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Yan's Amazing Dimension

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한국 최초의 현수교 남해대교


남해대교는 완도, 강화, 안면, 거제도에 이어 다섯 번째로 완성된 연륙교이며, 한국 최초의 현수교로 5,000톤급 선박이 통행 가능하도록 항로폭 300m와 형하고 25m를 확보하였다. 1968년 5월에 착공하여 1973년 6월 22일 준공되었다. 교량이 위치하고 있는 노량리 주변은 섬진강 하구에서 약 10km 위치하고 있으며, 수심이 36m나 되고, 조류가 빨라 장대교의 건설이 유일한 대안이었다. 설계활하중은 당시 AASHTO에 규정된 가장 큰 하중인 HS 20-44를 사용했으며, 기본풍속은 25m/s, 온도하중은 기준온도에 대해 +30°C, 지진하중은 설계에 고려하지 않고 수평가속도를 사용, 안전에 대한 검토를 하였다. 

설계·시공상의 특징으로서 주탑은 높이 60m(210Ton)의 본체를 모노박스 구조로 공장제작 하여 데크바지로 해상운반 후 250톤급 플로팅 크레인을 사용하여 교각상에 일괄 가설하였고, 케이블은 직경 258mm의 평행선 케이블을 Air Spinning 공법으로 가설하였으며, 보강형은 내풍안전성, 경제성면, 에서 유선형 단면의 강상형을 전부 현장용접을 하였고 가설은 표준길이 25m(중량 약70Ton)의 블록을 케이블위의 리프팅빔을 사용하여 해상에서 인양 가설하였다. 본 교량은 당초 내후성강판(SMA50, 41) 위에 MIO계 변성염화 고무수지도장을 적용하였고 그 후 수용성 무기징크 실리게이트계 도장을 실시하였으나 박리현상 및 색상 등의 문제점으로 유색 중방식도장으로 재도장을 실시중에 있다. 이 주요 부재 사용량을 보면 강재 4,192Ton, 시멘트 269,000Ton이 사용되었으며, 설계 및 시공에서 국내 기술이 부족했고 또한 일본차관 사업으로 인해 부득이 일본 기술진에 의존할 수밖에 없었다. 남해대교의 완공은 지역적으로 우리나라에서 세 번째로 큰 남해섬이 육지와 연결되어 이 지방 발전의 기폭제가 되었다.



거금도를 연결하는 소록대교

소록대교(거금도연륙교)는 전라남도 고흥군 도양 소록도 거금도를 연결하는 사업중 도양 - 소록도간 1단계 공사로 해상장대교 총연장 1,160m 중 470m의 모노케이블 자정식 현수교로서 국내 최초 및 일본의 고노하나교량에 이은 세계 2번째의 교량이다. 본 교량의 주요 특징은 자정식 현수교로 주케이블을 보강형 단부에 정착시키므로 대형 앵커리지가 불필요하며, 보강형 중앙에 1본을 배치한 모노 케이블 형식이므로 교면 주행시 개방감을 주어 운전자에게 쾌적함을 제공하며 행어의 중복성을 피해 현수교의 아름다움을 극대화시켰다. 보강형은 고정하중을 최소화하고 내풍안정성이 우수한 1 Box 2Cell 구조이다.

자정식 현수교는 주경간장이 짧으면서 현수교의 상징성을 갖는 교량형식으로서 한국의 고유한 한옥지붕을 형상화하여 국내의 지형 여건에 적합한 한국형 현수교이다.

인천공항과 인천을 연결하는 영종대교


영종대교는 아시아와 태평양 지역의 중추 공항으로서의 역할을 담당할 인천국제공항과 인천광역시를 연결하기 위하여 국내의 민자사업 제1호로 시행되었다. 도로와 철도 병용 교량으로서 현수교, 트러스교 및 강상형교로 구성된 복합 교량이며, 주항로부에 건설된 현수교는 91년 현상공모 당선작으로 우리나라 전통의 기와지붕의 처마곡선을 형상화한 3차원 케이블 자정식 현수교로 계절별로 다양한 조명을 연출함으로써 독특한 아름다움을 자아내도록 만들었다.

구조적으로 보면, 현수교와 접속트러스는 상층에 고속도로, 하층에 고속도로 및 철도를 배치한 2층 구조로 되어있다. 현수교 보강형트러스는 특수제작된 15,000톤급 대선을 이용해 해상운송하여 3,000톤급 플로팅 크레인(Floating Crane)으로 일괄 가설하였다.

