▲ 철도연이 개최한 ‘신형식 복개구조물 기술 시연회’에서 신정열 철도연 철도구조연구실장(右)이 정부 및 지자체, 산업체 관계자에게 관련 기술을 설명하고 있다.

한국철도기술연구원(원장 사공명)이 열차 운행을 멈추지 않고도 복개 구조물(데크)을 신속히 설치할 수 있는 기술을 개발해 도심을 가로지르는 지상철도의 단절 문제를 해소하고, 상부 공간을 시민 편의 시설로 전환할 수 있는 기반을 마련했다.

한국철도기술연구원(철도연, 원장 사공명)이 열차 운행 중에도 안전하고 신속하게 시공할 수 있는 ‘신형식 복개구조물 기술’을 5일 철도연 실대형통합성능실험동에서 공개했다.

이번 시연회에는 국회 국토교통위원회 손명수 의원을 비롯해 국토교통부, 지방자치단체, 국가철도공단, 한국철도공사, 한국도로공사 등 관계 기관과 산업체 관계자 100여 명이 참석했다.

철도연은 2024년부터 2년간 자체 연구사업으로 이 기술을 개발했으며, 동아이엔지㈜와 공동 수행했다. 신형식 복개구조물은 상부 거더(데크)와 벽체를 혁신적으로 설계해 기존 공법의 단점을 개선한 구조다. 상부 거더는 정사각형에 가까운 I형 단면을 기본으로 내부에 가로보를 매립해 중공형 슬래브를 형성한다. 이 방식은 상부하중을 고르게 분산시키고, 제작·시공 과정에서 생길 수 있는 오차를 보정할 수 있다.

특히 거더 높이가 기존 PSC 거더의 절반 수준(35m 경간 기준 1.3m)으로 낮아 종단계획에 유리하고, 공사 중 전도 위험도 줄일 수 있다. 무게 또한 25~40% 가벼워 소형 장비만으로 시공이 가능해 경제성과 효율성을 동시에 확보한다.

벽체는 공장에서 제작한 Half-PC 내·외측 부재를 현장에서 조립한 뒤 콘크리트를 채워 완성하는 방식이다. 종방향 연결장치와 채널 보강으로 일체형 거동을 확보하면서도 벽체 두께 조절이 가능하다. 높이가 큰 벽체는 분절 제작해 운반·설치 시 부담을 줄이고, 기초 및 말뚝과 일체 시공이 가능해 안정성이 뛰어나다.

또한 거더와 벽체 접합부는 철근과 보강재로 강결시켜 별도의 거푸집이나 고소작업 없이 시공할 수 있으며, 철근 연속 배근과 고리철근 연결 방식으로 구조 안전성과 낙교 방지 성능을 강화한 것이 특징이다.

▲ 철도연이 개발한 ‘신형식 복개구조물 기술’

신형식 복개구조물의 가장 큰 장점은 열차와 도로 운행을 유지한 채 공사를 진행할 수 있다는 점이다. 종방향 연속거더 시공으로 안정성을 확보하면서, 전도 방지공·추락 방지공·슬래브 동바리가 필요 없다.

또한 모듈화된 구조를 공장에서 사전 제작해 현장에서 순차적으로 조립하기 때문에, 기존 공법 대비 공사비는 10% 이상 절감, 공사 기간은 최대 50% 이상 단축이 가능하다. 야간 단전 시간대에만 작업하는 경우에도 최소 20% 이상의 공기 단축 효과가 있다.

게다가 시공 방식도 혁신적이다. 대형 장비 투입이 어려운 협소 구간에서도 소형 장비로 시공할 수 있어, 도심지 철도 구간이나 고속도로, 간선도로 복개에도 적용이 가능하다.

안전성 역시 검증됐다. 철도연은 실제 크기(35m)의 상부구조물을 제작해 파괴 실험을 진행했으며, 설계하중(146톤)의 120% 이상인 180톤까지 견디는 성능을 확인했다. 이는 기존 공법의 안전 한계를 보완하면서도 도심 교통 환경에서 충분한 내구성을 확보했음을 의미한다.

기존 복개 공법은 전차선 사고나 낙하물 위험 때문에 열차 운행 중 공사가 불가능했고, 야간 단전 시간대(4시간) 공사도 실제 작업 시간은 2시간 남짓에 불과해 공기가 길어질 수밖에 없었다. 또한 협소한 선로 주변에 대형 장비를 투입하기도 어려웠다. 이번 기술은 이러한 문제를 해결해 철도와 도로로 단절된 도심 공간을 안전하고 빠르게 연결할 수 있게 한다.

철도연의 신형식 구조물은 이런 한계를 해소해 철도와 도로로 단절된 도심 공간을 안전하고 빠르게 연결할 수 있도록 한다. 나아가 경부고속도로, 올림픽대로, 강변북로 등 교통량이 많은 구간에도 별도 차선 잠식 없이 적용 가능하다.

정부가 올해 1월부터 시행한 ‘철도 지하화 및 철도부지 통합개발 특별법’과도 맞물린다. 현재 부산 부산진역부산역(2.8km), 대전 조차장(2.4km), 안산 초지역중앙역(5.1km) 등 1차 선도사업이 기본계획 수립에 들어갔으며, 신기술 적용 시 사업 추진 속도가 크게 빨라질 전망이다.

신정열 철도연 철도구조연구실장은 “주간 시간대에도 선로 차단 없이 안전하게 데크화할 수 있는 기술”이라며 “남은 연구 기간 동안 성능 검증을 마무리해 현장 적용에 속도를 내겠다”고 말했다.

▲ 사공명 철도연 원장이 인사말을 하고 있다.

사공명 철도연 원장은 “도심 지상철도 부지를 시민 편의공간으로 신속하고 경제적으로 전환할 수 있는 연구 성과”라며 “정부·지자체·산업계의 수요를 반영해 실용화까지 최선을 다하겠다”고 전했다.