Extradosed교

일본 아이치현의 고추잠자리교

개요

외형은 사장교와 유사하지만 구조공학상의 특성은 PSC 박스 거더교에 가까운 형태의 교량으로, Extradosed는 추가로 무언가를 더 투입하였다는 의미로 해석이 가능하다. 교량의 하중을 거더만으로 감당하는 것이 아니라 사장교와 같은 케이블을 통하여서 일부 하중을 부담하게 하는 특성을 가지며 통상 100~200m정도의 경간을 가지는 교량에 적용된다. 약자로 'ED교'로 불리기도 한다.

사장교와의 차이

Extradosed교는 외형이 사장교와 유사하기 때문에 아무 생각없이 봤다가는 사장교와 헷갈리기 좋지만 구조상 다음과 같은 유의미한 차이가 있다.

• 케이블의 연직하중 부담 정도 : 사장교의 경우 케이블의 수직방향의 하중을 모두 지탱하는데 비해서 Extradosed교는 교량의 형태 자체가 기본적으로 PSC 거더교와 같은 형태로 되어있기 때문에 굳이 케이블 전체에다가 하중을 다 줄 필요가 없다. 이 덕분에 케이블이 부담하는 하중은 전체 하중의 30%정도이고 나머지는 거더가 부담하는 방식이다.(대신 거더의 강성이 커져야 한다)
• 사장교에 비해 낮은 주탑 : 굳이 케이블이 하중을 다 부담할 필요가 없기 때문에 케이블의 각도 설계 허용폭이 대폭 늘어나게 된다. 이 덕분에 사장교와 같이 미칠듯한 높이의 주탑을 만들지 않아도 되기 때문에 상대적으로 주탑이 낮아진다. 덕분에 시공 난이도는 사장교에 비해 상당히 낮은 편에 속한다.
• 사장교에 비해 낮은 진동 발생 : 기본적으로 하중을 PSC거더가 부담하기 때문에 케이블의 부담이 적어지며 이로 인해 사장케이블에 많은 하중을 부담시키는 사장교에 비해 발생하는 진동이 적은 편이다. 이런 이유로 일반 도로 교량 이외에 철도 교량에서도 많은 적용이 가능하다.

종류

• 사판식 : 케이블을 벽체 속에다 집어넣는 방식
• 사장외케이블 방식 : 케이블을 외부로 노출시키는 방식. 외형상 사장교와 비스무리해서 아무 생각없이 보면 사장교로 착각할 수 있다.

기타

Extradosed교의 시초인 Ganter Bridge

Extradosed교는 스위스의 공학자 Christian Menn에 의해 1980년 완공된 스위스의 Ganter Bridge가 그 시초라고 할 수 있다. 당시에는 Extradosed교라는 말이 없었고, 이후 이론적 발전을 거듭하여 이후 'Extradosed Prestressed Bridge'라는 용어가 프랑스의 Jacques Mathiva에 의해 정립된다.

대한민국에서의 최초로 건설된 Extradosed교는 1997년에 건설된 양근대교로 케이블을 벽체 속에다 집어넣은 사판식 방식이며, 사장외케이블식으로는 2002년에 건설된 여수의 평여2교가 최초이다. 참고로 양근대교 건설 당시에는 이런 방식이 Extradosed교 방식인줄도 모르고 시공했다는 뒷이야기가 있다. 현대 토목공학에서 다루는 교량의 형태 중 가장 늦게 나온 분류여서 이런 일이 생긴 듯. 대한민국의 철도 교량 중에서는 익산-전주 사이의 전라선 구간의 교량 중 만경강을 횡단하는 철교가 이 방식으로 건설되었다.