현수교는 `토목공학의 꽃`…첨단 신공법 대거 사용

현수교는 `토목공학의 꽃`…첨단 신공법 대거 사용

 

케이블 설치엔 '에어스피닝'·주경 시공엔 '슬립 폼'…

 

스키장 리프트처럼 바퀴 모양의 활차가 왕복하면서 케이블을 설치하는 '에어스피닝 공법'에 사용된 가설 장비들. 대림산업 제공

 

현수교는 교각(기둥)과 교각 사이를 케이블로 연결하고, 케이블에서 수직으로 늘어뜨린 강선에 상판(도로 구조물)을 달아매는 방식의 교량이다. 두 기둥(주경)에 묶은 팽팽한 빨랫줄(케이블)에 빨래(상판)를 너는 것과 같은 원리다. ‘하늘과 바다 사이의 평행선’ ‘철로 만든 하프’라는 별칭이 붙은 현수교는 최첨단 토목기술과 고차원적인 구조역학이 만들어낸 ‘토목공학의 꽃’으로 불린다.

여수산단 진입도로 5개 공사구간 중 3공구에 해당하는 이순신대교는 첨단 공법이 대거 사용됐다. 이순신대교의 케이블 설치 작업에는 ‘에어스피닝(air spinning) 공법’이 적용됐다. 이 공법은 스키장의 리프트와 같은 원리로 자동차 바퀴 모양의 활차가 5.35㎜ 두께의 와이어(소선) 4가닥을 가지고 광양시 쪽에 연결된 고정대인 앵커리지에서 출발해 주경과 주경을 연결한 후 반대편 묘도 쪽 앵커리지까지 반복적으로 왕복하면서 케이블을 만드는 방법이다. 활차가 한 번 왕복할 때마다 8개의 소선이 만들어지며 소선 400개가 모여 1개의 ‘소선 묶음(스트랜드)’을 구성한다. 소선 1만2800가닥으로 구성된 총 32개의 스트랜드가 모이면 하나의 케이블이 완성된다. 두 개의 케이블에 들어가는 소선 길이는 7만2000㎞로 지구(약 4만㎞)를 1.8바퀴 도는 거리다.

이순신대교의 주경은 하루에 2m씩 높여가는 ‘슬립 폼(slip form) 공법’으로 11개월 만에 완공됐다. 슬립 폼 공법은 콘크리트 거푸집을 떼어내지 않고 유압 잭을 이용, 거푸집을 자동으로 상승시키는 공법이다. 24시간 연속으로 콘크리트를 타설할 수 있기 때문에 일반적인 공법에 비해 50% 정도 공기 단축 효과가 있다. 대림산업은 주경 가설의 오차를 최소화하기 위해 레이저 및 위성 GPS를 활용한 24시간 정밀측량을 실시했다.

교량 상판은 강풍이 심하고 태풍이 자주 출몰하는 지리적 여건을 감안, ‘트윈박스 거더(데크)’를 국내 처음 도입했다. 유선형의 비행기 날개 모양인 트윈박스 거더는 거더 중간에 바람 길을 터 줘 양방향 도로를 하나로 묶은 일체형 거더에 비해 내풍 안정성은 65% 높은 반면 중량은 5% 정도 줄일 수 있다. 이를 위해 이순신대교를 165분의 1로 축소한 모형을 제작한 뒤 2·3차원 풍동실험을 실시, 초속 90m까지 견딜 수 있음을 입증했다.

김진수 기자