건설산업 현장(현수교 공법 다리, 내진설계)

건설산업 현장(현수교 공법 다리, 내진설계)

건설산업 현장(현수교 공법 다리, 내진설계)

울산에서 차로 4시간 정도가 걸리는 전남 신안에 있는 새천년대교 공사현장입니다. 새천년대교는 2010년에 착공했습니다. 대교가 완성되면 전남의 새로운 랜드마크로 많은 관광객들을 모으는 효과도 얻을 수 있게 됩니다. 새천년대교는 총 연장길이가 10.8km가 되는데 해상이 7. 2km가 되는 해상교량 현장이 되겠습니다. 전체 교량 중에 두 개교로 나눠져서 하나는 사장교 현장이 되겠고 한쪽은 현수교 현장이 되겠습니다. 금일 보실 현장은 현수교 현장으로서 현재 주탑이 3개로 이뤄져서 삼주 탑 현수교라고 명명을 하고 있습니다. 전체 공기는 현재 54% 정도 이뤄졌고 2018년 8월을 준공 목표로 현재 공사가 이뤄지고 있습니다. 새천년대교는 1공구 사장교, 2공구 현수교로 나누어 공사를 진행하고 있습니다. 이 대교가 완공되면 인천대교에 이어 국내에서는 2번째로 긴 교량이 되는데요. 특히 현수교는 주탑이 세 개로 이뤄진 세계 최초 해협 횡단 다경관 현수교입니다. 좀 더 자세히 살펴보고 싶어 현장의 협조를 받아 개통되기 전인 새천년대교에 올랐습니다. 아직 완공이 되기 전이긴 하지만, 다리가 매우 크고 웅장하다는 느낌을 받을 수 있었습니다.

현수교 공법을 이용한 다리

현수교는 케이블을 이용해서 긴 경관 다리 기둥 없이 멀리 나갈 수 있게 케이블을 이용한 현수교 공법이고요. 지금 우리가 서 있는 여기는 접속교라고 해서 메인 교량의 주변에 있는 다립니다. 이 부분은 저쪽 육상부에서 만들어져서 이렇게 다리를 밀어냅니다. 약에 이 바다 위에서 만드려고 하면 밑에 봉발이 도 세워야 되고 바다에서 공사하기 어렵겠죠. 그래서 기초하고 기둥만 만든 다음에 교량은 저쪽 육상에서 만들어서 밀어내는 공법입니다. 그래서 우리가 IML이라고 얘기를 하는데 전문용어로 쉽게는 밀어내기 공법이라고 생각하시면 됩니다. 현재 새천년대교 건설에는 다양한 공법이 사용돼 주목받고 있습니다. 팀장님이 설명해 주신 IML공법은 내구성과 품질이 뛰어나고 시공 중에 해상환경 피해를 최소화할 수 있는 공법입니다. 세계 최장 길이의 새천년대교를 만들기 위해서 이 IML공법을 활용해 최적의 압출 시스템을 구출하고 있습니다. 앞으로 신안군 압해도와 암태도를 잇게 될 새천년 대교는 섬과 섬을 연결하는 교량으로 대교가 완성되면 수많은 사람들이 좀 더 쉽게 왕래가 가능해집니다.

내진 설계 기술 : 설계의 개념

지난 2016년 9월, 우리에게는 끔찍한 일이 일어났습니다. 경주에서 규모 5. 8의 지진이 일어나면서 우리나라도 더 이상 지진의 안전지대가 아님을 절실히 깨달았는데요. 이에 따라 사람들이 내진설계에 대해 상당한 관심을 보이는 계기가 됐습니다. 우리나라 건축물의 내진 설계 규정은 1988년에 처음 시행이 되었는데요. 현재는 2015년에 개정된 규정에 따라 3층 이상, 13미터 이상 건물에 적용되고 있습니다. 우선, 설계라는 개념은 건물이나 시설물이 외부에서 받는 힘, 우리가 보통 공학적으로는 하중이라고 그럽니다. 그 하중에 견디도록 안전하게 만드는 것을 설계라고 하고요 그 하중의 종류는 굉장히 많습니다. 가장 기본적으로 건물이나 시설물이 가지고 있는 무게가 있을 수 있고요 건물 같으면 사람이나 가구 무게 도로 같으면 차량의 무게 이런 것들이 있을 수가 있죠. 근데 지진이 일어나게 되면 땅이 흔들리고 건물이 흔들립니다. 건물이 흔들리면 관성력이라는 힘이 작용하는데 그 힘에 대해서 건물이나 시설물이 무너지지 않게 안전하게 만드는 것을 우리가 내진설계라고 합니다. 내진이라는 의미는 큰 의미로 보면 지진에 견딘다라는 의미기 때문에 그 안에는 작은 의미의 내진도 있고요 면진도 있고 제진도 있습니다. 그래서 작은 의미의 내진설계는 특별한 장치 없이 건물에 연성을 부여를 한다고 합니다. 그건 뭐냐면은 대나무는 부러지지 않고 휘청휘청하잖아요. 그러한 성질을 부여함으로써 지진에 견디도록 하는 거고요. 면진은 건물과 땅의 기초 사이에 특별하게 굉장히 연약한 부드러운 받침을 넣게 되면서 지진이 일어나면 지진력이 전달되지 않도록 하는 개념이고요 제진 같은 경우는 대표적으로 댐퍼(Damper)이라는 것이 있습니다. 굉장히 점성이 큰 물질이 들어간 장치를 사용하게 되면 지진이 발생하게 되면 진동이 굉장히 감소하는 특성이 있습니다. 그런 특별한 장치를 쓰는 것들을 면, 제진이라고 합니다. 우리나라도 현재 지진에 대한 다양한 연구가 시행 중에 있습니다. 지진방재연구센터에서는 지진실험에 의한 내진 특성을 평가하는 연구를 비롯해 교량구조물과 초고층 건물의 실시간 내진 실험 등 사회기반 시설에 대한 내진 실험들을 다양하게 수행해 내고 있습니다. 지금 현행 내진설계의 기본적인 개념은 지진이 발생하게 되면 건물이나 시설물이 붕괴되지 않도록 설계하는 것이 기본 목표입니다. 그렇다는 뜻은 지진이 발생하게 되면 건물이나 시설물이 굉장한 손상이 일어납니다. 붕괴가 되지 않기 때문에 인명피해가 적은 거죠 해외, 미국이나 일본도 동일한 설계 개념을 가지고 있습니다. 그런데 과거에 일어났던 지진을 보면 이런 내진설계 덕분에 인명손실은 굉장히 적었어요. 그런데 시설물에 발생한 피해가 너무 큰 거죠. 이걸 다시 복구하고 사회기능을 회복하는 데 굉장히 오랜 시간이 걸렸습니다. 그래서 해외에서는 붕괴 방지를 목표로 한 내진설계를 해서는 안 되겠다 앞으로는 손상을 좀 줄이는 그런 쪽으로 내진설계 개념의 패러다임을 변경하고자 하는 연구가 굉장히 오래전부터 실시가 됐습니다. 우리나라에도 이제 그런 내진설계 개념을 도입하고자 하고요 그걸 성능기반 내진설계라고 합니다. 거기에 관련된 연구를 추진하고자 하고 있습니다. 건축물을 설계하고 짓는 일은 굉장히 신선한 모험입니다. 우리나라는 세계 최고의 기술력을 자랑할 만큼 지금까지 건설 분야에서 눈부신 발전을 거듭해왔는데요. 지금 최대의 관심사인 내진설계 분야에서도 고무적인 성장을 계속해서 이뤄낼 수 있기를 기대해 보겠습니다.