2013.11.07
입력 : 2013.11.07 14:06
GS건설(006360) (36,250원▼ 1,100 -2.95%)은 일반 사장교보다 15% 더 경제적인 ‘다경간 중규모 인장형 사장교’ 신공법을 개발했다고 7일 밝혔다.
사장교는 교각 없이 양쪽에 세운 버팀 기둥 위에서 케이블을 늘어뜨려 다리를 지탱하는 구조다. GS건설은 2011년 세계 최초로 주탑 거리가 1400~1800m의 사장교를 시공할 수 있는 ‘인장형 사장교 기술’을 개발한 바 있다.
이번에 GS건설은 해당 기술을 500~800m길이의 중형 대교나 주탑이 2개 이상인 경우까지 확대 적용한 다경간 중규모 인장형 사장교 기술을 개발했다. 교량이 수축하는 힘인 압축력을 물체를 잡아당기는 힘인 인장력을 활용해 비용을 절감한 것이 특징이다.
GS건설 관계자는 “최장 1800m 규모의 사장교를 짓는 기술을 500~800m 길이의 사장교를 짓는데도 적용해 비용을 15% 가량 절감할 수 있게 됐다”고 말했다.
GS건설은 다경간 중규모 인장형 사장교 기술과 관련해 국내 특허 3건은 이미 등록 완료했으며, 국내 특허 3건, 국제 특허 2건을 출원 중이다. GS건설은 2년여간 관련 연구를 진행해왔다.
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2km 현수교, 20km 사장교는 왜 안 무너질까?
4.5t 버티는 5.4㎜ 초고강도 강선 1만여개 꼬아 교량 지지 케이블 제작
박영국 기자(24pyk@dailian.co.kr)
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| ▲ 전남 여수와 광양을 연결하는 이순신대교.ⓒ연합뉴스 |
광양과 여수를 이어주는 이순신대교는 총 길이가 2260m에 불과한 평범한 다리지만, 주탑과 주탑 사이(주경간) 길이가 1545로 국내에서 가장 긴 현수교라는 타이틀을 갖고 있다. 많게는 수백 대의 차량이 늘어서기도 하는 1.5km의 도로가 중간에 받침대 하나 없이 공중에 떠 있다는 얘기다.
총 길이 18.38km로 세계 6위인 인천대교는 인천항으로의 선박 통행에 지장을 주지 않기 위해 중간 일부를 사장교로 구성했다. 이 사장교 구간의 주경간 거리는 800m로 세계 5위 수준이다.
현수교와 사장교는 육로와 항로의 조화, 즉 위로는 자동차가 다니고 밑으로는 선박이 오갈 수 있는 공간을 확보해주는 역할을 하며, 미관적으로도 다른 교량에 비할 바 없이 뛰어나다.
문제는 수백 미터에서 수 킬로미터에 달하는 무거운 상판, 그리고 차량 통행 등으로 추가되는 하중을 교각 없이 철제 케이블만으로 버텨야 한다는 점이다.
즉, 현수교와 사장교의 규모와 안전성은 교량 케이블이 좌우한다고 해도 과언이 아니다.
교량 케이블은 무거운 교량의 상판을 지탱해주는 지지선으로, 철강사에서 선재를 공급하면 신선사에서 신선작업을 진행하고, 케이블 제작업체, 전문 시공업체에서 최종 완성하는 복잡한 제조공정을 거치게 된다.
철강업체 입장에서 교량 케이블은 고난도 제조기술을 요하는 까다로운 제품임과 동시에 높은 수익을 보장해 주는 고부가가치 제품이기도 하다.
국내 대표적인 철강 업체인 포스코가 ‘솔루션마케팅(제품과 사용기술을 함께 제공)’의 주력 제품으로 꼽는 것도 바로 교량 케이블이다.
포스코는 현수교·사장교 교량의 길이 증가 추세에 따라 고강도 케이블에 대한 요구가 점차 늘어가는 것에 주목하고, 초고강도 소재의 개발 공급뿐만 아니라 가공기술 제공, 강재 맞춤형 케이블 정착장치 개발, 케이블 성능인증 기술지원 등 세계 최고강도 케이블 생산을 위한 토털 솔루션 체제 구축에 힘을 쏟았다.
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| ▲ 포스코의 교량 케이블 토털 솔루션을 적용한 울산대교에서 지난 5월 상판 설치 작업이 한창이다. 울산 동구와 남구를 잇는 이 교량은 내년 5월 완공된다.ⓒ연합뉴스 |
먼저, 포스코는 최고강도의 도금 강선용 선재를 개발해 공급 중이다. 포스코에서 상용화한 선재 제품(POSCABLE92)을 소재로 제작한 인장강도 1960MPa(메가파스칼)급 도금 강선은 일본 경쟁사가 상용화한 1860MPa급 제품을 뛰어넘는 세계 최고강도 제품이며, 이보다 인장강도가 더 높은 2200MPa급 강선(POSCABLE98 선재 사용)의 초도 적용기술도 확보, 상용화를 앞두고 있다.
