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| 대한민국 도로교통표지판의 교량주의 표지. |
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| 대한민국의 대표적 사장교인 인천대교. |
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1. 개요
교량( 橋 梁, bridge)이란 하천· 계곡· 해협 등을 횡단하거나 도로를 연결할 때 그 통로를 위하여 축조된 구조물로서 사람이나 도로·철도 차량이 다닐 수 있게 건설한 다리 형태의 시설을 가리킨다. 교량은 기초, 교각, 교대, 주보, 상판 등으로 구성된다.교량의 시공은 해당 구역을 메우거나 우회하거나 터널을 뚫는 것보다 교각을 세워 건너가는 것이 더 경제성이 있을 때 시공을 결정하게 된다. 여기서 경제성이란 단순히 직접 현금으로 환산되는 가치 뿐 아니라 생태계 보존과 심미성 등의 가치도 포함된다.
2. 구성
다리를 구성하는 기본적인 부분은 다음과 같다. 다리의 종류에 따라 이 밖의 다른 구조물들이 추가될 수 있다.- 상부 구조
- 주보
- 상판 (床版, deck): 실제로 다리 위를 지나갈 대상을 직접 지지하는 부분이다.
- 주 트러스
- 하부 구조
- 교각 (橋脚, pier): 상판의 무게를 땅으로 전달하는 부분 중 다리의 중간에 설치되는 것을 칭한다.
- 교대 (橋臺, abutment): 상판의 무게를 땅으로 전달하는 부분 중 다리의 양 끝에 설치되는 것을 칭한다. 아치교의 경우 다리의 끝이 아니라도 아치의 양끝에서 무게를 지탱하는 기반 또한 교대라고 부르는데, 이 경우는 해당 교대 위에서 아치교 구간이 끝나고 앞뒤로 접속하는 다른 형식의 다리가 이어서 시작된다고 보면 될 것 같다. 아치의 경우 그 끝이 어디인지가 명확하기 때문에 가능한 해석.
- 기초
다리에 적용되는 추가적인 개념은 다음과 같다.
- 경간 (徑間, span): 인접한 두 교각/교대 사이의 공간.
- 경간장 (徑間長, span width): 인접한 두 교각/교대 사이의 거리.
- 최대경간장 (longest span (width)): 한 다리를 구성하는 여러 경간 중 최대의 경간장을 가진 경간의 경간장. 일반적으로 다리의 규모를 가늠하는 척도로 많이 사용된다. 주경간장이라고도 한다. 또 현수교/사장교의 경우 주탑 사이의 경간이 최대경간장이 되는 경우가 잦아, 최대경간장 대신 주탑 간 거리라고도 부른다.[1]
3. 구조에 따른 종류
3.1. 부교
3.2. 슬래브교
| 용어 | ||
| 한글 | 영문 | 중문 |
| 슬래브교 | Slab Bridge | 板桥 |
특별한 구조물 없이 슬래브(바닥판)와 교각, 교대로만 구성된 교량. 가장 기초적인 형태의 교량이다. 시골길이나 동네에 흐르는 조그마한 하천을 통과하기 위해 주로 지어진다. 의외로 주변에 많다. 주변에서 흔히 볼 수 있는데, 양식이 뭔지 모르겠는 작은 다리라면 거의 99% 슬래브교이다. 작은 다리라고 해서 전부 작진 않고, 너비가 커져서 10차로 이상으로 만들 수도 있다.
이 형식의 교량은 특별한 공학적 구조 없이 슬래브 자체의 하중이 교각이나 다리 양 끝단[2]을 눌러서 안정적으로 고정하는 방식이다. 즉, 전통적인 돌다리가 바로 이런 구조로, 이 때문에 산간지역의 콘크리트 슬래브 교량들이 폭우가 와서 줄줄이 쓸려내려가는 것을 뉴스에서 가끔 볼 수 있다. 불어난 계곡물이 다리 위까지 차오르면 순간적으로 슬래브를 띄워버리는데, 유속은 빠르기 때문에 물살에 의한 횡력이 가해져 무너져버리는 것.
