섬을 잇어주는 다리(대교)는 어떻게 짓나요?
안녕하세요~
섬을 잇어주는 필수적인 토목시설 중 하나인 다리(대교)는 어떻게 짓나요? 바다 속 깊이에 어떻게 그 큰 다리를 설치 할 수 있을까요? 무슨 공법이 있는 건가요? 있으면 순서도 알려주세여~
감사합니다.
안녕하세요. 이형민 전문가입니다.
섬을 잇는 다리의 경우에는 아주 어렵습니다. 바다물의 유속을 견딜 수 있어야 됩니다. 그리고 이를 굳일수 있는 시간이 필요하고 아래까지 고정시킬 수 있도록 해야 되기 떄문에 아주 어렵다고 합니다.
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.
섬을 잇는 대교를 건설할 때는 다양한 공법이 사용됩니다. 바다 속 깊은 곳에 대교를 설치하기 위해서는 철저한 계획과 정교한 공학 기술이 필요합니다. 여기 대표적인 공법과 대교 건설의 기본적인 순서를 설명드립니다.
대교 건설에 사용되는 주요 공법
기초 공법
말뚝 기초: 바다 바닥에 긴 말뚝을 박아 다리의 기초로 사용하는 방법입니다. 말뚝은 철근 콘크리트, 강재 등으로 만들어지며, 바다 바닥에 안정적인 지지력을 제공합니다.
케이슨 기초: 큰 상자 모양의 구조물(케이슨)을 만들고, 이를 바다 바닥에 설치한 후 내부를 비워 다리의 기초로 사용하는 방법입니다. 케이슨은 물을 퍼내고 콘크리트를 채워 견고하게 합니다.
상부 구조 공법
사장교(케이블 스테이드 브릿지): 타워와 케이블을 사용하여 다리의 상판을 지지하는 방법입니다. 케이블을 통해 하중을 타워로 전달합니다.
현수교: 주탑과 메인 케이블을 사용하여 다리를 지지하는 방법입니다. 메인 케이블이 주탑에 걸려 있으며, 다리 상판은 이 케이블에 의해 지지됩니다.
대교 건설 순서
계획 및 설계: 다리를 건설하기 전에 필요한 길이, 위치, 사용될 재료, 기초 방식 등을 결정합니다. 환경 영향 평가도 이 단계에서 이루어집니다.
지질 조사: 바다 바닥의 지질 상태를 조사하여 최적의 기초 공법을 결정합니다. 이는 다리의 안정성과 내구성에 매우 중요합니다.
기초 공사: 선택된 기초 공법(말뚝 기초 또는 케이슨 기초)에 따라 바다 바닥에 다리의 기초를 설치합니다.
주탑 건설: 현수교나 사장교의 경우, 다리의 주탑을 건설합니다. 주탑은 다리의 전체 구조물을 지지하는 핵심 요소입니다.
상판 설치: 주탑과 기초 공사가 완료되면, 다리의 상판을 설치합니다. 상판은 콘크리트 또는 금속으로 만들어지며, 이 과정에서 크레인과 같은 중장비가 사용됩니다.
케이블 및 지지 구조물 설치: 사장교나 현수교의 경우, 케이블을 설치하여 다리 상판을 지지합니다.
마무리 작업: 모든 구조물 설치가 완료되면, 도로 포장과 안전 장치 설치 등의 마무리 작업을 진행합니다.
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
1. 사전 조사 및 설계: 바다 밑 지형, 해류, 파도 등을 조사하고 설계를 수행합니다.
2. 기초 공사: 바다 밑에 다리를 지탱할 기초를 설치합니다. 이는 다이빙 작업이 필요할 수 있습니다.
3. 기둥 설치: 바다 위로 기둥을 세웁니다. 이때는 바다 밑으로 기둥을 고정시키는 방법이 사용됩니다.
4. 교각 및 도로 설치: 기둥 사이에 교각을 설치하고 도로를 건설합니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
다리 종류에 따라 전혀 다른 기술의 공법이 사용됩니다.
그래서 섬과 섬, 혹은 육지와 섬을 잇는 다리를 건설하는 과정은 매우 복잡하며, 여러 단계로 이루어집니다.
하지만, 대략적인 과정은 비슷하게 진행됩니다.
계획 및 설계단계로 먼저, 다리를 건설할 위치를 결정하고, 다리의 길이, 폭, 높이 등을 설계합니다. 이 과정에서는 토지의 지질, 기후, 풍력, 해류 등 여러 요소를 고려해야 합니다.
