭 거더(Launching Girder)를 이용해 교량 상부를 가설하는 공법으로 공장에서 숙련된 인원들의 반복 제작으로 품질확보가 우수하다.

 

또한 교량을 경간 길이당 가설해 시공속도 또한 매우 빨라 공기단축과 공사비 절감이 가능하다는 점인 가장 큰 특징이다. 이와 더불어 가설장비가 기시공된 교량 위에서 이동하므로 타 공법과 비교했을 때 가설 시 교통 통제 등 하부조건에 지장을 가져오지 않는다.

 

동부건설㈜은 국내 최초로 PSM 공법을 경부고속철도 제3공구에 도입해 주경간장 25m 길이의 PSC BOX를 거치 후 2~3경간 연속화하는 방법을 적용해 획기적인 공기단축을 실현했다. 이러한 PSM공법을 한층 업그레이드 시켜 국내 최초로 ‘스페셜트롤리’라는 가설장비를 사용해 주경간장을 경부고속철도 25m에서 40%향상 시킨 35m를 호남고속철도 3-1공구에 적용시켜 성공적으로 과업을 수행했다.

 

이러한 시공 실적을 바탕으로 지난 2003년 신기술로 지정받아 우수한 품질, 높은 안전성, 빠른 시공속도, 저렴한 시공단가라는 PSM 공법의 우수성까지 인정받았다. 동부건설은 경부고속철도, 호남고속철도 뿐만 아니라 국내 최초의 복층교량인 청담대교 등 주요 프로젝트를 통해 풍부한 시공경험과 첨단 기술력을 축척해 왔다. 이와 더불어 도로, 교량, 터널과 항만시설까지 수많은 국내·외 토목 사업을 성공적으로 이끌어오고 있다.

 

이러한 기술력을 기반으로 동부건설은 올해 착공 예정인 호남고속철도 2단계에도 PSM 공법을 적용할 예정이며, 국내 최초로 고속철도 표준화 경간장을 35m에서 40m로 확대한다는 점에서 큰 기대를 모으고 있다. 이번 시공에는 기존 설계에서 설치 교각수의 증가로 시공성이 불리한 단점을 보완해 장경간 PSM공법을 적용해 설치 교각수를 줄여 시공성을 개선하고 개방감과 미관까지 개선될 것으로 예상된다. 또한 교량받침, 신축이음 등을 축소해 유지관리성을 향상시키고, 경간장 확대로 개방율을 증가시켜 동일 형고의 거더를 적용해 경관성을 확보할 수 있게 됐다.

 

동부건설 최종훈 본부장(사진)은 “이번 호남고속철도 2단계에는 Y형 교각과 40m 경간장 PSC Box Girder 적용으로 소음이 크고 주기적인 도색이 필요한 소수주형교를 배제했고, 또한 스페셜 트롤리를 이용한 상부가설로 교통 차단에 따른 민원을 해결할 수 있다”며 “전 구간 PSM 공법 적용으로 가설공법의 효율성을 확보하고 Y형교각+PSM(40m) 계획으로 시공효율 극대화할 것으로 예상된다”고 말했다.

 

그는 이어 “제작장 설치와 PSM 동일장비 운용의 유경험자를 현장 배치해 사전점검을 실시할 것”이라며 “스페셜트롤리 분전반에 설치돼 있는 PLC 장비로 제조사와 원격접속을 통해 문제 해결과 즉각 수리할 수 있는 시스템을 구축해 공기지연을 미연에 방지할 계획”이라고 말했다.

 

 

한편, 동부건설은 지역 특성을 고려한 특화교량 설계를 통해 지역 현황과 상징을 고려한 교량경관을 연출할 계획이다.

 

특히 함평천 통과구간 교량인 함평고가교는 함영로 주행 시와 인접마을에서 자연스럽게 조망되는 지점으로 광활한 들판 배경의 직선 고가교가 만드는 지루한 경관에 리드미컬한 엑센트로 작용하는 교량을 계획하고 있다. 친환경 도시 함평의 정체성을 반영한 나비 날개 형상의 3D리브 비대칭 아치교로 형상화할 계획이다.

 

또한 서해안고속국도 통과구간 교량인 신계고가교는 함평의 군나비인 화려한 호랑나비를 모티브로 한 독창적인 디자인으로 서해안고속국도 이용자들에게 함평을 홍보하는 랜드마크 역할을 할 예정이다. 입체적인 X자형 더블리브를 적용해 화려한 호랑나비를 형상화할 예정이다.

 

최 본부장은 “동부건설은 국가 경제성장에 중추역할을 한 고속철도 건설을 비롯 다양한 철도 건설을 통한 기술력과 그간의 풍부한 노하우로 토목분야에 수많은 토목 대공사를 성공리에 수행하고 있다”며 “나아가 기술개발 투자와 함께 우수인재를 발굴하고 전문가를 양성해 토목분야에서 보다 높은 경쟁력을 확보해 나갈 예정”이라고 말했다.

[공학저널 전찬민 기자] 

 

 

출처 : 공학저널(http://www.engjournal.co.kr)

https://youtu.be/UDRAhqy0kGw

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