3.3. 형교(거더교)
| 용어 | ||
| 한글 | 영문 | 중문 |
| 형교, 거더교 | Girder bridge, Beam bridge | 桁桥 |
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| 마포대교 | 천호대교 |
영어 명칭인 Girder Bridge에서 따온 거더교(Girder橋)라는 표현도 있다. 흔히 아무런 구조물이 없는, 그냥 다리라고 생각하면 된다. 교각을 촘촘히 세우고 거기다가 대들보(Girder)를 놓고 그 위에 상판을 올려놓는 방법이다. 다리 밑으로 가서 보면 상판과 교각 사이 구조물이 바로 그것. 싸고 쉽게 만들 수 있으나 모양새가 밋밋하기에 멋이 없다. 또한, 교각 간격이 좁고 교량의 높이가 낮은 편이라 선박운행에 제한이 따르기 쉽다. 수심이 깊고 유속이 빠른 곳과 같이 교각을 만들기 까다로운 지역도 존재한다. 대표적인 교량으로는 부산의 남항대교, 잠실대교를 비롯한 한강의 대부분의 교량들을 들 수 있다. 공학적으로는 가장 안정적인 모양새라 유지보수 비용도 가장 적다. 즉 다리 아래쪽 공간에 뭔가 큰 게 지나가야 하는 경우나 랜드마크를 만들어야 하는 경우 또는 교각을 세우는 비용이 지나치게 높은 경우가 아니라면 무조건 거더교.
거더 단면 모양에 따라 주로 박스거더와 I-Beam[3] 거더로 나뉘며, 사용 기술 또는 재료[4]에 따라 PSC 거더, 철근 콘크리트 거더, 강 거더로 나뉘고, 합쳐서 강박스거더[5], PSC 박스거더 등으로 불리기도 한다. 다만 박스거더의 경우 철근 콘크리트를 이용한 경우는 극히 드믈며, 강재를 I-Beam에 적용하는 경우도 드물다. 우리 주변에서 가장 흔히 볼 수 있는 PSC거더교를 꼽자면 역시 KTX. 고속철도 선로를 올려놓은 다리가 이것이다.
시골 기찻길에서 흔히 볼 수 있는 붉은색 철도교가 바로 이 형교다. #소래철교(위키피디아 링크) 도로의 경우 차량 통행을 위해 상판을 가설해야 하지만 철도의 경우 상판과 도상을 생략하고 거더에 바로 레일을 체결할 수 있다. 이런 구조를 무도상철교(無道床鐵橋)라 하며 자본력과 토목 기술력이 일천하던 시기 부설된 구형 철교에서 이런 구조를 많이 찾아볼 수 있었다. 무도상철교는 상판이 생략된 그 특성상 부식 등에 취약하고, 진동을 그대로 열차가 받아내야 하며 소음을 흡수하는 구조가 아니었다. 따라서 안전상으로도, 승차감으로도 나쁘며 주변 지역에의 소음으로 악영향을 끼치기 때문에 대한민국에서는 이를 일반적인 PSC 거더 기반의 유도상교량으로 대체하기 위한 사업이 여럿 진행되고 있다. 대표적으로 경부선의 안양역 인근 안춘천철교 대체 사업이 이에 해당된다.
3.4. 트러스교
| 용어 | ||
| 한글 | 영문 | 중문 |
| 트러스교 | Truss bridge | 桁架桥 |
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| 한강철교 | 성산대교 |
주로 철재 막대기를 삼각형으로 엮어 구조물을 만든 것을 트러스(Truss)[6]라고 하는데 교량에 트러스를 이용해 다리의 하중을 견디게끔 만든 것이다. 한강철교를 떠올리면 된다. 트러스를 크게 만들기 어렵기 때문에 교각 수는 거더교와 아래 서술하는 교량의 중간 정도. 비틀림 등의 이유로 상판의 폭을 넓게 벌리기 어렵기 때문에 도로용 교량보다는 철도 교량으로 많이 만들어진다. 한강철교, 동호대교, 성수대교, 마곡대교, 성산대교가 트러스교다. 대한민국 고속도로에서는 유일하게 중앙고속도로 호저대교만 트러스교를 채택하고 있다. 호저대교는 북원주IC 코앞에 있으며 원주천을 넘어간다. 호저대교만 트러스교인 이유는 불명.
이외에도 재건설 전의 당산철교도 트러스교였다. 성수대교는 일부만 붕괴되었기 때문에 붕괴 사고 후 재건설한 양식도 여전히 트러스교 형식이다. 이렇게 보면 트러스교가 별로 튼튼하지 않아 보이지만, 잘 관리된 트러스교는 쾰른의 경우처럼 100년도 넘게 멀쩡하게 쓴다. 성수대교와 당산철교는 부실시공과 부실관리의 문제였을 뿐이다. 한강철교도 6.25 전쟁 때 파괴된 부분을 제외하면 100년이 훨씬 넘는 세월을 버텨내고 있다.
트러스교 중 주탑 간 길이가 가장 긴 교량은 일본의 이키츠키 다리로 주탑 간 길이가 400m에 이른다.
다른 공법과도 많이 혼합되는 구조인데, 현수교나 사장교의 상판을 트러스 구조로 만들어 복층 교량으로 만드는 경우가 대부분이다. 영종대교, 광안대교가 대표적이다.
