[보고서]교량이 갖는 구조적 특성

목차

1. 남해대교 - 현수교

2. 압해대교 - 아치교

3. 서해대교 - 사장교

4. 한강철교 - 트러스교

5. Millau Viaduct Bridge(미요대교) - 사장교

본문내용

을 자갈층에 내려 박아 기초 콘크리트를 했다. 이 교량은 당초 사람의 통행을 위해 철도 한쪽 또는 양쪽에 폭 1.2m의 인도를 가설하기로 했으나 일본측이 공사비를 절감하기 위해 이 조건을 폐지시켰다.
한강철교 A선의 준공으로 경인선이 개통된 이후 운행밀도의 심화와 1905년 경부선철도의 부설로 수송량이 증대되어 기존교량의 개축과 함께 교량의 복선화가 요구되었다. 이에 따라 1911년 7월부터 기존교량의 상류 쪽에 한강철교 B선 가설공사를 착수하여 1912년 9월에 준공했고, 기존 교량의 강형 철거와 일부 교각의 신규 강형공사를 1913년 5월에 실시했다. 1927년 7월 대홍수로 인해 본교 및 피일교간의 제방이 유실됨에 따라 기존의 제방을 개축하여 교각으로 바꾸었으며, 교량의 구형을 3척(9.9m)이나 상승시켰다.
한강철교 C선은 1931년 만주사변 이후 경부선의 수송량이 급증함에 따라 가설된 교량으로, 자재난 등으로 인해 1944년에 완공되었다. 이 교량은 A선의 하류쪽으로 약 50m 떨어진 곳에 가설된 복선철교로 교량의 구조형식은 강재 트러스교이다.
기존 교량과의 조화를 고려하여 중앙 경간 교각의 형고를 높게 한 곡현형으로 역 아치형의 3경간 연속 복사구형을 취했으며 중앙 경간을 길게 하고 양쪽 끝 경간을 짧게 했다. 교량의 하부구조는 잠항공법과 정통법으로 시공했다.
이들 교량은 6·25전쟁으로 3선이 모두 폭파되었으나 1950년 10월부터 1951년 6월까지 A선의 가복구공사를, 1952년 2월부터 6월까지 B선의 가복구공사를 실시해 임시로 사용하다가 1957년 7월에 C선을 완전 복구했고, 1969년 6월에 A, B선의 개량공사를 실시함에 따라 3선이 모두 완전 복구되어 현재에 이르고 있다.
<그림2. 폭파된 한강철교>
지금의 한강철교는 A, B 그리고 C구간을 모두 합쳐서 말하지만 사실 세 구간이 하나의 거더나 기초로 연결되 있지 않음에도 제2한강철교 등 으로 표현하지 않고 하나의 명칭으로 표현하는 것은 시대의 과정도 있다고 생각되지만 엄히 떨어져 있다면 각각의 명칭을 붙이는 것도 오히려 가치를 높일 수 있지 않을까 생각된다.
트러스 형식으로만 구성된 교량으로 어떠한 이미지를 형상화 하기는 힘들어 보인다. 트러스 자체가 이미 외적 형태를 구속하고 있기 때문에 변형한다면 그건 더 이상 트러스가 아니기 때문이다. 물론 트러스교와 현수교나 사장교를 접목한 교량들에서는 이미지를 형상화 하여 표현한 교량들이 있지만 역시 그러한 교량들에서 트러스는 외관상 첫 번째 이미지를 담당하고 있지는 않다.
최근 건설되는 교량들을 보면 대부분 케이블을 이용한 사장교나 현수교가 주류를 이루고 있다. 앞으로는 더이상 다리건설에서 트러스가 중심축을 담당하지 않을것이란 사실을 표현하고 있는 것일지도 모른다.
5. Millau Viaduct Bridge(미요대교) - 사장교
3년 동안 3억 9천만 유로를 들여 지어진 미요대교의 높이는 343ｍ로 에펠탑보다 높고, 길이는 2천460ｍ로 샹젤리제 거리보다 길다.
