[여수엑스포] 현수교는 '토목공학의 꽃'…첨단 신공법 대거 사용

케이블 설치엔 '에어스피닝'·주경 시공엔 '슬립 폼'…

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 true@hankyung.com