- 철도 운행 중 시공가능, 지상철도 데크화 복개구조물 공개시연 -

□ 한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 사공명)은 철도 차량 운행 중에도 안전하고 신속한 데크(복개) 시공으로 공사기간을 획기적으로 단축시킨 ‘신형식 복개구조물 시공기술’을 9월 5일 철도연 실대형통합성능실험동에서 공개했다.

ㅇ 국회 국토교통위원회 손명수 의원, 국토교통부, 서울 및 경기도, 부산, 대전 등 지자체, 국가철도공단, 한국철도공사, 한국도로공사, 한국주택도시공사, 서울주택도시공사, 경기주택도시공사 및 관련 산업체 등 100여 명이 참석했다.

ㅇ 신형식 복개구조물 시공기술은 국가과학기술연구회(이하 NST, 이사장 김영식) 소관 정부출연연구기관인 철도연에서 2024년부터 2년간 자체연구사업으로 수행하여, 동아이엔지㈜(대표이사 강덕만)와 공동으로 개발하였다.

※ 관련 연구과제

- 1단계: 지상철도 운행 중 지하화 복개구조물 급속 시공법 실용화 연구(2024.5~2024.12)

- 2단계: 지상철도 데크화를 위한 신형식 복개구조물 성능검증 연구(2025.6~2025.12)

- 주관기관 및 연구책임자: 한국철도기술연구원 신정열 철도구조연구실장

- 공동연구기관: 동아이엔지(주)

□ ‘신형식 복개구조물 시공기술’은 철도로 단절된 지역 간을 차량 운행 중에도 안전하고 신속하게 데크를 설치하여 연결하는 기술이다. 연결에 의해 만들어지는 데크 상부공간은 교통 연결 및 공원, 광장, 커뮤니티 시설 등으로 활용되어 단절된 지역의 연결과 함께 시민 편의 공간으로 탈바꿈된다.

ㅇ 이 기술은 복개구조물의 가장 취약한 부위인 중앙 경간 부분이 충분한 하중을 견디는 등 안전 확보가 가장 중요하다. 따라서, 이번 시연회에서는 35m 경간의 실제 크기로 구현한 데크 상부구조물이 파괴될 때까지 하중을 가하는 성능검증 실험을 하였고, 설계하중 146톤 대비 120% 이상의 안전이 확보되는 최대 180톤까지 구조적 안전성을 확인했다.

□ 신형식 복개구조물은 이동식 차량방호설비를 이용, 선로 차단 없이 협소한 공간에서도 소형 가설 장비를 이용하여 안전하고 신속하게 사전에 제작된 벽체와 데크를 순차적으로 조립하는 공법으로, 도심 도로구간의 연결에도 적용 가능하다.

ㅇ 기존 복개 공법으로는 전차선 사고 및 낙하물 위험 등 안전상의 이유로 철도차량 운행 중 공사가 불가하며, 단전 시간대(4시간/일, 실공사 2시간 남짓) 데크화 공사는 상당한 공기 소요가 불가피하다. 또한 협소한 선로 주변에 대형장비 설치 및 이를 이용한 복개공사도 현실적으로 어려운 상황이다.

ㅇ 이 구조물을 통해 기존 복개 공법의 어려움을 해소하고, 철도와 도로로 분절된 도심공간을 안전하고 신속하게 연결할 수 있게 되었다.

ㅇ 이 구조물의 벽체는 공장에서 모듈방식으로 별도 제작하여 시공 현장에서 상호 연결되도록 조립하는 등 현장 작업을 최소화함으로써, 시공기간을 기존 대비 2배 이상 단축할 수 있으며 기간 단축에 의한 비용절감도 기대된다.

□ 국토교통부는 ‘철도 지하화 및 철도부지 통합개발에 관한 특별법(`24.1)’을 제정·시행하고 ‘교통분야 3대 혁신 전략 추진 계획(`24.1)’을 마련하여, 지역단절 및 도시활력 저해 요인인 지상철도 구간의 입체화를 추진 중이다.

※ ’25.2월 철도 지하화 통합개발 1차 선도사업으로, 부산 부산진역~부산역 구간 경부선 부지(2.8km, 약 37만m2), 대전 조차장 부지(2.4km, 약 38만m2), 안산 초지역~중앙역 구간(5.1km, 71만m2)을 선정하였으며, 현재 기본계획 수립 착수 중.

ㅇ 열차 운영 중 안전한 복개 시공 및 모듈 조립방식의 저비용의 정밀․급속 시공 기술 도입으로 정부의 지상철도 지하화 및 철도부지 통합개발 조기 실현이 기대된다.

ㅇ 이 기술은 별도 차선 잠식이 없어 교통량이 많은 경부고속도로(한남-양재), 올림픽대로, 강변북로 등 도로 복개 시에도 적용될 수 있다.

