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인천대교 중 사장교 구간 report

1. 인천대교중 사장교 구간은케이블이 상판을 지탱하는 사장교 방식을 채택한 인천대교는 주탑의 거리가 800m로 국내 최장이다. 대형선박들이 안전하게 지나가도록 교각 사이를 최대한 넓힌 것이다. 케이블로 지탱하는 다리는 특히 바람에 취약하다. 사장교는 현수교가 변형된 형태라고 할 수 있다. 주 케이블을 다리 양 끝에 고정하는 대신 주탑의 꼭대기에 고정된 케이블이 상판을 지탱하는 형태로 케이블이 주탑에 연결되어 있는 것이다. 우리나라 최초의 사장교는 1984년 완공된 진도대교이다. 울돌목 거친 물살 때문에 양쪽 해안에 탑을 세우고 케이블로 다리를 묶어 지탱하는 사장교 형식을 취했다. 총길이 7310m의 서해대교 현존하는 국내 최장의 다리였지만 인천대교에게 타이틀을 내줬다. 인천대교 주탑 높이는 238.5m 여의도 63빌딩의 높이에 육박하고 서해대교, 영종대교의 주탑보다 훨씬 높다. 주탑의 형태는 Y자를 뒤집어 놓은 역 Y자형 재료는 콘크리트이다.1. 인천대교 사장교의 기술적인 특징2.1. 일반적인 개요사장교는 주탑에 케이블을 직접 연결하여 교량을 지지하는 구조 형식으로 바다에 세워지는 교량 건설에는 교각 사이에 경간을 크게할 수 있는 기술이 핵심이다. 인천대교 12.3km 구간 중 중앙부로서 국내 사장교 주경간 800m(세계 5위 규모)이고 확보로 항만 설계기준(563m), 국제 범용 설계기준(550m)를 충족하며, 대형선박의 통행이 가능하도록 74m 형하고를 확보하고 있으며 238.5m 높이의 역Y형 주탑에 9.7~15.3센티미터 직경의 107~301가닥 강선을 한다발로 묶어 교량상판을 연결한 구조 형식이다. 초속 72미터의 폭풍과 진도 7의 지진에도 견디며 10만톤 급 선박 충돌시에도 교량이 안전하도록 설계되어 100년이상의 수명을 가지도록 설계 되어있다. 국내 최대의 해상교량을 52개월이라는 최단기간에 건설 목표 Fast track(그림1)을 적용해 설계와 시공을 동시에 진행2.2. 주탑과 기초주탑의 형상은 주탑 상부는 역Y자 형태를 선택하였고 주탑의 하부는 다이아몬드 형상으로 아랫방향으로 모이는 구조로 하였습니다. 그리고 주탑의 상부는 내풍안정성과 또한 주탑 하부에 어울리는 미관을 고려해서 삼각형 모양이 점차 상부로 올라가면서 하나의 기둥형식으로 모여지는 케이블 정착부를 구상했다. 주탑은 연직처짐, 횡방향, 교축, 시간변위를 동시에 고려하여 동서 양단에서 조립된 교량상판간의 접속부분의 변위를 동일하게 조정하엿다. 공명현상을 방지하기 위해 풍동시험을 실시했고, 충돌 시뮬레이션을 통하여 10만톤급 선박의 충돌에 대비하여 모래경사형이 아닌 골재로 채워진 돌핀형 충돌보호공을 설치하였다. 물막이 공사 없이 설치된 기초 강관은 공기를 2년가량 단축시켰고 말뚝은 직경 3미터로 안전율을 3배 확보하기위하여 오-셀이란 잭을 이용하여 3만톤까지 눌러 압축력 세계 대용량 시험을 수행하였고 변단면 콘크리트 주탑의 내구성을 확보하기 위하여 초고압펌프를 이용하여 자동상승 거푸집으로 24시간 연속 타설하고 고층에서는 버즈두바이 빌딩에 사용된 공법이 사용되었으며 외부환경에 대응할 수 있었다.2.3. 상판설치하기2.3.1 사장교에 중앙경간에 상판 무게 270톤의 상판을 데릭크레인이 들어올린다.2.3.2 안착한 상판을 깔끔하게 조립 볼트작업은 상판의 내부공간에서 이루어진다.2.3.3 마무리는 대부분 손작업으로 한다.2.3.4 동시에 케이블도 순차적으로 가설해 나간다.2.3.5 긴케이블을 주탑상단부에 걸어서 고정시킨다.2.4. 연결케이블2.4.1 케이블 표면은 딤플을 만들어 빗물수로에 의한 이상진동을 방지2.4.2 선형관리를 통하여 심플레이트로 케이블의 장력과 길이를 보정2.4.3 댐퍼를 설치하여 케이블 진동을 제진 하여 교량에 미치는 영향 감소시킨다.3. 결론우리나라는 세계 5위의 사장교를 최단기간에 건설하는데 성공했다. 인천대교는 2009년 10월에 완공되었다. 52개월의 공사기간중 골조 공사는 3년정도 소요됐다. 해상구간은 약 12km 서울남산과 관악산을 이을 수 있는 긴 길이이다. 왕복 6차선의 이 고속도로가 완성시키면서 수도권 남부에서 공항으로 가는 거리는 13km이상 줄어들고 시간또한 40분이상 감소된다.공사기간은 Fast track을 적용해서 단축시켰다.그림 1 Fast Track주탑의 건설 공기는 24개월 이었으며 주어진 공기에 맞추기 위하여 주탑을 건설 할 때는 콘트리트를 굳기전에 신속히 운반하기 위해서 초고압 펌프에 이어 초고층 버즈두바이에서 사용된 공법을 응용했다. 자동 상승 거푸집 시스템을 이용해서 24시간 연속작업으로 공기를 월등히 앞당길 수 있었다.형 다이아몬드형을 조합한 형상의 주탑 그림 2 높이 230.5m로, 역Y인천대교 주탑의 특징은 변단면을 가졌다는 것이며, 단면이 제일 밑 부분 하단부에서는 10m의 폭을 가지고 있고 가로보 밑에가서는 7m정도로 줄어들게된다 그래서 변단면이라고 한다.추후 선박의 충돌을 방지하기 위하여 충돌보호공을 설치해서 안정성을 높였고 충돌보호공은 38개 설치 하였다. 설계과정에서 자체 시뮬레이션 프로그램을 개발해 만오천가지의 시나리오를 세웠으며 최종으로 10만톤급의 선박이 충돌해도 안전하도록 설계하였다.상판을 가설 후 케이블 설치는 사장교 건설에 필수적인 공정이지만 동시에 위험한 공종이기도 하다. 일반적으로 다리 상판과 주탑쪽에서 주탑쪽에 케이블을 먼저 설치한다. 반대로 짧은 케이블에 경우 주탑에 정착한 단계에서 크레인으로 상판에 쉽게 케이블을 정착할 수 있다.

공학/기술| 2021.06.12| 3페이지| 1,000원| 조회(189)

사장교, 인천대교, 인천대교 중 사장교 구간

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