<그림1. 미요대교 전경>
미요대교는 완공과 동시에 세계에서 가장 높은 탑문, 세계에서 가장 높은 기둥, 세계에서 가장 높은 자동차 도로로 세 개의 타이틀을 한번에 거머쥐는 규모적 웅장함을 보여주었다.
프랑스 정부는 프랑스 남부지역과 스폐인과의 통행서을 향상시키고 매년 여름 휴가철에 스폐인으로 향하는 상당한 통행차량으로 인한 반복되는 병목현상을 해소코자 프랑스 남부의 Millau 지방의 Tarn 계곡을 통과하는 A75 자동차 전용도로의 도로구조 개선 필요에 따라 계곡을 통과할 다경간 사장교 건설을 추진하게 된다.
미요대교는 Clermont-Ferrand에서 Beziers를 연결하는 A75 자동차 도로로서, 영국인 건축가 로드 포스터가 설계하고, 에펠탑을 건립한 건설회사인 에파주(Eiffage) 그룹의 La Compagnie 여 Biaduc de Millau가 수주하여 39개월(기존 42개월에서 3개월 축소되었다고 함)내 완공을 목표로 2001년 10월 착공하여 2004년 12월 14일에 완공되었다.
건립비용(3억9400만 dbn로)은 에펠탑을 건립한 건설회사인 에파주(Eiffage)가 댔다. 에파주는 대신 향후 75년간 통행료를 징수해 투자자금을 회수하게 된다. 다리 건립을 위해 철재와 콘크리트 자재만 29만톤이 들어갔다고 하니 엄청난 규모를 보여주는 또 다른 표현이라 할 수 있겠다.
주탑을 포함한 7개의 교각으로 구성된 다경간 사장교로서, 상부는 1면 케이블 사장교 형식과 강박스 강상판, 강주탑으로 구성되었고, 하부는 1주에서 V자형 2주로 분리형식의 콘크리트 교각으로 구성되었다. 기초는 지름 5.5m 철근콘크리트 말뚝 4개를 15m 아래 암반까지 연장하여 박은 말뚝기초형식을 택하였다.
설계과정에서 최초 임시교각을 사용하여 가설하려 했으나, 선두 거더에 미리 주탑을 설치하고 엑스트라 케이블로 시공시 외팔보로 지지하도록 새 대안을 제시하였다고 한다. 최종적으로는 강을 통과하는 지간을 제외한 지간들 사이에 구조물 변형 및 바람등의 문제점이 발생하여 그 지간들 사이에도 임시교각을 가설하는 방법을 택하였다.
미요대교의 시공 과정은 건설 이래로 시도된적 없는, 구조형식에 대한 기준이 전혀 없는 방법으로, 온도변형 및 장기변형에 의한 2차 부정정력이 과다 발생되고, 풍동역학적 안전성까지 확보되지 못한 상황이었다고 한다.
미요대교의 시공절차를 보면 다음 그림과 같다.
<그림2. 미요대교 시공절차>
V자와 역V자 형으로 구성된 주탑에 다리가 지나가는 형상은 마치 바늘구멍에 실을 꿰는 형상과 같다고 말한다.
거대한 규모의 미요대교가 사진 한 장에 담긴 모습을 보면 실 가닥처럼 가늘고, 배경과 어우러져 가볍게 떠있는 듯한 느낌이다. 안개가 끼면 구름위에 떠있는 느낌이라고 표현하는 것을 보면 지금까지 듣고 봐왔던 어느 다리보다도 가장 흥미를 자극하는 다리이다.
<그림3. 미요대교의 안개낀 모습> <그림4. 미요대교의 야경>
미요대교는 인간의 상상을 현실로 보여준 토목기술의 획기적인 발전으로 평가받고 있다. 이론적인 내용을 현실화한 시공기술의 성과로 초장대교량의 시공이 먼 일이 아님을 보여주고 있다.

키워드

교량,   다리,   구조,   토목,   건설,   남해대교,   압해대교,   서해대교