3.5. 아치교
| 용어 | ||
| 한글 | 영문 | 중문 |
| 아치교 | Arch bridge | 拱桥 |
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| 한강대교 | 동작대교 |
흔히 무지개 다리, 한자로는 홍예교(虹霓橋)로 부르는, 고대부터 아치형의 구조를 띈 다리이다.
전근대 시절의 아치교는 주로 조적조, 즉 벽돌제로 하부에 교각간 아치를 그려 하중을 견디도록 한 교량이다. 근대 시기 부설된 유럽 지역의 철도부터, 고대 로마 시기의 수도교 등에서까지도 찾아볼 수 있는 매우 전통적인 구조의 다리이다.
현대의 아치교는 주로 철제로 만든 아치(arch) 구조물로 하여금 하중을 견디게 만든 교량이다. 때문에 트러스교와 일정정도 혼재된 형태이기도 하며 쉽게 말하자면 크고 둥근 구조물에 얹힌 다리. 유명한 시드니 하버브릿지가 바로 아치교다. 한강대교, 동작대교, 부산대교, 신호대교를 예로 들 수 있다. 미적으로 아름다운 모양새가 나오지만 하버브릿지같이 상판 아래로 아치가 내려온다면 수로의 가장자리를 지나는 선박이 아치에 충돌할 위험이 있고[7] 교량의 길이에 제한이 가해지는 단점이 있다. 억지로 크게 만들면 사장교 수준의 초장대 경간도 달성할 수는 있지만 비용이 많이 들게 된다.[8] 부분적으로 아치교 형식을 띄는 곳도 있는데, 방화대교, 서강대교가 대표적이며 양화대교도 한강 르네상스 프로젝트에 따른 개조로 부분적으로 아치교가 되었다.
다만 아치 구조의 경우 구조역학적으로 봤을 때 힘의 작용각도만 잘 맞춰줄 경우 부재에 거의 축력만 작용하도록 할 수 있다는 장점이 있다. 즉 힘의 집중이 잘 된다.
3.6. 라멘교
| 용어 | ||
| 한글 | 영문 | 중문 |
| 라멘교 | Rahmen bridge, Rigid-Frame bridge | 刚构桥 |
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| 일반적인 라멘교의 모습 | 조동철교 |
아주 쉽게 설명하자면 통짜 교량이다. 교각과 상판을 따로 만들어 조립하는 게 아니라 일체로 만드는 것. 제일 쉽게 찾아 볼 수 있는게 고속도로 같이 폭이 넓은 도로 아래에서 볼 수 있는 굴다리다. 다만 굴다리의 대부분은 라멘교라기보다는 PSC 박스 구조물을 설치하고 그 위에 성토를 덮는 형태로 만들어지므로, 다리보다는 하부를 터널로 만드는 형태에 가깝다.
라멘교는 기본적으로 교각과 상판이 일체이면 되기 때문에 형태가 다양하게 나타난다. 예컨대 태백선 조동철교( 블로그 참조)나 일본 신칸센 교량처럼 거대한 연속 구조를 가진 교량도 라멘교지만, 고속도로 과선교 중에서 통짜로 되어 콘크리트만 보이는 매우 심플해보이는 교량도 라멘교에 해당된다.
보통은 구조상 디자인이 밋밋하게 생긴 라멘교가 많은데, 이는 라멘교 자체의 구조로 인해 부설비용을 저렴하게 하기 쉽기 때문이다. 즉, 싸고 튼튼하게 경간이 적당히 긴 교량을 만들기 쉽기에 채용[9]된 것이다.
지진에 강한 것이 특징이다. 지진 발생 시에 교각의 변형을 강결되어 있는 상판이 억제해주는 데다, 상판을 체결하는 베어링에 응력이 집중되어 낙하할 수 있는 다른 교량과 달리 상판이 낙교할 우려가 매우 적다. 대신 지진에 강한 구조를 완벽하게 갖추기 위해서는 상판의 내진 설계를 갖춰야 하고, 또 강결된 상판과 교각간의 지진파 전달 분석 등을 필요로 한다. 따라서 과거 기술이 일천하던 시대에는 라멘교가 지진에 약하다[10]는 이야기를 하곤 했으나, 현대적인 관점에서 라멘교는 지진파 영향 분/해석만 충분하다면 지진에 강한 교량을 만들어낼 수 있기에, 지진이 잦은 일본에서 많은 교량에 사용하고 있다.