또한 교량 케이블은 주탑, 상판 등에 정착장치로 고정시켜 설치될 수 있으며, 이를 위해서는 각 케이블에 맞는 전용 정착장치와 최적의 이용기술이 요구되는데, 포스코는 현수교용 케이블 소켓을 시공사와 공동개발하고 사장교용 정착장치를 독자 개발함으로써 해외 선도기업을 뛰어넘는 이용기술을 확보했다.
특히, 해외업체에 의존하고 있는 교량 시공사들에 강재와 함께 이용기술을 제공함으로써 케이블 시공비용의 약 10%를 절감하는 효과도 가져다줬다.
더불어 포스코는 케이블 성능인증시스템을 구축, 고객기술 지원의 토대를 마련했다.
그동안 케이블 성능 검사는 국내에서 진행할 수 없어 제작사들은 미국·프랑스 등 해외 전문기관에서 성능 검증을 받기 위해 많은 시간과 비용을 들여야 했다.
하지만, 이번에 포스코가 3000t 케이블 피로시험기, 1500t 케이블 정착장치 수밀성 시험기(케이블 정착 앵커리지 시스템에 물이 들어가지 않는 수밀 성능을 검증을 받아야 함) 등 세계 최고 수준의 성능인증시스템을 갖춤으로써 케이블 제작사들의 고충을 덜어낼 수 있게 됐다.
포스코는 최고강도 강재 공급 및 가공기술 지원, 전용 정착장치 제공, 성능 인증 지원의 토털 솔루션을 현재 건설 중인 터키의 보스포러스 제3대교와 울산대교 등에 적용했고, 향후 교량 케이블시스템 공동개발과 글로벌 교량 케이블 신규수주 등 고객사와의 협력, 솔루션마케팅 체제를 지속 확대할 계획이다.
포스코의 고강도 케이블용 선재인 POSCABLE92는 0.5% 이내의 탄소 함유량을 갖는 일반 강재와 달리 탄소를 0.92% 함유해 일반 강재보다 훨씬 높은 강도를 갖는 제품이다.
이 제품은 성인 검지보다 조금 작은 지름 13㎜의 선재로, 마치 철사와 같은 코일 형태로 신선사에 공급되며, 신선사에서는 이 선재를 길게 잡아 늘리면서 13㎜보다 작은 지름의 구멍을 갖는 틀에 통과시켜 최종적으로 지름 5.4㎜ 정도의 강선을 만든다.
POSCABLE92로부터 만들어진 지름 5.4㎜의 강선은 어린아이의 새끼손가락보다도 가늘지만 약 1.5t인 중형차 3대를 한 번에 들 수 있는 정도의 강도를 갖는다. 이 강선들이 적게는 수백에서 많게는 1만개를 넘는 숫자가 하나의 다발로 모여 거대한 교량을 지지하는 케이블이 된다.[데일리안 = 박영국 기자]
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How to Build the World’s Longest Floating Bridge
The floating bridge on Seattle’s Route 520 already has the distinction of being the longest one in the world. Now crews are preparing to overhaul the bridge and make it even longer. If you’re wondering how they’ll get a quarter-million tons of concrete to float, we found out.
Hulking engineering projects built with 230,000 tons of concrete generally don’t float. Washington state, however, knows a little about how to make so much mass actually buoyant.
Washington owns the four longest floating bridges in the world. The longest, State Route 520, connects Seattle to points east over Lake Washington, which dips to 214 feet deep. That means a straight-line suspension bridge is out of the equation, and a suspension bridge in water that deep would require a bridge tower the height of Seattle’s Space Needle. Conventional bridges have proven too expensive to build in deep waters with soft beds, so floating a bridge over Lake Washington pencils out as the only possible solution to carry the roughly 115,000 daily vehicles.
Now the Route 520 bridge is getting even longer. And as Washington State’s Department of Transportation (WSDOT) starts reconstructing the world’s longest floating bridge, originally built in 1963, it has spent years developing a new bridge design and even a specialized concrete and concrete-pouring method, setting a new standard for floating bridges worldwide. The new bridge, which should open by 2014, will extend the span from 7578 feet (about 1.5 miles) to 7710 feet, and feature 77 concrete pontoons serving as the foundation for a six-lane, 116-foot-wide bridge deck.
Washington owns the four longest floating bridges in the world. The longest, State Route 520, connects Seattle to points east over Lake Washington, which dips to 214 feet deep. That means a straight-line suspension bridge is out of the equation, and a suspension bridge in water that deep would require a bridge tower the height of Seattle’s Space Needle. Conventional bridges have proven too expensive to build in deep waters with soft beds, so floating a bridge over Lake Washington pencils out as the only possible solution to carry the roughly 115,000 daily vehicles.
Now the Route 520 bridge is getting even longer. And as Washington State’s Department of Transportation (WSDOT) starts reconstructing the world’s longest floating bridge, originally built in 1963, it has spent years developing a new bridge design and even a specialized concrete and concrete-pouring method, setting a new standard for floating bridges worldwide. The new bridge, which should open by 2014, will extend the span from 7578 feet (about 1.5 miles) to 7710 feet, and feature 77 concrete pontoons serving as the foundation for a six-lane, 116-foot-wide bridge deck.