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국내최초 포트형(탄성복원체) 철도교량 면진받침 개발

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기사입력 : 2020.03.24
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매크로드(주), 철도·교량 내진·면진 전문성·기술력 ‘으뜸’
신개발품, 수직 처짐 없고 수평변위 조절·지진복원력 제공

 
경주·포항 지진으로 우리나라가 지진 안전지대가 아니라는 인식이 강해지면서 철도교량에도 내진·면진 기능 확보가 요구되고 있다.
 
도로·철도 교량 내진(면진) 전문기업 매크로드(주)(대표 최은철)가 최근 국내 최초로 ‘탄성복원체를 적용한 포트형 철도교량용 면진받침(이하 포트형 면진받침)’을 개발해 화제다.
 
최은철 대표는 “업계에 철도를 전공한 사람이 없다보니 철도 궤도의 선형 변형이나 교량 처짐이 안전에 얼마나 심각한 영향을 초래하는지를 모른 채, 일부 성능을 담보할 수 없는 면진받침이 적용되고 있다. 이는 시간이 지나면 대형철도 사고를 유발할 수 있어 이를 해결해야겠다는 생각에 지속 관심을 갖고 연구개발해 왔다”고 말했다.
 
기존에 상용화되고 있는 면진받침은 도로교량에 주로 적용되던 제품으로 철도교량에 적용하기에는 제약이 있다. 철도교량은 수직 처짐을 최소화해야 하고, 교축직각방향으로는 이동이 제한돼야 하는 경우가 있어 적용이 어렵다. 이를 철도교량에 적용할 수 있도록 개선해 개발된 제품이 ‘포트형 면진받침’이다.
 
매크로드(주)가 개발한 ‘포트형 면진받침’은 탄성복원체(고무)를 설치해 받침에서 발생하는 수평변위를 조절하고, 지진에 대한 복원력을 제공하는 개념으로 개발됐다. 교량 상부의 하중을 교량하부 구조물에 전달하는 수직하중에 대한 저항을 위해 포트형 하부구조를 채택, 초기 처짐 및 크리프 처짐을 최소화했다. 또한 철도교량에 상시 발생하는 열차에 의한 피로(반복)하중을 포트형 하부판 내부에 있는 수직 탄성체에 의해 제어되도록 개발됐다.
 
최 대표는 “기존에는 면진받침에 철도용이란 개념이 없었다. 그래서 슬라이딩 기능만 가지고, 복원기능도 없었다. 그런데 우리는 옆구리 부분에 전단거동 탄성체를 결합시켜 상시에는 거동하다가, 지진시 베어링(특수마찰재) 및 탄성체의 변위제어로 지진력을 감쇄시키고 나중에 복원시켜주는 기능을 한다”고 말했다.
 
거듭 그는 “그리고 철도에 취약한 궤도 처짐을 최소 2㎜ 미만으로 잡아주고, 철도의 궤도가 틀어지지 않도록 상부구조물과 하부구조물의 상대적 변위 발생시 받침에 대해 교량이 교직방향에 대해서는 제한되도록 한 것도 우리기술의 특징이다. 철도의 궤도가 틀어지게 되면 탈선 사고를 불러올 수 있다”고 설명했다.
 
이와 관련 동사는 특수마찰재와 탄성복원체에 대한 소재시험을 통해 면진성능을 만족하는 최적의 소재를 찾아 적용했다. 그리고 시제품(수직용량 2500kN, 5000kN)을 제작, 내진성능시험(수직하중 재하, 수직/수평 재하, 회적)·면진성능시험(전단특성, 전단피로) 등을 수행한 결과, 관련기준에 제시된 목표성능을 모두 만족한 것으로 나타났다.
 
이 기술은 지난 2018년 중소기업 산학연협력 기술개발사업(도약협력)에 선정된 바 있으며, 최은철 대표는 동 연구와 관련 박사학위 논문도 준비하고 있다.
 
매크로드(주)는 지난 2004년 설립이래 탄성교량받침, 신축이음장치 등 도로 및 철도·교량의 내진·면진 보수·보강 자재와 방음벽 등 도로자재, 그리고 시공기술개발을 통해 150여건 특허를 보유하고 있는 기술집약형 벤처기업이다. 
 
/2020년 3월 24일 동아경제 성창희 기자

 

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