국내 첫번째 세계서 여섯번째… 1주탑 현수교 '단등교' 내달 완공

주탑 1개로 현수교 지탱… A380機 25대 놓아도 거뜬

[국내 첫번째 세계서 여섯번째… 1주탑 현수교 '단등교' 내달 완공]

원래는 2주탑 현수교로 시공 계획 수심·공사비 부담에 1주탑으로 변경
돛 모양의 주탑으로 상판 처짐 방지

1가닥으로 코끼리 1마리 매다는 鋼線
336개 묶음 12개 모아 주케이블 완성 "대형 지진·태풍도 견딜 수 있어"

다음 달 전라북도 군산시 옥도면에 완공되는 '단등교'는 주탑과 주탑 사이에 늘어뜨린 주케이블에서 수직으로 보조케이블이 내려와 교량 상판을 붙잡는 방식의 현수교(懸垂橋)로 지어졌다. 우리나라의 영종대교와 광안대교, 미국 금문교 등이 현수교에 해당한다. 단등교는 하지만 이들 현수교와 눈에 띄게 다른 게 있다. 주케이블을 지탱하는 구조물인 주탑이 다른 현수교는 두 개이나, 단등교는 하나뿐이다. 이른바 '1주탑 현수교'이다.

이런 형태는 국내 수많은 교량 가운데 단등교가 유일하다. 해외에도 미국·스페인·중국 등에 5개뿐이다. 시공사인 대림산업의 최현석 케이블 교량 엔지니어는 "'1주탑 현수교'는 기본적으로 경간장(주탑 사이의 거리)이 길지 않아야 하고 컴퓨터로 복잡한 계산 과정을 거쳐야 해 2000년대 후반에야 본격 등장했다"고 말했다.

◇국내 유일 '1주탑 현수교'

단등교 탄생의 일등공신은 '발상의 전환'이었다. 당초 단등교 발주처의 기본 계획상에는 '2주탑 현수교'로 시공될 예정이었다. 하지만 공사 현장 인근 해역의 수심(水深)이 20m 이상으로 깊고, 조수간만의 차가 최대 7m로 커 바닷속에 주탑을 세우는 공사가 상당히 위험했다. 육지에 주탑 2개를 세우자니 교량의 덩치가 커져 공사비가 크게 불어났다.

▲ 단등교/ 조선닷컴/그래픽=송준영 기자

이런 진퇴양난의 상황을 타개하기 위한 돌파구로 과감히 주탑 한 개를 없애는 아이디어가 떠올랐다. 다행히 단등교 공사 현장은 섬과 섬 사이의 거리가 400여m로 멀지 않아 외주탑 현수교의 실현이 가능했다. 주탑 두 개가 나누어 떠받쳤던 주케이블을 주탑 한 개가 견딜 수 있도록 탑을 높여 지지력을 키웠다. 단등교 주탑은 기존 안(72m 이하)보다 30m 이상 높은 105m로 설계됐다.

주탑은 선박 돛[帆]을 닮은 모양으로 지었다. 여기에는 조형미 외에도 안전을 확보하려는 목적이 있다. 주탑을 단순히 A자형으로만 설계하면 차량 통행으로 상판이 무거워지면서 탑이 한쪽으로 기울 가능성이 있기 때문이다. 쏠리는 힘을 상쇄하기 위해 주탑에 D자 모양으로 기둥 한 개를 추가로 덧댄 것이다. 그 결과 상판이 처지는 현상이 13% 정도 감소해 안전성이 강화됐다.

◇"대형 지진·태풍에도 끄떡없어"

현수교는 다리에 가해지는 모든 힘이 주케이블을 통해 전달된다. 초고강도 케이블 설치가 필수적인 이유다.

단등교 주케이블에는 지름 5.35㎜, 인장강도 1960Mpa(메가파스칼)급인 세계 최고 강도의 소선(wire)이 사용됐다. 강선(鋼線) 한 가닥이 코끼리 한 마리를 매달 수 있을 정도로 강력하다. 주케이블은 이런 강선 336개가 모인 묶음이 다시 12개 모여야 완성된다. 총 4032가닥으로 구성된 주케이블 한 개의 무게만 550t에 달한다. 단등교에 내걸린 주케이블 두 개는 총 1만7000t의 하중(荷重)을 지지할 수 있다. 교량 상판(총 무게 2500t) 위에 항공기 A380기(대당 무게 560t) 25대를 올려놓아도 거뜬한 셈이다.

주케이블은 스키장 리프트처럼 공중에 설치된 활차(spinning wheel)가 소선 4가닥을 가지고 한쪽 끝에서 출발해 주탑을 거쳐 반대편까지 이동하면서 설치된다. 활차가 직선거리로 약 705m의 작업구간을 약 30분에 걸쳐 한 번 왕복할 때마다 소선 8개가 설치된다. 이 같은 작업을 약 600회 반복해야 하나의 케이블이 완성된다.

강철 재질의 교량 상판은 길이 16m, 높이 1.8m이 대부분인 상판 블록 26개를 이어붙여 만들어진다. 상판 블록을 바지선으로 해상에 싣고 와 주케이블 위에 설치된 특수 장비로 들어 올린 뒤 주케이블에 걸린 보조케이블(행어로프)과 옆 상판에 연결하는 과정을 반복해 완성된다. 최현석 엔지니어는 "단등교는 1000년에 한 번꼴로 발생하는 대형 지진이나 초속 70m의 대형 태풍급 바람에도 견딜 수 있도록 안전에 만전(萬全)을 기했다"고 말했다.

[조선비즈] 2015.11.24.