➊ 현장에서 유간 조정이 가능한 신축이음장치

우리가 지나가는 도로나 교량 같은 대형 구조물은 일정한 간격의 틈을 두고 시공된다. 이는 날씨, 특히 기온 변화와 밀접한 관련이 있다. 여름철 전선이 늘어나는 것처럼 구조물도 기온이 오르면 팽창하고, 기온이 떨어지면 수축한다. 도로나 교량은 대부분 콘크리트나 강철처럼 단단한 재료로 만들어지기 때문에, 이런 팽창과 수축이 반복되면 내부에 균열이 생기거나 심하면 파손될 수 있다. 이를 방지하기 위해 구조물 사이에 일부러 틈을 두어, 온도 변화에 따라 자연스럽게 늘어나거나 줄어들 수 있는 여유 공간을 확보하는 것이다.
이 틈 사이를 유연하게 연결해 주는 것이 바로 신축이음장치(Expansion Joint)다. 신축이음장치는 구조물 간의 연속성을 유지하면서 팽창과 수축에 따른 변형을 흡수하고, 동시에 충격을 완화하는 역할도 한다. 대부분의 신축이음장치는 설치 현장으로 반입되기 전에, 공장에서 미리 틈의 길이를 계산해 제작된다. 이때 사용되는 틈의 길이(전문 용어로는 ‘유간’)는 기상청의 온도 데이터를 기준으로 산정된다.
문제는 유간이 실제 현장 상황이나 시공 시점의 온도에 따라 조금씩 달라질 수 있다는 점이다. 계획대로 제작하더라도, 현장에서 온도가 다르면 구조물의 팽창 정도도 달라지기 때문에 오차가 발생할 수밖에 없다. 기존의 대부분 신축이음장치는 공장에서 유간을 고정한 상태로 납품되기 때문에, 현장에서 유간을 조정할 수 없다. 설치 과정에서 유간이 맞지 않으면, 고무시트가 찢어지거나 장치가 파손되는 문제가 발생하기도 한다. 이러한 손상이 발생하면 빗물이 침투해 교량받침이 부식되고, 유지·보수 비용이 증가하는 결과로 이어질 수 있다.
이를 해결하기 위해 ㈜두드림테크는 새로운 해법을 제시했다. 바로 ‘현장에서 유간 조정이 가능한 신축이음장치’이다. 이 신기술의 핵심은 두 가지 장치에 있다. 첫째는 ‘프리세팅 장치’이다. 현장에서 나사를 조이거나 풀어 가며 틈의 크기를 정밀하게 조정할 수 있게 해주고, 동시에 장치 본체가 움직이지 않도록 단단히 고정해준다. 둘째는 ‘프리세팅 덕트’이다. 이 덕트는 유간을 조정할 때 본체가 돌거나 뒤틀리지 않도록 잡아주며, 구조물의 신축 방향에 맞춰 안정적인 조정이 가능하도록 돕는 역할을 한다. 또한 이 기술은 핑거형, 레일형, 뉴모노셀형 등 다양한 신축이음장치에 적용할 수 있어 적용 범위도 매우 넓다.
‘현장에서 유간 조정이 가능한 신축이음장치’는 1/100mm 단위까지 정밀하게 조정할 수 있고, 고무시트를 삽입한 상태에서도 조정이 가능하기 때문에, 기존 장치에 비해 시공이 훨씬 수월하다. 이로 인해 시공 품질은 높아지고, 고무시트나 주변 구조물의 손상도 줄어들어 유지·관리 비용이 절감되고, 교량의 수명도 연장된다.
신축이음장치는 눈에 잘 띄지 않지만, 구조물의 장기적인 안전성과 직결되는 핵심 부품이다. ㈜두드림테크의 이 신기술은 소규모 교량은 물론, 대형 장대교량에도 적용 가능하며, 직접 제품을 생산하고 품질을 관리하기 때문에 제품의 신뢰성과 균일성도 보장된다. 이 기술은 현장 적응성, 시공 정밀도, 유지·관리 효율성을 동시에 향상시키며, 앞으로 교량 및 도로 인프라 시공의 새로운 표준이 될 가능성을 보여주고 있다.

