한국건설기술연구원(원장 김병석, 이하 건설연)은 전국의 유명 관광명소에서 흔하게 볼 수 있는 케이블 보행교(이하 출렁다리)의 안전관리를 위한 검사 장비 및 모니터링 시스템을 개발했다고 밝혔다.

케이블 보행교란 보행자의 통행을 위해 케이블을 주 부재로 일정 수준의 흔들림을 허용하는 교량을 말한다. 흔히 출렁다리, 흔들다리, 구름다리 등으로 불린다. 국내에는 200여 개의 출렁다리가 있으며 이 중 100개 내외의 교량이 최근 7년간 건설됐다. 관광명소로 잘 알려진 국내 주요 교량의 경우 연간 200만 명 이상의 관광객을 유치하는 등 다수의 보행자가 사용하고 있다. 그러나 출렁다리에 대한 유지·관리 업무는 각 지방자치단체가 독립적으로 진행하고 있어 안전관리 수준 상향을 위해 일원화된 관리시스템이 필요하다. 

이에 건설연 구조연구본부 연구팀(팀장: 김병철 박사)은 출렁다리에 최적화된 전자기 센서 기반 비파괴 검사 장비 및 보행 하중 모델을 포함한 안전 및 유지관리 시스템을 개발했다. 도로교와 달리 출렁다리는 구조적으로 허용되는 진동과 흔들림 때문에 이에 특화된 모니터링 분석 알고리즘 개발이 필요하다. 이에 연구팀은 기존 설계기준에서 목표로 하는 보행자의 안전 확보뿐만 아니라 교량의 진동이 보행자에게 미치는 심리적인 영향을 분석모델에서 고려할 수 있도록 했다.

또한, 국내 환경을 고려한 출렁다리 현장점검 매뉴얼을 개발했다. 출렁다리의 유지관리는 지방자치단체에서 독립적으로 수행하고 있는데, 모든 관리주체가 일관된 수준의 교량 유지관리 업무를 수행할 수 있도록 시스템을 구축하고 현장점검 매뉴얼을 마련한 것이다. 

개발된 기술은 건설연에서 운영 중인 ‘교량 구조물 스마트 유지관리 플랫폼’(이하 플랫폼, www.bmaps.kr)에 탑재했다. 출렁다리 현장에서 태양광 등을 통해 생산되는 전력을 활용하여 24시간 진동 및 온·습도를 계측한다. 

수집된 데이터는 실시간으로 플랫폼으로 전송되어 장기 계측 데이터로 관리되고 계절 변화 및 진동 수준에 따른 통계 분석을 수행하고 있다. 또한, 향후 출렁다리 일반 진동 사용성 기준 수립에 활용될 예정이다.

관리주체는 플랫폼을 통해 해당 교량의 일간, 월간의 단위 시간당 추정 보행량 통계, 데이터 분석 결과로 제안된 진동 관리 기준치를 확인할 수 있다. 확인된 내용을 통해 통행 제한, 유지관리 등 해당 출렁다리의 운영 및 안전관리에 대한 의사결정의 근거로 활용이 가능하다.

제주시 용연구름다리

제주시 용연구름다리에 현장 적용한 모습

순창군 강천산군립공원 구름다리

순창군 강천산군립공원 구름다리에 현장 적용한 모습

개발된 출렁다리 안전관리 시스템은 현재 제주시 용연구름다리와 순창군 강천산군립공원 구름다리에 시범 적용하여 모니터링을 위해 활용되고 있다. 또한, 시스템의 활용도를 극대화하기 위해 관리주체 실무자 대상 세미나 및 교육 등을 추진 중이다. 국민 안전 확보를 위한 제도적인 개선 방안 논의를 위해 지자체 및 정부 부처와 협력을 확대하고 있다.

김병석 원장은 “관광지에서 흔하게 볼 수 있는 출렁다리에 대한 일관된 안전관리 시스템을 도입함에 따라, 대형사고 예방을 위한 안전장치가 되어줄 것으로 기대한다”고 밝혔다.

이번 성과는 과학기술정보통신부의 지원으로 건설연 주요사업(목적형 R&R) 구조연구본부 대표과제 “케이블 보행교(출렁다리) 안전관리 기술 개발(2021~2023)”을 통해 개발됐다.