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노량대교 세계최초 경사 주탑 현수교…토목 기술 삼매경

400년전 이순신.수군들이 지켰던 남해바다에 우뚝

김지형 | 기사입력 2018/09/21 [09:07]

노량대교 세계최초 경사 주탑 현수교…토목 기술 삼매경

400년전 이순신.수군들이 지켰던 남해바다에 우뚝

김지형 | 입력 : 2018/09/21 [09:07]

(GS건설 제공)

[국토매일-김지형 기자] 제2의 남해대교로 불리우는 노량대교가 순수우리 기술력으로 탄생했다. 노량대교는 남해-하동을 잇는 13.8km의 국도건설사업으로 9년여 간의 대 장정을 끝에 세계최초 경사형 주탑 현수교의 위용을 드러낸 것이다.
우리기술로 바위 하늘다리를 건설한 노량대교는 국내 토목 기술을 전 세계에 드러낸 새로운 이정표를 새기기에 충분했다. 시공에서 완공에 이르기까지 현장에서 몸소 체험한 GS건설 문남규 현장소장을 만나 소회를 들어보았다.

Q-GS건설의 기술력이 세계 최초 경사형 주탑 현수교 노량대교 완공으로 증명됐는데, 마치 화룡점점같다. 그 소감을 말해달라.

‘세계 최초로 경사 주탑에 3차원 케이블을 적용한 현수교를 순수 우리 기술력으로 완공하면서 노르웨이 등 해외 선진국에서 기술 공유를 요청받을 만큼 노량대교는 국내 토목 기술이 선진국 수준으로 도약한 계기가 됐다. 특히, 9년간의 고난이도 현수교 공사를 무재해로 끝낼 수 있게 된 것이 무엇보다 자랑스럽다.’

Q-노량대교가 '제 2 남해대교'로 기대되고 있는데 그 배경은 무엇인가? 특히 지난해 1, 3 구간이 개통됐는데, 이번에 노량대교의 개통과 함께 전체 구간을 잇는 도로망이 완성됐다. 남해-하동 국도건설사업에서 '노량대교' 완공의 공과를 평가해달라.

‘경상남도 남서부 남해바다 섬들로 구성된 남해군은 과거에 육지에서 배를 통해서만 들어갈 수 있었으나, 1973년 6월 하동군과 남해군을 잇는 길이 660m의 남해대교가 개통되면서 육지와 처음 연결됐다. 이 후 1980년 남해군의 주요 두 섬인 남해도와 창선도를 연결하는 창선교가 건설됐고, 2003년에 두 번째 연육교인 삼천포대교가 생기면서 사천시와 남해군이 연결됐다. 첫 번째 연육교인 남해대교는 1973년 완공 당시 국내 최초의 현수교이자, 동양 최대의 현수교로 ‘한국의 금문교’ 로 불리웠다. 하지만, 남해대교는 올해로 벌써 개통 45년이 되면서 동양 최대라는 수식어는 이제 과거의 영예일 뿐, 교량 노후화로 인해 최대 하중 32.4톤의 통행 제한이 있는 불편한 다리가 됐다.

Q-노량대교의 주경간이 890m로 이순신대교(주경간 1,545m)와 울산대교(주경간 1,150m)에 이어 세 번째로 주경간이 긴 교량에 이름을 올리게 됐다. 이두 교량과의 차별점은 무엇이며 세계 최초 'V'자 모양의 주탑 적용의 기술적 강점은 무엇인가.

‘노량대교는 충무공 이순신이 전사한 노량해협을 건너는 교량인 만큼, 남해 바다에서 대한민국의 평화를 지켜낸 충무공 이순신 장군의 ‘23전 23승’ 승리(Victory)의 역사를 담아 세계 최초로 V자 모양의 경사 주탑을 적용했다.
노량대교는 약 1km 정도 거리의 노량해협을 건너는 해상 교량이지만 해상에 주탑이나 교각이 없다. 주탑을 육상에 둔 현수교로 설계해 한려해상국립공원과 인접한 청정해역의 해양 생태계 파괴 문제를 근본적으로 차단한 친환경적인 교량이다.
특히, 주탑 높이가 무려 148.6m로 건물 50층 높이며, 보통 수직 주탑이 일반적이나 주탑에 8도의 경사각을 적용함으로써 기존 수직 주탑 대비 측경간 주케이블의 장력을 감소시켜 케이블을 지지하는 구조물인 앵커리지 크기를 11% 감소시키고, 주탑과 앵커리지까지 거리를 15m 줄여 공사비를 절감하는 등, 경관성과 경제성을 동시에 확보했다.