그리고 기초 공사가 시작됩니다. 다리의 양쪽 끝과 중간 지점에 기둥을 세우기 위한 기초를 만듭니다. 이 과정에서는 보통 콘크리트와 강철을 사용하며, 바다 밑바닥에 기둥을 설치하기 위해 드릴링 장비를 사용하기도 합니다.
기초가 완성되면, 다리의 본체를 건설합니다. 이 과정에서는 크레인, 강철, 콘크리트 등을 사용하여 다리를 조립하고, 강도를 높이기 위해 콘크리트를 주입하고 다리의 본체가 완성되면, 도로 표면을 설치하고, 안전 장치를 설치합니다. 이후, 다리의 안전성을 확인하기 위해 여러 가지 테스트를 진행합니다.
이러한 과정은 대략적인 것이며, 실제로는 다리 종류에 따라 훨씬 더 많은 단계와 세부 작업이 필요합니다. 또한, 다리 건설은 전문적인 지식과 기술을 요구하므로, 전문가들이 주도하는 프로젝트로 진행됩니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
섬을 연결하는 대교는 섬 주민들의
삶을 편리하게 만들
고 지역 경제 발전에도
기여하는 중요한 토목 시설입니다.
바다 위에 거대한 다리를 건설하는 것은
결코 쉬운 일이 아닙니다.
대교 건설에는 여러 가지
공법이 사용됩니다.
가장 일반적인 공법은
다음과 같습니다.
거대한 콘크리트 구조물을 바다에
잠수시키고 이를 연결하
여 다리 기둥을 만드는 방법입니다.
강철 케이블로 다리판을 지지하는 방법입니다.
긴 거리의 다리를 건설할 때
많이 사용됩니다.
사장이라는 경사진 케이블로
다리판을 지지하는 방법입니다.
케이블공법보다 경제적이지만
견딜 수 있는 하중이 작습니다.
다리 기둥을 바다 바닥에
깊숙히 박아 고정하는 방법입니다.
해저 지반의 상태에 따라
적합한 공법을 선택해야 합니다.
대교 건설은 일반적으로 다음과
같은 순서로 진행됩니다.
해저 지반 조사 수심 측량 풍속 및
파도 분석 등을 통해 최적의
다리 설계를 수립합니다.
해저 지반에 다리 기둥을 고정할 수
있도록 기초를 조성합니다.
침매공법 교량기초공법 등을
사용합니다.
다리 기둥 위에 교각을 설치하고
교각 사이에 교량판을 설치합니다.
케이블공법 또는 사장교공법을 사용하는
경우 케이블을 설치하여 다리판을 지지합니다.
다리 표면을 마감하고 안전성을
검토하여 완공합니다.
과학기술의 발전으로 대교 건설 기술도
끊임없이 발전하고 있습니다.
더욱 강하고 안전하며 경제적인 다리를
건설하기 위한 새로운 공법들이
개발되고 있습니다.
미래에는 더욱 긴 거리 더욱 깊은
바다에 다리를 건설할 수 있는 기술이
개발될 것으로 기대됩니다.
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안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
먼저 다리를 짓기 전에는 지형 조사와 설계 과정이 필요합니다. 지형 조사를 통해 바다 속 깊이와 바닥의 상태를 파악하고 설계를 통해 다리의 형태와 크기를 결정합니다.
다리를 설치하는 방법에는 여러 가지가 있지만 대표적인 방법으로는 선박을 이용한 해저터널 설치와 건설용 선박을 이용한 선박부유식 방식이 있습니다. 해저터널 설치는 바다 바닥에 터널을 파고 그 안에 다리를 설치하는 방식으로 선박부유식 방식은 바다 위에 건설용 선박을 띄우고 그 위에 다리를 설치하는 방식입니다.
선박부유식 방식의 경우 먼저 바다 위에 건설용 선박을 띄우고 그 위에 다리를 설치하기 위해 바다 바닥에 기둥을 박습니다. 그리고 건설용 선박에서 크레인을 이용해 다리 부재를 바다 위로 올려 설치하게 됩니다. 이 과정에서 바다 바닥에 박힌 기둥들은 다리의 무게를 지탱하고 다리 부재들은 기둥들을 따라 바다 위로 떠오르게 됩니다.
다리 부재들을 서로 연결하고 강화하여 완성된 다리를 만들게 됩니다. 이렇게 다리를 설치하는 과정은 매우 복잡하고 정교한 기술이 필요하지만 현대의 과학 기술 발전으로 가능해진 것입니다.