3.7. 케이블
'n경간 현수교/사장교': 다리의 경간 중 몇 개의 구간이 케이블에 의해 실제로 지지되고 있는지를 나타낸다. 울산대교나 천사대교 사장교 구간의 경우 두 주탑 사이의 상판만이 케이블에 의해 지지되고 있어 단경간 현수교/사장교라고 지칭하며, 이순신대교, 인천대교 등의 경우 두 주탑 사이의 공간뿐만 아니라 주탑과 앵커리지(케이블을 지상에 고정하는 구조물)/다음 교각 사이의 상판도 케이블에 의해 지지되어 3경간 현수교라고 한다. 주탑 개수가 달라진다면 2경간 현수교/사장교(세 주탑이 있고 주탑 사이만이 케이블에 의해 지지될 경우 / 한 주탑이 있고 주탑 양쪽이 케이블에 의해 지지될 경우, 대부분의 단일주탑 사장교가 이에 해당한다고 볼 수 있다), 4경간 현수교(세 주탑이 있고 주탑과 앵커리지 사이까지 케이블에 의해 지지될 경우, 천사대교 현수교 구간이 이 형식이다.), 또는 그 이상도 가능하다.3.7.1. 사장교
| 용어 | ||
| 한글 | 영문 | 중문 |
| 사장교 | Cable-Stayed Bridge | 斜拉桥 |
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| 서해대교 | 목포대교 |
斜 張 橋, Cable-Stayed Bridge. 커다란 주탑을 세우고 상판을 케이블로 주탑에 직접 비스듬하게 매단 교량. 일종의 현수교의 변형이라고 전해진다. 외관상 현수교와 비슷하지만, 상판을 지지하는 케이블이 교각 구조물(주탑)에 직접 붙어있다는 차이점이 있다. 현수교 처럼 주탑 간 거리를 멀리 띄울 수 있고 상판높이도 높여 대형선박이 지나가기도 좋다. 요즘 대한민국 대형교량의 대세. 세계적으로도 선박이 통행해야 하는 수로나 넓은 바다 위에 다리를 놓을 경우 첫번째로 고려하는 방식이다. 현재 세계 최장 사장교는 루스키 대교로, 주경간장은 1,104m이다.
현수교보다 유지 보수도 용이하고 강성도 비교적 뛰어나지만, 1km 이상의 경간거리에 있어서는 현수교에 비해 확실히 불리하다. 그래도 현수교를 제외하고 경간 거리를 가장 길게 만들 수 있는 방식이다. 경간장 200m부터 400m까지는 다른 공법에 비해 경제적이며, 400m부터 1km까지는 현수교와 비교해 어느 쪽이 경제적인지 논란이 있는 편. 다만 경제성을 떠나더라도 사장교 쪽이 공사기간이나 난이도 등이 현수교에 비해 그나마 비교적 덜한 편이라 비슷한 조건이라면 사장교가 더욱 많이 채택되는 편이다.[11] 비용을 생각하지 않을 경우에는 사실 아치교도 이론상으론 사장교처럼 극한으로 경간을 늘리는 것도 가능하긴 하지만 경제성은 물론 실질적 내구성까지 포기해야 하기 때문에 넓지 않은 강이나 만, 내해에 걸쳐주는 용도로 지을 뿐이다.
1km 이하의 장대경간에 적합하기 때문에 한강 같은데 걸쳐주면 교각을 최소화할 수 있어 가장 좋은 형식이지만 의외로 서울 시내에선 월드컵대교나 올림픽대교 같은 200m 이하의 소규모 사장교를 제외하곤 보기 힘들었으나[12], 현재 강동구와 구리시를 잇는 고덕토평대교가 지어지고 있어 곧 서울에서도 주경간 540m의 대형 사장교를 볼 수 있게 된다.
1984년에 개통한 진도대교가 국내 최초의 사장교이며, 1992년 노후화한 행주대교를 사장교 타입으로 옆에 새로 짓다가 공사 중에 상판이 무너져 내린 사고가 발생하였다. 이 당시 KBS에서
2016년 7월 8일 오전 11시경, 공사중인 칠산대교의 구조물 상판이 기운 사고가 발생하였다. 자세한 것은 칠산대교 문서 참조.
참고로 일산에 있는 한국건설기술연구원 본관 1동과 본관 2동(신관)을 잇는 구름다리를 사장교로 만들어놓았는데, 이는 초고강도 콘크리트(UHPC)를 이용한 장수명(200년 이상) 초고강도 교량의 시제품 격으로 연구원 안에 테스트베드를 만들어놓은 셈이다. 실제로 보면 벤츠 삼각뿔 모양으로 1개의 주탑과 3개의 경간을 갖고 있으며, 2개의 경간이 양쪽 건물을 잇고 나머지 반대쪽의 1부분은 마치 테라스처럼 뚝 끊어져 있다.
