건설현장 안전 확보 '교량 원격․무인화 시공 기술' 개발 [건설기술연구원]
교량 건설현장 추락사고 방지
고소작업 무인화...안전한 건설 공사 환경 구축
한국건설기술연구원(원장 김병석, 이하 건설연)은 교량 건설현장에서의 추락사고를 막을 수 있는 ‘교량 원격․무인화 시공 기술’을 개발했다고 밝혔다.
‘교량 원격 ․무인화 시공 기술’은 고소 작업에 투입되는 인력을 대신하여 원격 제어 로봇이 교량용 거더(Girder, 교량의 기둥과 기둥을 연결하는 상부 구조물)를 설치하고 교각을 시공할 수 있는 기술이다. 이 기술을 적용하면 높은 위치에서 진행되는 작업(고소 작업)에 인력을 투입하지 않아도 되기 때문에 추락사고와 같은 사고의 원인을 근본적으로 제거하여 건설현장의 안전성이 향상될 수 있다.
한국의 지속가능발전목표(SDGs) 보고서에 따르면, 우리나라의 산업재해 사망자 수는 OECD 국가들 중에서 4번째로 높은 수준으로 심각한 산업재해가 빈번하게 일어나는 국가이다. 고용노동부에 따르면 우리나라의 근로자 1만 명당 업무상 사고 사망자 비율(사고사망만인율)은 전반적으로 감소하고 있지만, 여전히 높은 수준의 산업재해가 발생하고 있다. 특히, 건설업은 전체 사고 사망자의 51.9%를 차지하고 있을 정도로 산업재해 발생 빈도가 심각한 수준이다.
교량 종류 중 많이 사용되는 거더 교량의 경우 교각을 시공하는 과정과 교량용 거더(교량의 상부구조물 중 바닥판을 지지하는 보)를 설치하는 과정에서 고소 작업이 이루어지는데, 이 과정에서 작업 자가 추락하여 중상을 입거나 사망하는 사고가 종종 발생한다.
교량용 거더를 설치하기 위해서는 크레인으로 운반된 거더를 계획된 위치에 자리 잡도록 거더의 위치를 정밀하게 조정하는 작업이 필요하다. 현재는 작업자가 교각 위에서 거더를 직접 밀고 당기는 방식으로 이루어지고 있다. 건설연 이상윤 박사 연구팀이 개발한 ‘거더 원격 정밀거치 로봇’은 원격제어 시스템을 통 해 전달되는 명령에 따라 교각 위에서 거더의 위치와 방향을 조정할 수 있다.
건설연에서는 개발된 거더 원격 정밀거치 로봇의 시작품에 대한 공개 실험을 실시하였고, 실험 영상을 스마트건설사업단 홈페이지를 통해 공개하였다.(http://www.smartconstruction.kr/library/video/list) 공개 실험에서는 원격 정밀거치 장비의 기능 수행 여부를 확인하고, 향후 150톤 규모의 인양 용량에 맞추어 제작될 실규모 장비의 안전성을 사전 점검하였다.
한편 교각시공 과정에서는 철근 연결, 콘크리트 타설, 거푸집 설치 작업 등이 높은 곳에서 진행된다. 이에 건설연은 원격 제어 로봇 적용 기술을 활용하여 ‘교각 원격시공 기술’을 개발하였다. 개발된 기술은 교각시공 과정에서의 특정 작업을 로봇으로 원격 조정할 수 있도록 한 기술이다. 작업의 종류에 따라 로봇용 작업 도구(Attachment)를 기성품인 로봇팔에 탈부착하여 작동할 수 있도록 하였다. 건설연은 작업 도구 시제품 1종(바이브레이터: Vibrator)과 시작품 2종(그리퍼: Gripper, 철근 커플러: Rebar Coupler)을 개발하였다. 개발된 시제품과 시작품인 바이브레이터와 그리퍼, 철근 커플 러는 각각 콘크리트를 다지는 작업, 미리 제작된 철근망을 잡아서 위치를 조정하는 작업, 그리고 철근을 연결하는 작업에 사용된다.
김병석 원장은 “매년 기사화될 만큼 건설노동자의 고령화가 심각한 수준이고, 숙련노동자 확보가 어려운 국내 건설 환경에서 원격 제어 로봇은 건설재해를 줄일 수 있는 기술적인 대안이 될 것”이라고 밝혔다.
본 기술은 국토교통부 및 국토교통과학기술진흥원의 스마트건설기술개발 국가R&D사업 “도로 실증을 통한 스마트건설 기술개발(2020~2025, 21SMIP-A158708-02)”을 통해 기술 개발을 진행 중이며, 한국도로공사가 총괄 주관 연구기관으로 참여하고, 건설연은 5세부 주관(협동) 연구기관으로 참여하고 있다.
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