현수교

광안대교

세계 최장의 현수교인 아카사키대교

• 懸垂橋

개요

주탑과 앵커리지사이, 그리고 주탑과 주탑 사이에 주케이블을 늘어지게 달고 주케이블에 케이블(현수재)로 상판을 매달아서 상판의 무게를 견디게 하는 형태의 교량이다. 경간장을 상당히 길게 할 수 있어서 크고 아름다운 교량의 시공에 적합하다.

현수교 자체는 의외로 오래 된 형태의 다리인데 원시적인 형태는 이미 고대 중국에서부터 사용하여 온 것으로 알려져 있다.

형식

• 타정식 현수교 : 교량의 양 끝에 앵커리지(주케이블 고정장치)를 두어 이쪽에 주케이블을 고정시킨 형식. 대규모 현수교는 거의 이 형식이다.
• 자정식 현수교 : 별도의 앵커리지를 두지 않고 교량 끝단의 교각에 주케이블을 고정시킨 형식. 케이블의 장력이 크지 않은 중소규모의 현수교에 사용된다.

특성

장점

• 주케이블의 강도가 견디는 범위 내에서 경간장을 최대치로 뽑아낼 수 있다.

  현존하는 교량의 형식 중에서 가장 긴 경간장을 가지는 것이 바로 이 현수교 양식이다. 이런 이유로 전세계적으로 유명한 교량들의 경우 현수교의 형태를 하고 있는 경우가 많다. 또한 이 경간장의 허용 범위는 사장교와 비교해도 훨씬 더 큰 범위이다. 때문에 보통 중앙경간이 500m를 넘어가게 되면 트러스교나 사장교보다 경제성이 뛰어나다고 볼 수 있다.

• 하부구조를 설치하기 어려운 지점의 시공에 유리

  수심이 깊거나 하부 구조물을 설치하기 까다로운 지형의 경우에 이 현수교가 상당히 유리하다. 주탑 2개만 중간에 설치를 하면 교량 하부 상황이 어떻건 상관없이 시공이 가능하다.

단점

타코마 다리의 붕괴 동영상

• 강풍이나 진동에 취약한 구조이다

  현수교 자체는 꽤 튼튼하게 설계되어 있고, 수직하중에 버티는 능력도 상당히 큰 편에 속하지만 횡방향의 바람이나 진동에는 취약한 구조이다. 약한 바람이나 지진이 발생하더라도 정말로 재수없게 공진현상이 일어날 경우 설계 풍속이나 내진 기준보다 훨씬 아래의 상황임에도 다리 전체가 무너져 버릴 수 있다. 물론 이러한 취약점을 보강하기 위해 현대에 건설되는 현수교는 교량의 구조 형태를 케이블에만 의존하는 것이 아니라 상판 자체를 트러스 구조로 만들거나 플레이트거더의 형태로 만들어서 이러한 비틀림 현상을 최대한 억제하는 구조이기는 하지만 공진현상 자체를 막을 수 있는 근본적인 해결책은 없는 셈. 이 때문에 바람이 자주 부는 지역에서는 현수교 보다는 사장교의 건설이 권장된다.

• 케이블이 하나라도 손상되면 끝장

  유사한 형태인 사장교와 가장 크게 구분되는 것이 바로 이 케이블 문제이다. 사장교는 케이블 한두개 정도의 손상으로는 교량에 그렇게 큰 부담은 주지 않지만 현수교는 줄이 하나라도 끊어지는 순간 그쪽 방향으로 무게가 쏠리면서 상판이 뒤틀려버리고 붕괴로 연결되기 쉬운 구조이다. 때문에 유지보수를 사후 정비가 아닌 예방 정비 형태로 접근해야 하며, 사고가 터진 뒤에 보수하는 것은 사실상 불가능하다. 이런 유지보수의 측면에서 장대교량의 건설 추세는 현수교에서 사장교로 점차 넘어가는 추세이다.