이 UHPC 교량 기술은 2019년 한국공학한림원이 선정한 10대 선도기술 및 미국 UHPC 어워드를 쟁취하였으며, 춘천의 레고랜드 진입 교량인 춘천대교와 상술한 고덕토평대교가 이 방식으로 지어졌다. #
GS건설에서 신공법 사장교 기술을 개발했다. 주경간을 무려 1800m까지 늘릴 수 있는 초대형 '인장형 사장교' 기술로, 그림을 보면 현수교처럼 양끝에 앵커리지를 설치하고 측경간 케이블을 전부 앵커리지 하나에 묶어버리는 개념인 듯. 케이블을 튼튼한 지형에 직접 설치한다는 점에서 기존 현수교처럼 해협에 설치하기에 적합할 듯하며, 같은 경간일 경우 사장교가 현수교보다 유지보수가 용이하다는 점을 고려하면 현수교를 상당부분 대체 가능할 것으로 보인다.
3.7.2. 현수교
| 용어 | ||
| 한글 | 영문 | 중문 |
| 현수교 | Suspension Bridge | 悬索桥 |
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| 영종대교 | 광안대교 |
懸 垂 橋, Suspension Bridge.
19세기에 영국의 이삼바드 킹덤 브루넬이 최초로 고안한 방식으로, 미국의 금문교, 베이 브릿지, 브루클린 교같이 주탑과 앵커에 주 케이블을 늘어지게 달고 교량을 주케이블에 수직 케이블로 매단(suspension) 형태의 교량. 계곡 사이에 놓은 구름다리 역시 현수교의 일종이라 할 수 있는데, 사실 다름아닌 구름다리가 현수교의 시초이다.
크기도 하거니와 주탑간 거리가 가장 긴 교량이다. 일본의 아카시 해협 대교의 주탑간 거리는 1,991m이고 대한민국의 이순신대교만 해도 1,545m로 2017년 현재 세계 4위이다. 800m인 인천대교( 사장교)의 주탑 거리보다도 2배 가까이 길다.[13] 이런 주탑간 거리는 건설기술의 상징과도 같아서 관심도가 높은 부분이다.
2017년에 착공하여 2022년 3월에 완공된 튀르키예 다르다넬스 해협의 차나칼레 현수교는 주탑간 거리가 2,023m로 인류가 건설한
대한민국의 대표적 현수교는 광안대교, 울산대교, 남해대교[14], 이순신대교, 영종대교가 있다. 단점은 주케이블을 놓는 비용이 사장교에 비해 비싸다. 그래서 요즘에는 어지간해서는 사장교를 건설하는 추세. 유지보수 측면에서도 사장교는 케이블에 문제가 생기면 그것만 교체가 가능하지만 현수교는 만에 하나 주 케이블에 문제가 생길 경우 공사하는 동안 다리 자체를 포기해야 한다. 바람의 영향을 가장 많이 받는 교량 형태이기 때문에 공학적인 난이도가 가장 높다. 이 바람 때문에 무너진 다리가 그 유명한 미국의 타코마 다리.
이론적으로나 현실적으로나 가장 경간을 길게 가져갈 수 있는 교량 형식으로서 현재 최장 현수교들은 경간이 2 km에 달하고 있으며, 이론상 주탑간 거리 4 km 이상의 교량도 현재 기술로 건설이 가능하다. 다만 이쯤 되면 주탑이 장난아니게 커지고, 케이블도 굵어져야 하는 만큼 같은 거리의 해저터널보다도 건설비가 많아지기 때문에 메시나 해협처럼 해협의 수심이 깊어 매우 큰 경간을 갖는 것이 불가피한 경우가 아니라면 굳이 건설할 이유가 없어서 시도되지 않고 있을 뿐. 그런 위엄넘치는 외형에 걸맞게 다른 교량에 비하여 설계가 어렵다.
3.7.3. 엑스트라도즈교
| 용어 | ||
| 한글 | 영문 | 중문 |
| 엑스트라도즈교 | Extradosed Bridge | 拱背式桥梁 |
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| 무영대교 |
다르게 표현하자면 짧은 사장교로, 상부 구조와 하부 구조를 결합한 것. 줄여서 ED교라고도 한다.
전체적 외관은 사장교와 비슷하지만 주탑이 낮고 경간이 짧은 교량에 적용하는 것이 특징이다. 주로 케이블에 의해 지지되는 사장교에 비해 비교적 보강거더가 받는 힘이 큰 편. 사실상 보강거더라는 용어가 거더에게 실례될 정도이다. 주로 70%는 거더, 30%는 케이블에 지지된다.
케이블이 차지하는 비중이 비교적 적다보니 케이블을 시공한 뒤 통째로 콘크리트 판으로 덮어버리는 ED교가 있는데 이를 사판식이라고 한다. ED교의 시초인 스위스의 Ganter교가 그 예시이다. 국내 첫 ED교인 양근대교 또한 이 형식을 적용했다.
이와 달리 케이블을 노출시키는 형식을 사장외케이블 방식이라고 한다. 국내에선 여수 평여2교가 최초로 적용되었다. 현재 많은 ED교는 모두 이 방식으로 건설되고 있다. 동해고속도로 범서대교, 2번 국도 무영대교, 43번 국도 평택대교, 여수 안도대교 등이 있다.