현수교 및 접속교 트러스 해상부 일부는 3,000톤급 플로팅 크레인으로, 나머지 해상부는 Strand Jack Up 공법으로, 영종도측 육상부의 트러스는 승강식 교량가설공법 (Jacking Leg System)으로, 인천측 및 호도의 트러스는 단재가설공법으로 각각 가설되었다. 현수교는 케이블의 정착방법에 따라 타정식과 자정식 현수교로 구분되는데, 세계 최대규모의 자정식 현수교로 건설된 영종대교의 현수케이블은 3차원 형상을 가지고 있어 내풍안정성이 우수하다. 

교량을 지지하기 위한 특수한 부속물들은, 주탑부와 단부에는 지진시에도 저항할 수 있고 타정식 현수교의 Stay Cable처럼 복원력을 갖도록 Spring Shoe를 배치하였으며, 주탑 중앙 외측부 및 단부에는 교축직각방향 하중에 저항하기 위한 Wind Shoe를 배치하였고, 교축방향의 신장이나 회전 등을 흡수하며 단부반력을 교각에 효율적으로 전달할 수 있도록한 End Link와 부반력 방지용 Center Shoe가 배치되어 전체 현수교의 지지점을 형성하고 있다.

부산의 교통난 해소를 위한 광안대교


광안대교는 부산시 교통난 해소 및 항만물동량 처리를 위한 광역교통망 건설사업인 항만배후도로 확충 10개년 계획의 일환으로 추진중인 사업으로서, 부산시내와 동부지역간 교통과 해운대 신시가지의 발생 교통량을 처리하기 위하여 남천동 49호 광장에서 광안리 앞바다를 경유 수영로에 이르는 총연장 7.42km의 상·하층이 각각 4차로의 복층 자동차 전용도로교이다. 

이 가운데 중앙부인 광안리해수욕장 전면에 위치하는 현수교는 국내 최대 중앙 경간장을 가진 현수교로서 21세기 본격적으로 시작될 해상도로 교통시대의 웅장한 서막이 될 것이다. 설계조건을 보면 설계 속도가 80km/h이고 상층과 하층이 각각 편도 4차로로 구성되어 있다. 설계 풍속은 순간최대풍속 45km/sec이고 설계진도는 8(리히터 강도 5.5)이다. 

광안대교의 주교량인 현수교는 연장이 200+500 +200=900m이며 약 3만톤의 강재가 소요되었다. 주탑높이는 120m이고, 보강형 형식은 3경간 2힌지 보강트러스로 폭은 24.0m, 높이는 9.85m이고, 바닥판은 비합성구조의 강상판이 채택되었다. Cable 가설은 Air Spinning 공법을 적용하였으며 케이블 직경은 609mm, 행어직경은 61mm, 66mm이다. 영종대교는 복원력 확보를 위해 탄성고무받침을 사용한 반면 광안대교는 Tower Link 와 End Link 및 Center Stay와 End Stay를 사용하였다. 현수교의 시종점부에 위치한 앵커블럭은 중력식 구조로서 약 22,414톤의 케이블 축력을 지지할 수 있도록 설계된 구조물이다.


형보다 나은 아우, 제2진도대교


기존 진도대교가 DB-18로 설계되어 중차량의 통행제한에 따른 지역 농수산물 유통, 중량물 통과의 제약 및 진도군 내 수자원 고갈에 대비한 내륙으로 부터의 광역상수도 공급을 위한 연륙수단의 추가설치 필요성으로 제2진도대교를 신설하고, 장기적으로는 교통수요를 감안한 적절한 시기에 기존 진도대교를 1등급교량으로 성능을 향상시켜 궁극적으로 1등급 왕복 4차로의 연륙교를 운영하도록 계획하였다. 

제2진도대교는 턴키로 발주되어 기존 교량과 동일한 형식의 쌍둥이 사장교안이 선정되어 현재 시공중에 있다. 사장교형식으로는 국내 최초의 쌍둥이 교량으로서 세계적으로 일본의 쓰루미 카츠사교, 명항서대교, 미국의 Bay Town교에 이은 4번째의 병렬 사장교(Twin Bridge)이다. 이러한 병렬 교량의 바람에 의한 상호 간섭현상을 확인하기 위해 전산유체 해석(Computer Fluid Dynamic Analysis)과 2차원, 전교 모형 및 가설시에 대한 풍동실험을 수행하여 설계 풍속 75m/sec에도 안전하도록 설계 하였고 또한 신설교량 시공시에도. 근접기초가 안정 하도록 영향검토와 굴착공법선정에 만전을 기하여 안정성을 확보하였다.


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