영종대교의 개괄

영종대교는 인천국제공항(영종도)와 육지를 연결하는 교량입니다. 교량의 총 길이는 4,420m 이고 현수교 구간은 550m 입니다. 주경간장은 300m 입니다. 자정식으로 5500m의 교량은 결코 적은 규모는 아닙니다. 건설당시에는 세계 최대 규모의 자정식 현수교 였습니다. 비교가 될만한 교량은 일본의 Konohana bridge입니다. 이 교량은 총 연장이 540m, 주경간장은 300m 교량입니다.

오클랜드 베이 브릿지

이제 자정식현수교도 기술적으로 많이 발전을 하였습니다. 자정식 현수교에서 세계적으로 가장 유명한 교량은 Oakland Bay Bridge(오클랜드 베이 브릿지) 입니다.

1주탑 현수교임에도 불구하고 주경간장이 385m나 되는 매우 높은 기술력을 보여준 교량입니다. 이 교량의 시공은 타임랩스로 매우 잘 나와있는 동영상이 있습니다. 한번 보시면 재미있습니다. 4분이라는 시간이 순싯간에 지나갑니다.

영종대교 특징 1 : 자정식 현수교

현수교의 형식은 케이블 양단의 정착 형태에 따라, 타정식 현수교와 자정식 현수교로 대분할 수 있습니다. 타정식 현수교는 Cable의 양끝을 지중에 구축한 Anchorage Block, 즉 거대한 콘크리트 덩어리에, 마찰력에 의존, 고정시키는 형식으로, 그 대표적인 교량이 바로 미국의 금문교(Golden Gate Br.)입니다.

반면 자정식 현수교는 케이블을, 대형 콘크리트 블록이 아닌, 보강형 트러스 양단의 자체(自體)에 고정시키는 형식으로, 트러스가 압축력과 상향 편심을 받게 됨에 따라, 탄성수축에 의한 보강형 트러스가 수축하며, 주케이블이 처지고, 신축이음폭이 신장하는 등의 문제가 있습니다.

영종대교 특징 2: 3차원 케이블

일반적으로 현수교는 2개의 주탑을 수직으로 세우고, 그 위에 포물선으로 된 2줄의 케이블을 평행하게 가설한 후, 이로부터 행거로프를 수직으로 늘어트려 상판을 매달아 완성합니다.

그러나 3차원의 케이블은 2줄의 케이블이 현수교의 단부에서 교량 폭 만큼 벌어져 있다가 주탑에서는 3M 폭으로 좁아진후 주경간부의 중앙에서 다시 벌어지는, 소위 MONO-DUO TYPE으로 가설됨에 따라, 행거로프도 수직이 아닌 10°내외의 경사를 이루며 가설되는 한차원 높은 공법입니다. 1991년 현상공모에 의하여 선정된 영종대교의 3차원 케이블 현수교는 내풍안전성, 즉 바람에 의한 진동이 매우 적어 안전하며, 우리나라 고유의 문화를 상징할 수 있는 기와지붕형태의 조형물로 설계되어 외관이 매우 수려하다는 특징을 가지고 있습니다.

이러한 3차원의 케이블을 성공적으로 가설키 위하여 영종대교에서는 직경 5.1mm의 소선을, 2개의 활차가 왕복하면서 공중에서 한가닥씩 엮어 나가는 Air Spinning 공법을 사용하였습니다.

영종대교 시공

영종대교의 시공은 매우 곤란면이 많았다고 합니다. 남해대교도 그랬지만, 해상조건이 매우 안좋았다는 자료가 있습니다. 첫번째로는 조수간만의 차가 9.8m나 되었다는 것입니다. 썰물의 경우에는 초당 2.15m의 급류가 발생하였습니다. 또한 동절기에 20m/s의 강풍, 그에 따른 파고, 매우 낮은 체감온도는 시공을 더욱 곤란하게 하였습니다.

하지만 많은 새로운 시도가 있었습니다. 무인굴착식 뉴메틱 케이슨, 도로/철도 병용의 보강형(공항철도), 최대 최대규모의 자정식현수교, 3차원 케이블 등이 특징이라고 할 수있습니다.