세계에서 가장 긴 현수교를 짓는 대한민국 - 이순신 대교 (현수교란?)

안녕하세요.

 

오늘은 대한민국의 기술로 만들어진 "세계에서 가장 긴 현수교" "터키 1915 차나칼레 대교" 개통 소식을 전하면서

 

차나칼레 대교의 전신인 이순신 대교에 대해 그리고 현수교가 무엇인지 자세히 알아보겠습니다.

 

 

 

아래 캘리포니아 금문교, 브룩클린 브릿지, 고군산 대교, 이순신 대교의 공통점은 무엇일까요?

 

정답은 바로 "현수교(Suspension Bridge)"입니다. 

 

현수교는 우리가 알고 있는 다리를 뜻하는 말일까요?

 

 

 

현수교는 다리의 종류 중 하나입니다.

공식적으로 교량이라고 하고요, 국내에서는 보통 일정규모 이상이 되면은 큰다리라고 해서 대교라고 부르기도 하죠.

다리는 보통 교량(橋梁)이라고 부릅니다.

다리교는 양쪽 언덕 사이를 넘어간다는 말이며, 들보량은 나무다리로 물을 건너는 것을 뜻합니다.

교량은 물리적인 환경, 지반의 상태, 주변과의 조화, 교량 양쪽 끝 사이의 거리 등 다양한 요소를 고려하여 다리의 형식이 결정되며 크게 6가지로 나뉘어집니다.

 

 

 

 

여러 교각위에 들보로 구성된 교량은 거더교 girder bridge (잠실대교)

거더와 교량을 일체화하여 도로나 굴다리등에 활용되는 라멘교 rigid-frame bridge (청담대교)

건설자재가 가벼워 한강지역에 주로 활용되는 삼격형 구조의 트러스트교 truss bridge (성수대교)

계곡이나 해협에 주로 활용되는 아치형태의 아치교 arch bridge (서강대교)

케이블을 이용하여 폭이 넓은 강이나 바다를 이을때에는 사장교와 cable-stayed bridge (서해대교)

현수교 suspension bridge (이순신대교)가 사용됩니다.

 

 

특히 현수교인 이순신대교는 대림산업에서 건설한 세계에서 7번째로 긴 교량입니다.

 

 

이순신대교 전체 교량 길이 : 2,260m

 

이순신대교 주탑과 주탑 사이 길이 : 1,545m

 

 

 

 

주탑의 높이가 270m인데 63빌딩보다 훨씬 높습니다.

긴 교량과 높은 주탑, 섬과 섬 또는 섬과 육지를 연결해주는 현수교

이순신대교는 순수 국내 기술로 만들어진 현수교입니다.

 

 

현수교는 어떻게 만들어질까요?

이순신 대교는 주탑 사이의 거리가 무려 1.5km나 됩니다. 육지 사이의 거리가 1km이상이 되면 현수교가 가장 효과적인 방법이라고 할 수 있습니다.

 

 

현수교의 원리는 빨랫줄과 같다고 보면 됩니다.

양쪽 높은 기둥이 2개가 있고요, 이 기둥이 똑바로 서있을려면 이 기둥을 땅에 단단히 고정하는 줄이 필요하죠.

기둥사이를 연결하는 케이블이 있고, 기둥 양쪽에 땅에 연결하는 케이블이 있습니다.

기둥과 기둥 사이를 연결하는 줄, 그리고 기둥 양쪽으로 땅에 고정하는 줄.

이 줄이 현수교의 케이블이 되는 것이구요.

이 기둥이 현수교의 주탑

그리고 기둥을 연결하는 땅에 단단하게 고정하는 부분이 현수교의 앵커리지가 되는거입니다.

기둥(주탑)과 케이블, 그리고 앵커리지가 다 모여서 하나의 현수교를 완성하게 되는 것입니다.

 

 

주탑에 해당하는 기둥 높이는 주탑 사이의 거리인 주경간장이 길어질수록 높아지게 됩니다.

그렇다면 현수교의 높은 주탑은 어떻게 만들까요?

하나씩 쌓아 올려서 만들까요?

아니면 헬리콥터로 옮겨서 만드는 걸까요?

 

 

 

 

현수교는 기초 시공을 한 뒤에 기계를 이용해서 주탑을 점차 쌓아 올리게 됩니다.

이때 높은 주탑이 무거운 케이블과 상판을 튼튼하고 안전하게 지지할 수 있는 이유는

해저면에 튼튼한 기초가 시공되었기 때문입니다.

주탑을 쌓기 전 기초 말뚝을 설치하게 되는데 이때 기초 말뚝은 지진에 의해 지반이 흔들리거나

선박에 충돌되어 주탑이 흔들릴 때 주탑 자체가 허용 범위 이내에서만 움직일 수 있도록 안전하고 튼튼하게 버텨주는 역할을 합니다.

 

 

 

 

이순신 대교 주탑 하단부에 있는 말뚝은 약 14,500톤의 케이블과 24,000톤의 상판 무게를 견뎌야하고

차량이 대교를 이동할 경우 하중이 안전하게 지반에 전달될 수 있도록 만들어졌습니다.

이 모든 과정은 현수교가 튼튼하게 유지될 수 있도록 사전에 해저면 지반 조사와 설계시뮬레이션이 이루어졌기에 가능하며 이후 주탑 기초가 해저지반 내에 튼튼하게 고정되고 나면 주탑이 목표 높이에 도달할 때까지 24시간 동안 계속해서 콘크리트를 타설하며 건설합니다.

 

 

 

 

왜 콘크리트로 주탑을 시공하느냐고 물어보는 분이 간혹 계신데 콘크리트는 스틸보다 경제적이기도 하고 

이순신 대교처럼 큰 교량은 진동을 안정적으로 잡아주어야 합니다.

콘크리트는 스틸보다 훨씬 무겁기 때문에 진동을 잡아주는 데에 효과적인 재료입니다.

콘크리트로 건설된 주탑에 주케이블과 보조케이즐이 연결되고 나면 이후 도로에 해당하는 상판을 보조케이블에 연결합니다.

 

이때 정밀한 작업을 위해 기술자들은 캣워크라고 불리는 공중에 설치된 작업 발판에서 작업을 진행합니다.

캣워크는 공중에서 작업하는 공간이라고 볼 수 있는데요.

케이블을 연결하고 상판을 연결하는 대부분의 작어비 캣워크에서 진행됩니다.

캣워크의 길이가 워낙 길다 보니 식사를 이곳에서 해결해야 할 때도 있고 물론 양족 주탑에 식사 장소와 화장실이 있긴 하지만 워낙 거리가 있다 보니 어쩔 수 없이 불가피한 상황이 발생하기도 하죠.

 

 

 

 

이순신 대교의 경우 90여개의 상판블럭이 주케이블과 연결되어 있는데 교량 중앙부에 상판을 매달고 나면 그 무게로 인해 주케이블이 12m나 처지게 됩니다.

하지만 이 또한 사전에 미리 예측하고 계산되어 있던 수치입니다.

상판을 설치할 때 케이블이 얼마나 처지는지 

상판을 모두 설치했을 때와 초기 설계과정의 교량 모양이 일치하는지

이렇게 시공 중에 구조물의 변화를 사전에 시뮬레이션하고 현장에서 계획대로 시공될 수 있도록 하는 기술이 현수교 시공의 핵심이라고 보시면 됩니다.

 

 

 

지금까지 현수교를 짓는 방법에 대해 알아보았습니다.

 

다음 시간에는 대한민국이 또사이 일을 낸 세계에서 가장 긴 현수교

 

"터키 1915 차나칼레 대교"에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

감사합니다.