경간은 PSC 거더교와 사장교 사이 정도가 경제성이 있다고 판단되는 것이 특징이다. 따라서 그 위치가 굉장히 애매하다. 또한 미관상으로도 사장교에 비해 주탑이 짜리몽땅하고 케이블 수도 적어서 역시 애매하다.
다만 사장교에 비해 규모가 작아 현장 사정에 따라 달라질 수 있지만 대부분의 경우에서 경제성이 좋고, 심미적으로는 거더교에 비해 뛰어난 편이다 보니 선택되는 경우가 있다. 또는 갑자기 수심이 깊어지는 구간이 있는데 교각을 놓기 애매하다보니 엑스트라도즈교로 설계되는 경우도 더러 있다.
중부내륙선의 공사중인 교각 중 19번 국도와 3번 국도가 만나는 지점에 위치한 설운1교가 이 방식으로 건설 중에 있다.
3.7.4. 사장-현수교
| 용어 | ||
| 한글 | 영문 | 중문 |
| 사장-현수교 | Cable-stayed-suspension hybrid Bridge | 斜拉-悬索桥 |
사장교와 현수교의 특징을 합쳐서 만든 다리이다.
2016년 8월 26일 개통된 튀르키에의 '보스포러스 3교(야부즈 술탄 셀림 교)'가 이 방식으로 건설되었다. #
3.8. 가동교
| 용어 | ||
| 한글 | 영문 | 중문 |
| 가동교 | Moveable Bridge | 开启桥 |
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| 이엽 도개교 | 전개교 |
可 動 橋, Moveable Bridge. 다리 밑으로 통과하는 선박을 위해 만든 교량. 교량이 건설된 지리적·환경적 요인으로 다리 높이가 제한적일수 밖에 없는데, 이로 인해 선박통행이 어려워질 경우, 다리를 움직여서 선박통행을 가능케 하는 교량을 통틀어 가동교라고 한다. 대표적인 가동교는 도개교(跳開橋)로 상판을 나누고 평상시엔 그대로 쓰다가 선박의 통행이 필요할때에는 일정 시간동안 교통을 통제하면서 상판을 양쪽으로 들어올려 유람선같은 대형 선박이 통과할 수 있게 만든 교량이다. 영국의 타워 브리지가 가장 대표적. 국내에는 영도대교가 있다.
여담으로 이러한 다리를 가장 많이 보유하고 있는 국가는 운하로 유명한 네덜란드이다. 여기는 무려 철도교까지 이러한 구조를 가지고 있다.
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일엽 도개교(一葉跳開橋, Drawbridge)
배가 지나갈 때, 다리의 한쪽이 들어올려져 통행이 가능하도록 만든 다리.
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이엽 도개교(二葉跳開橋, Bascule bridge)
배가 지나갈 때, 다리가 양쪽으로 들어올려져 통행이 가능하도록 만든 다리. 영국 런던의 타워 브리지가 바로 이 형식의 도개교로, 도개교 하면 떠오르는 대표적인 이미지다.
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접식교(折叠桥, Folding bridge)
다리가 여러 마디로 나뉘어 있어 배가 지나갈 때, 한쪽으로 접히는 형식의 다리.
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전접교(Curling bridge)
다리가 여러 마디로 나뉘어, 배가 지나갈 때 한쪽으로 말리는 형식의 다리.
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승개교(昇開橋, Vertical-lift bridge)
배가 지나갈 때, 다리가 다리기둥에 설치된 기둥을 타고 위아래로 오르내리는 다리.
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탁자교(卓子橋, Table bridge)
승개교와 유사하나, 교각 안에 있는 기둥에 의해 상판이 오르내리는 다리.
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수납교(収納橋, Retractable bridge)
배가 지날 때 한쪽으로 상판을 수납하는 형식의 다리.
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전개교(轉開橋, Rolling bascule bridge)
도개교와 유사하나, 가동부에 축 대신 '랙 앤 피니언(rack and pinion)'을 사용하는 다리. 대한민국 유일의 기동식 교량인 부산의 영도대교가 이 형식을 사용한다.
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잠수교(潛水橋, Submersible bridge)
배가 지날 때 상판이 물 밑으로 가라앉는 다리. 참고로 반포대교의 바로 아래에 있는 잠수교는 말그대로 홍수 시 일부러 물속에 잠기게 만든 구조일 뿐, 가동교의 잠수교 형식과는 상관 없다.
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비경교(傾斜橋, Tilt bridge)
다리를 기울임으로써 배가 지나갈 공간을 확보하는 다리. 그 특성상 상판이 위 그림처럼 직선이 아닌 곡선을 그리는 형태이다.