현장에서 유간 조정이 가능한 신축이음장치의 형상

신축이음장치 적용 범위

핑거형 신축이음

레일형 신축이음

뉴모노셀 신축이음

➋ 원형단면 중심부에 관통홀을 형성한 강재 통공앵커를 사용한교량받침 교체공법(EPF 교량받침 교체공법)

국내 대부분의 교량은 1970~80년대 급속한 경제 성장기에 건설되어, 최근 노후화가 빠르게 진행되고 있다. 이에 따라 노후 교량에 대한 선제적인 보수·보강이 필요한 실정이다. 교량 유지·관리에서 가장 중요한 구조 요소 중 하나가 바로 교량받침이다. 교량받침은 교량의 상부구조와 하부구조 사이에 설치되어, 상부구조를 지지하고 상부에 작용하는 하중을 하부로 안전하게 전달하는 핵심 부재이다. 또한 상부구조의 수축과 팽창에 따른 교량 구성요소들 간의 변위가 전달되지 않도록 해주는 역할도 한다. 따라서 교량의 안전성을 유지하기 위해서는 노후된 교량받침을 효과적으로 교체하는 기술이 매우 중요하다.
기존의 교량받침 교체 방식은, 노후 받침을 제거한 후 신규 소울플레이트를 설치하고, 받침과 구조물 사이의 빈 공간을 에폭시(고강도 접착제)로 채우는 방식이 일반적으로 사용되었다. 이 방식은 교량 하부에서 작업을 진행해야 하므로, 에폭시를 아래에서 위로 주입하는 상향식 방식으로 시공하게 되어 여러 문제가 발생했다.
특히, 기존 소울플레이트를 해체하면 상면이 평탄하지 않고 불규칙한 형태의 공간이 형성되는데, 이 상태에서 소울플레이트를 부착하고 에폭시를 주입하면 공동부를 완전하게 충전할 수 없어 빈 공간인 에어포켓이 생기기 쉽다. 또한, 에폭시가 빈틈없이 충전되었는지를 시공 중에 확인하기 어렵기 때문에, 제대로 채워지지 않은 상태로 마감되는 경우가 많았다. 공동부가 에폭시로 완전하게 충전되지 않은 받침부는 하중이 고르게 전달되지 않고 일부에 집중되어 집중응력이 발생하면서, 구조적인 결함이나 파손, 누수 등의 문제가 생길 위험이 있었다. 결국 교량의 안정성과 내구성 저하로 이어질 수 있는 심각한 상황이 발생할 수 있게 된다.

통공앵커 에폭시 충전 과정

이를 해결하고자 ㈜지승씨앤아이는 세계 최초로 통공앵커를 활용한 교량받침 교체 기술인 ‘EPF 교량받침 교체공법’을 개발했다. 이 공법은 관형 구조의 통로를 갖춘 통공앵커를 활용하여 에폭시를 상부로 주입한 후, 주입된 에폭시가 다시 하부 토출구를 통해 역방향으로 배출되도록 설계된 시스템이다. 이 방식은 주입 공간 내에 남아 있는 공기를 완전히 제거할 수 있으며, 에폭시가 100% 충전되었을 때 토출구를 통해 배출되는 것을 확인함으로써 충전 완료 여부도 명확하게 확인할 수 있다.
이를 통해 소울플레이트 상면의 불규칙한 형상으로 인해 발생하는 빈 공간을 완벽하게 메워, 구조물과 일체화된 고품질 연결 구조를 형성하게 된다. 덕분에 하중이 균등하게 분포되고 집중응력을 효과적으로 분산시킬 수 있어, 구조적 안정성과 시공 품질을 모두 향상시킬 수 있다.
EPF 공법은 통공앵커와 소울플레이트를 사전에 볼트결합하고, 특수 제작된 니플(이음 부품)을 이용하여 에폭시 주입과 배출을 진행한다. 이로 인해 좁고 시공이 어려운 현장에서도 비교적 손쉽게 시공이 가능하며, 작업자의 안전성 또한 개선되었다.
㈜지승씨앤아이의 EPF 교량받침 교체공법은 2021년부터 현재까지 총 12건의 교량 유지보수 사업에 적용되어, 기술의 우수성을 입증하고 있다.

통공앵커

EPF 공법의 통공앵커 사용 에폭시 주입 개요도