Q- 경사형 주탑 현수교 외에 GS건설이 내세울 만한 시공법이 적용됐는지 궁금하다.
‘GS건설이 노량대교에 3차원 케이블을 적용한 것도 타정식 현수교로서 세계 최초다. 주탑과 주탑을 연결하는 두 개의 주케이블을 통상 평면상 평행한 일직선으로 배치하는데, 노량대교는 유선형 모양의 3차원으로 배치해 바람에 더 잘 견딜 수 있도록 내풍 저항성을 증대시켰다. GS건설은 세계최초로 3차원 케이블 현수교의 보강거더를 주탑에서 중앙방향으로 가설해 국내 토목 기술을 선진화시켰다는 평가를 받고 있다. 보강거더를 스윙(Swing)공법을 적용해 공기 단축 및 해외 기술 경쟁력을 확보했다.
여기에다 바다 위 해상에 현수교를 짓는 고난이도 공사임에도 불구하고 9년간의 긴 공사기간 동안 단 한건의 재해 없이 준공했다는 것은 GS건설의 프리콘(Pre-Con) 기술이 뒷받침돼 가능했던 것이라고 생각된다.
3D 모델링을 이용한 프리콘(Pre-Con, Pre Construction) 기술은 말 그대로 실제 시공하기 전에 미리 가상 시공 시뮬레이션을 통해 공정 간 간섭 및 설계 오류를 사전에 파악해 리스크를 최소화시키는 기술이다.
GS건설은 노량대교 시공에 인프라 VDC 플랫폼을 적용해 실제 시공 전에 가상 시공 시뮬레이션으로 공종 간의 간섭 및 장비, 작업자, 가시설 투입 경로 등을 파악해 리스크를 사전에 차단함으로써 시공성과 안전성을 높였다.
리스크를 최소화하기 위해 설계, 시공 파트는 물론, 장비, 품질, 안전 관련 전문가들이 한데 모여 VDC 기반 협업 회의를 진행했다. 이를 통해 도면상으로는 확인할 수 없었던 간섭과 오류를 수정해 설계안을 변경했고, 안전한 시공이 가능한 작업영역을 도출해 근로자들이 안전하게 작업할 수 있는 여건을 마련했다.
인프라 VDC 플랫폼을 통해 주탑, 케이블, 보강거더 공사에 공기를 총 34일 단축시켰고, 장비 임대비, 재시공비, 고정비, 인건비 등을 줄여 약 2억원의 비용을 절감했다. 이 밖에도 공사 관계자들과 현장 근로자들의 설계와 시공 이해도를 높일 수 있었다.

Q-세계에서 주경간이 가장 긴 현수교는 일본의 아카시대교(주경간 1,991m)로 알려졌는데 일본 기술력과 한국 기술력의 차이점은 무엇인가.
일본의 아카시대교는 규모면에서 국내의 이순신대교(1,545m), 노량대교(890m)보다 크다 할 수 있으나, 일반적인 철재 주탑에 주케이블을 PPWS공법을 적용하여 시공하였다. 노량대교는 경사주탑에 3차원 케이블을 배치하고, 보강거더를 주탑에서 중앙 방향으로 가설하며 3차원 케이블 선형을 완성한 세계 최초의 현수교이다. 이와 같은 노량대교를 성공적인 준공함으로써 한국의 현수교 가설 기술력은 일본 기술력보다 비교 우위를 확보했다고 할 수 있다.

Q- '타정식현수교'와 '스윙공법', '기술인 '프리콘' 기술 등이 왜 노량대교에 적용됐는지, 그 필요성을 설명해 달라.
“노량대교는 주탑이 육상에 위치함에 따라 보강거더를 운반하는 바지선의 접안이 불가능하다. 이에 따라 인근 위치까지 운반된 보강거더를 행어케이블을 이용하여 스윙하여 본 위치에 가설하는 스윙공법 적용이 불가피했다.
H형 주탑은 주탑 상부에 작업공간 확보가 용이하나, 노량대교는 A형 경사주탑을 적용함에 따라 주탑 상부의 작업 공간이 협소하다. 이에 3단계의 가시설을 배치하여 작업공간을 확보함에 따라 실제 시공 시 간섭이 일어날 가능성이 매우 높았다. GS건설은 ‘프리콘’ 적용을 통해 도면상으로는 확인할 수 없었던 간섭과 오류를 수정하였고, 안전한 시공이 가능한 작업영역을 도출해 근로자들이 안전하게 작업할 수 있는 여건을 마련했다.

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