□ 연구책임자인 신정열 철도연 철도구조연구실장은 “이 기술은 열차운행 중인 주간 시간대에도 안전하고 신속하게 별도 선로 차단없이 데크화할 수 있는 기술”로, “남은 연구기간 동안 성능검증을 마무리하여 조속히 지상철도 복개 현장에 적용되도록 노력하겠다”고 말했다.

□ 사공명 철도연 원장은 “도심 지상 철도부지를 시민 편의공간으로 신속하면서도 경제적으로 전환할 수 있는 국민체감 연구성과”라며, “공개시연을 통해 정부, 지자체, 철도유관기관, 산업체의 수요를 반영하여 실용화까지 최선을 다하겠다”고 전했다.

※참고: 1. 공개시연회 모습 사진

2. 도심 철도운행구간 시공 전후 이미지

3. 기술 설명자료

4. ‘지상철도 데크화를 위한 신형식 복개구조물 시공기술’ 브로셔

5. 신형식 복개구조물 홍보영상

※사진설명: 신정열 철도연 철도구조연구실장(우)이 신형식 복개구조물을 설명하고 있다.

공개시연회 모습 사진

<도심 철도운행구간 : 시공 前>

<도심 철도운행구간 : 시공 後>

□ 신형식 복개구조물 개요

ㅇ 구조 형태: 다주형* 폐합식** 중공형 상부 거더(데크) 구조 + Half형 중공식 PC 이중벽체 구조

*다주형(多主桁): 주력을 받는 보(main beam, 주형)가 2개 이상인 형태

**폐합식(閉合-): 둘러쌓여 닫힌 면으로 제작된 구조

ㅇ 우각부*: 벽체와 상부 거더(데크)가 강결된 라멘 구조

*우각부(隅角-): 구조물의 모서리 부분

ㅇ 기초: 벽체-말뚝 일체형 구조

□ 상부 거더(데크) 구조

ㅇ 정사각형에 가까운 I형 단면 거더 제작 → 다이아프램 겸용 가로보 매립

ㅇ 매립된 다이아프램을 통해 거더를 횡방향으로 묶어 연속화된 중공형 폐단면 슬래브식 데크 형성

ㅇ 특징

- 상부하중 분산 효과

- 다이아프램 내 보정장치로 솟음·횡만곡 등 제작․시공 오차 보정 가능

- 연속 데크로 하면이 매끈하여 미관 및 후속 공정 유리

ㅇ 35m 경간 기준

- 거더 높이: 1.3m → 일반 PSC 거더 높이(2.5~3.0m) 대비 50% 내외로 낮아 종단계획 유리, 공사 중 전도 위험 해소

- 거더 중량: 단위 폭(m)당 75톤 → 일반 PSC 거더 대비 약 25~40% 경량화 → 소형 장비로 시공 가능

□ 시공 장점

ㅇ 종방향 연속거더 시공으로 안전 확보 (전도 방지공, 추락·낙하물 방지공, 슬래브 동바리 불필요)

ㅇ 공사 중 도로·철도 차량 운행 가능

ㅇ 일반 PSC 거더를 이용한 복개공법 대비 공사비 10% 이상 절감 및 공사기간 50% 이상(주간 작업시)* 단축 기대

*야간 단전시간대에만 작업시 공사기간 20% 이상 단축

□ 벽체 구조

ㅇ 공장에서 내·외측 Half-PC 벽체 각각 제작 → 매립 찬넬*로 조립 → 중공형 이중벽체 완성

*찬넬(Channel): ㄷ형 모양의 철강재

ㅇ 현장에서 중공벽체 설치 후 속채움 콘크리트 타설

ㅇ 특징

- 찬넬 연결 및 종방향 디바이스 결속으로 일체형 벽체 거동 확보

- 벽체 두께: 중간 찬넬 삽입·개수 조절로 두께 조절 가능

- 높이 큰 벽체: 모멘트 변곡점에서 상·하 분절 제작 → 운반 및 가설 중량 최소화

- 하부 기초 및 말뚝과의 일체형 시공 가능

□ 우각부(라멘 구조)

ㅇ 거더와 벽체 연결부 → 연결철근·보강재로 강결

ㅇ 시공성 및 안전성: 일반적으로 검증된 우각부 보강방법 적용

ㅇ 특징

- 상단 슬래브 높이까지 외측 벽체 돌출 → 거푸집 등 고소작업 불필요

- 외측벽체 매립철근 + 슬래브 철근 → 커플러 연결로 연속 배근

- 외측벽체-거더: 고리철근 연결

- 내측벽체-거더: 강봉 체결

- 낙교 방지 및 구조 안전 확보

[링크 : 다운로드 가능]

https://webdisk.krri.re.kr/pm/linkdown.htm?lid=68b945932017f046c001

[영상 링크 : 다운로드 가능]

https://webdisk.krri.re.kr/pm/linkdown.htm?lid=68acda4135fc3029ef01