제가 살고 있는 세상에서는 다리가 너무나도 당연한 존재이지만 그만큼 많은 노력과 기술이 들어간 결과물이기도 합니다. 다리가 우리 생활에 더욱 편리하고 안전하게 사용될 수 있도록 끊임없이 노력하고 있습니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 현수교의 대표적인 예로는 광안대교와 이순신대교가 있습니다. 교량의 중간에 있는 큰 기둥을 ‘주탑’이라고 합니다. 그리고 주탑에 연결되 어있는 케이블을 ‘주 케이블'이라고 하며 주 케이블에서 내려오는 선을 '현수재’라고 합니다. 사장교의 대표적인 예로는 인천대교와 올림픽대교가 있습니다. 사장교에도 마찬가지로 주탑이 있지만, 현수교와 달리 주 케이블이 없고 주 탑에 연결된 케이블이 바로 상판으로 연결되는 형태입니다. 첫 번째 사진이 바로 인천대교입니다. 인천대교는 사장교의 형태를 가지며, 우리나라에서 가장 긴 다리이자 세계에서 일곱 번째로 긴 다리입니다. 두 번째 사진은 천사대교입니다. 천사대교는 국내에서 유일하게 사장교와 현수교를 합친 형태의 교량이자, 1,004개의 섬을 아우 르는 다리라고 하여 천사대교라는 이름을 가지게 되었습니다. 인천대교와 천사대교의 형태에 대해 알아보았으니 지금부터 이들의 건설 방법에 대해 알아보겠습니다. 인천대교 주탑의 높이는 63빌딩과 비슷한 높이로 230.5m입니다. 주탑을 이렇게나 높이 올릴 수 있었던 이유는 '초고압 펌프'를 이용하였기 때문입니다. 이를 통해 콘크리트를 높은 곳까지 굳지 않게 유지하면서 전달하고, ‘자동 상승 거푸집'을 이용하여 24시간 동안 계속 작업 할 수 있는 환경을 만들었습니다. 그렇다면 주탑의 기초가 되는 기초말뚝은 어떻게 지어졌을까요? 지름 3m의 강관(내부에 빈 공간이 있는 강철로 만든 관) 24개를 바다의 암반에 심어서 기초를 다졌습니다. 이때, 강관 안에는 물과 섞이지 않는 특수 콘크리트로 채워 튼튼한 기초말뚝을 완성하였습니다. 기초말뚝의 안전성을 판단하기 위해서는 하나의 강관이 받는 압축력을 계산해야 합니다. 그러나 강관의 지름이 3m나 되어 한 개의 설계하 중이 7,000t에 이릅니다. 그리고 이를 안전한지 판단하려고 하면 21,000t 정도의 매우 큰 힘을 가해봐야 합니다. 이러한 안전성 판단을 위해 '오셀'이라는 특수 잭을 사용하였는데요. 30,000t까지의 힘을 강관에 가하여 안전성을 시험하였습니다. 다음으로 천사대교의 건설 방법에 대해 알아보겠습니다. 인천대교에서는 주탑과 기초말뚝의 건설 방법을 소개하였으니, 천사대교에서는 상판을 잇는 건설 기술을 소개하겠습니다. 교량 상판을 주탑과 연결하기 위해 사용한 건설 방법으로는 인양공법과 직하인양공법이 있습니다. 인양공법은 해상크레인을 이용하여 교량의 상판을 끌어올리는 것이고, 직하인양공법은 주 케이블에 리프팅 장치를 설치하여 상판을 끌어올리는 방법입니다. 또한 육지와 이어지는 교량 부분은 접속교의 형태로 되어 있는데, 이는 연속압출방식인 ILM(Incremental Launching Method) 공법으 로 시공하였습니다. ILM공법이란 교량의 상판을 주형 제작장에서 1세그먼트(segment)씩 제작하고 잭을 이용하여 조금씩 밀어내면서 교 량을 가설하는 공법입니다. 지금까지 인천대교와 천사대교에 사용된 여러 가지 건설 방법에 대해 알아보았습니다. ‘바다에 교량을 어떻게 지을까?”에 대한 궁금증이 어느 정도 해결되셨나요? 앞으로 교량을 지나갈 때 교량의 형태와, 교량에 쓰인 기술에 대해 생각해볼 수 있을 것 같습니다.
출처 : 한국건설기술연구원 - 바다에 교량은 어떻게 지어질까?
안녕하세요. 정연곤 과학전문가입니다.
바다 위 섬을 이어주는 다리는 다양한 토목 기술의 집합체 입니다.
환경적 요소를 반영한 기초 연구 및 설계가 필수 적 입니다.
그리고 해저에 설치할 수 있는 강철이나 콘크리트로 만들어진 기둥을 설치 해야 합미다.
해양 생태계 및 바다 아래의 조류 등을 고려하는 해양 공학또한 활용 하여야 합니다.
이러한 것들을 총체적으로 고려 하여야 대교를 건설할 수 있습니다