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선회교(旋回橋, Swing bridge)
상판이 기둥에 설치된 피벗 구조물을 중심으로 회전하는 다리.
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운반교(運搬橋, Transporter bridge)
케이블카 같은 구조로 차량 등을 실어 옮기는 다리.
아주 드문 일이긴 하지만, 이러한 가동교를 잘못 운영해 다리가 배와 충돌하는 사고가 종종 있다. MS 윈독 - 승개교 충돌 사고가 대표적이다.
3.9. 출렁다리
3.10. 기타 교량의 형태
- 리본부교
- 세월교
- 잔도
- 징검다리
- M2 장간조립교
- MGB
- 복합형 - 두 가지 이상의 유형을 섞는 경우. 대표적인 게 형교와 사장교의 형식을 사용한 중국 장쑤성의 단쿤 특대교(Danyang-Kunshan grand bridge)로, 164.8km의 길이로 세계에서 가장 긴 교량의 타이틀을 얻었다. 경유 하천인 양청호를 잇는 구간은 9km 정도 된다.
- 구교(溝橋)
- 구름다리
- 살아있는 다리 - 인도 북동부 메갈라야에서 인도 고무나무의 뿌리를 이용해 만드는 다리. 다리가 살아 있는 뿌리다. 의외로 관리를 자주 받아야 한다고 한다.
3.11. 유리교
| 용어 | ||
| 한글 | 영문 | 중문 |
| 유리교 | Glass Bridge | 玻璃桥 |
중국 장자제에 있는 유리교량.
유리로 만든 교량. 바닥이 유리라서 자동차는 못 지나다니고 인도교로 짓는다. 대놓고 관광용으로 만들기 위해 아주 높은 곳에 지어서 추락공포를 통한 스릴을 느끼기 위해 만든 교량이다. 세계 최초로 중국에서 시작했고, 한국에도 여러 산에 지으려고 계획중이나 진척이 더디다.
이런 유리교에서는 점프 금지, 달리기 금지, 100kg 중량제한이 명문화되어 있다. 비만인 사람들은 접근 금지다. 그리고 하루에 8,000명 이상 이용하지 못한다. 교량의 안전에 영향을 미치지는 않지만 신체건강 혹은 정신건강을 위해 심장질환이나 고소공포증이 있는 사람도 유리교에 가지 말아야 한다.
4. 기타 분류법
- 연결 위치에 따라서 연도교, 연륙교, 도하교 등으로 나눈다.
- 통행 주체에 따라 도로교, 도보교( 육교), 인도교[15], 철교 등으로 나뉜다.
- 철도 위를 건너는 다리는 과선교라고 부른다.
5. 문서가 있는 교량 붕괴 사고
- 타코마 다리 붕괴 사고(1940, 미국)
- 탕이와이 철도 참사(1953, 뉴질랜드)
- 창선교 붕괴 사고(1992, 대한민국)
- 성수대교 붕괴 사고(1994, 대한민국)
- 포르투갈 도루 강 교량 붕괴 사고(2001, 포르투갈)
- I-40 다리 붕괴 사고(2002, 미국)
- 미시시피 강 교량 붕괴 사고(2007, 미국)
- 껀터대교 붕괴 사고(2007, 베트남)
- 아소대교 붕괴 사고(2016, 일본)
- 제노바 모란디 교량 붕괴 사고(2018, 이탈리아)
- 플로리다 국제대학교 육교 붕괴사고(2018, 미국)
- 난팡아오대교 붕괴 사고(2019, 대만)
- 멕시코시티 도시철도 12호선 교량 붕괴 사고(2021, 멕시코)
- 분당 정자교 붕괴 사고 (2023, 대한민국)
- 볼티모어 교량 붕괴 사고 (2024, 미국)
6. 교량/목록
7. 둘러보기
[1]
엄밀히 말하자면 '장'을 떼고 '주경간
1,545m' 등으로 표현하는 것은 틀렸다고 할 수도 있겠으나, 영어 한국어를 가리지 않고 그냥 주경간/최대경간으로 말하는 경우가 잦다. 아니, 영어 위키피디아의 경우 'length'를 모두 떼고 'main span' / 'longest span'으로 표현을 통일한 상태이다.
[2]
사실 교각 자체가 없을 정도로 짧은 경우가 다반사이다.
[3]
혹은
H빔
[4]
PSC와 철근 콘크리트는 본질적으로 같은 재료이나 기술이 다르므로
[5]
흔히 고가도로 등에서 많이 볼 수 있는 녹색 혹은 파란색 교량이 이거다.
[6]
구조공학적으로는 부재와 부재를 힌지 절점으로 연결하여 부재에 대한 수직력이 전달되지 못하도록 하고, 작용하는 힘 역시 이 절점에만 작용하도록 하는 구조체를 트러스라고 한다. 이렇게 가정되면 부재는 휨과 전단력을 전혀 받지 않고 축력만 받게 되는데 이는 역학적으로 매우 효율적이다. 물론 실제로는 부재 자체의 자중, 힌지 절점의 이상적 가정과 현실과의 괴리 때문에 완벽하게 축력만 작용하지는 않는다. 그나마도 과거에는 최대한 이상적 가정과 가까이 만들었으나 요즘은 그냥 볼트로 연결하거나 아예 용접(...)해버린다.
[7]
교각은 배의 높이가 얼마든 그리로 가면 반드시 부딪히기 때문에 당연히 피해가지만 아치교의 경우 배의 높이(특히 굴뚝)를 잘못 계산하거나 물살에 떠밀려 수로의 가장자리로 밀려날 경우 배의 상부 구조물이 아치에 부딪히게 된다. 즉 심리적인 문제.
[8]
아치를 거대하게 올리려면 호의 사이에 임시 철골 구조물을 쌓고 나서 완성 후 철거해야 하는데 거기에 엄청난 비용이 깨진다. 만약 아치가 무한정 길어진다고 하면 길이뿐만 아니라 수직으로도 엄청 높아져야 하기 때문에 철골 가설비용도 당연히 올라갈 수밖에 없다. 물론 현수교나 사장교도 극한으로 길어지는 데는 한계가 있다지만, 이쪽은 둘다 길어지면 그에 비례하게 주탑만 높게 쌓으면 되기 때문에 적어도 임시교각을 별도로 가설하며 비용을 지불할 필요는 없다. 결과적으로 아치 구조물을 건설하는 비용은 같은 길이의 강철 케이블보다 훨씬 비싸다. 게다가 요즘은 비슷한 환경이면 대체로 사장교로 지으려는 경향이 강해지다 보니... 물론 이쪽들 역시 길어질수록 케이블을 길게 뽑아야 하지만 적어도 잉여 비용은 없다. 다만 중국의 험준한
등애가 모포감고 등산해서 촉을 멸망시킨 그 곳 친링 산맥 같은 곳에서는 아치교 외엔 노답이기 때문에 협곡간 거대 아치를 부설하는 경우가 있다.
[9]
경간이 길지 않아도 된다면 슬라브교, 형교 등 기존 방식을 사용하면 된다. 위에 나온 고속도로 과선교 같은 예가 고속도로 노반폭을 그대로 넘기 위해 그만큼의 경간이 필요하여 라멘교로 부설한 사례에 해당된다.
[10]
한국에서 찾아볼 수 있는 문헌에 이런 식으로 기술되어 있는 경우가 종종 있다.
[11]
대충 생각해보면 둘 다 두 개 이상의 주탑에 줄이 걸리는 건 비슷한데, 현수교는 주탑 위에 줄다리처럼 줄을 늘어뜨리고 거기에 2차로 행어 케이블을 세로로 내려 상판을 매달아 '케이블로 메인 케이블에 매달리는' 형식이라 흔들림에 비교적 취약하고 강선 뽑는 비용만 해도 엄청나게 깨져나가는 데 비해, 사장교는 주탑과 상판을 비스듬하게 직접 잡아매기 때문에 덜 흔들리고 내구성도 좋으며 비용도 덜 들어간다. 물론 이 역시 현수교보다 덜 흔들린다 뿐이지 안 흔들리는 건 아니므로, 적당히 흔들리도록 비틀림 강성 등 여러 요소를 고려하여 설계해야 하는 건 매한가지다.
[12]
주변 경관이나 경제성, 기술력 등을 꼽을 수 있다. 틈새없이 다닥다닥 붙은 건물과 어우러지는 서울 한강 일대의 경관을 생각하면 대충 주경간 500m 규모의 사장교가 들어서기라도 한다면 아파트보다도 높은 주탑의 거대한 규모에 위압감을 느낄 수도 있겠거니와, 주변 경관과 어울리지 못할 공산이 크다. 게다가 현재의 교량 대다수가 지어지던 2000년대 이전까지는 국내 기술력으로 한강을 커버할 정도의 주경간을 확보하기엔 역부족이었다. 당연히 해외 기술을 빌려 억지로 짓게 되면 돈도 깨질뿐더러, 한강에 큰 배가 들어올 환경도 안 되는데 굳이 비싸게 사장교를 거대하게 놓을 만한 이유도 없다.
[13]
인천대교의 사장교만 해도 세계 10위권 안에 꼽히는 규모다.
[14]
대한민국에서 현존하는 가장 오래 된 현수교이며, 최초의 차량통행용 현수교였던 일명 '강촌역 흔들다리' 춘천 등선교(1972, 1985년 철거)에 비해서도 건설 연도가 1년(1973)밖에 뒤지지 않는다.
[15]
도로교+도보교