[논문]인천대교 사장교의 설계와 시공

윤만근; 신현양; 양종호

문제 정의

건설이다. 또한 집적이 한계에 이른 서울특별시를 보완하는 인천광역시의 확장을 촉진하기 위한 것이다. 이 프로젝트의 수행을 위해 정부는 최초로 외국 투자회사로부터 출자를 받아 인프라를 구축했다.
본 프로젝트는 IFEZ가 동아시아 금융중심이 되기 위한 접근도로의 건설이다. 또한 집적이 한계에 이른 서울특별시를 보완하는 인천광역시의 확장을 촉진하기 위한 것이다.
27km)으로 기록되었다. 지면의 제약으로 본 기사는 사장교를 중심으로 기술하고자 한다.

가설 설정

2) 아름다운 교량으로 완성한다.
3) 완고한 교량을 건설한다.

제안 방법

1) 설계기준에는 AASHTO LRFD를 주로 적용했다. 외국자본의 자금을 활용하기 위함이다.
3) 주거 더는 내풍 안정성과 미관이 뛰어난 페어링을 가지는 육각형 박스형 단면을 채용했다.
4) 케이블은 평면이 104개로 이루어지는 팬-형식을 채용했다. 바람의 작용을 덜 받기 위해 수풍 면적이 작은 PWS (Parallel Wire Strand)를 사용했다.
5) 교량의 100년 이상의 수명을 목표로, 확실한 유지 관리를 실시하기 위해 IT를 이용한 모니터링 시스템을 도입했다 .
5% 이상의 감쇠비를 확보해 케이블의 유해한 진동을 방지했다. NPWS 케이블의 가설에는 크고 무거운 가설장비가 필요하다는 문제점이 있지만 가설이 용이하고 가설기간이 짧기 때문에 해상교량인 본교량에는 적합하다고 판단하여 채용했다.
먼저 가설벤트를 측경 간부에 2개씩 설치했다(그림 13). 공장에서 대블럭으로 조립한 후(그림 14), 바지선으로 현장에 운반해 해상크레인(F/C)을 사용해 벤트 위에 가설했다(그림 15). 중앙경간의 가설은 켄틸 레버 가설방법을 채택했다.
기초공사는 현장에서 직접 콘크리트를 타설하는 현장 타설 말뚝(RCD)을 채용해 직경 3m의 말뚝을 설치했다. 24개의 말뚝으로 이루어진 다주 기초로, 지반의 지지층도 깊기 때문에 말뚝길이는 60~70m로 길어졌다.
경관을 고려해 형상을 결정했다. 내풍 안정성의 조사는 풍동실험을 실시해 그 안전을 상세설계 전에 확인했다.
거더 측 케이블 소켓은 거더 측면에 있는 케이블 정착 파이프에 센터 홀 잭 등을 사용해 삽입했다. 또한 거더 측 케이블정착 부에 심플레이트를 삽입하거나 뽑아내어 케이블 길이를 조정, 장력을 제어했다(그림 12). 이러 한 가설정 밀도 관리를 통해 가 설의 오차를 최소화했다.
24개의 말뚝으로 이루어진 다주 기초로, 지반의 지지층도 깊기 때문에 말뚝길이는 60~70m로 길어졌다. 먼저 말뚝이 들어갈 자리를 굴착한 후, 철근망을 설치하고 그 후 콘크리트를 타설하는 방식으로 시공했다(그림 6). 기초가 되는 Pile Cap의 설치 방법은 인천항의 해상교통을 방해하지 않도록 공기단축을 고려해 대형 Precast House의 2분 할 안을 채용했다 (그림 7).
중앙경간의 가설은 켄틸 레버 가설방법을 채택했다. 바지선으로 15m의 거더블럭을 운반하고 데릭 크레인으로 인양한 후, 가설 거더에 접합시켜 중앙경간을 시공했다(그림 16, 17) 블럭의 연결은 상플랜지의 강상판만 현장 용접이었고, 그 외에는 볼트 접합을 사용했다.
교량의 야경을 연출하는 조명장치와 중앙분리대 . 방호벽 등의 부속물 외에 교통정보를 제공하는 전자교통표식과 GPS를 비롯, IT기술을 도입한 교량 모니터링 시스템 등을 설치했다. 또한 인천공항 측에 통행요금소를 마련했다.
케이블은 바람의 작용을 줄이기 위해 수풍 면적이 작은 NPWS(New Parallel Wire Strand) 케이블을 선택했다. 유해한 케이블 진동을 막기 위해 케이블 커버 표면에는 Dimple 모양을 새기고 케이블 정착부에는 Buffer와 Disc Damper를 설치하도록 설계했다. 이에 따라 0.
주탑은 Auto Climbing Systems(ACS) Form을 이용하여 가설하였으며(그림 8), 주탑상부에 설치된 케이블 앵커 정착 부는 공장에서 가조립 시 정착파이프의 손상을 방지하기 위해 상하를 역으로 가 조립했다(그림 9).
물론, 한국 도로교시방서(KBDC)도 보완 적용했다. 즉, 두 기준 중 보수적 인설계값을 요하는 기준을 채택하였다.

대상 데이터

24개의 말뚝으로 이루어진 다주 기초로, 지반의 지지층도 깊기 때문에 말뚝길이는 60~70m로 길어졌다. 먼저 말뚝이 들어갈 자리를 굴착한 후, 철근망을 설치하고 그 후 콘크리트를 타설하는 방식으로 시공했다(그림 6).
바람의 작용을 덜 받기 위해 수풍 면적이 작은 PWS (Parallel Wire Strand)를 사용했다.
주탑은 역Y형 철근 콘크리트 구조로 설계했다(그림 3). 콘크리트 구조물은 鋼에 비해 질량이 크므로 내 풍 안정성이 뛰어나다.
케이블은 바람의 작용을 줄이기 위해 수풍 면적이 작은 NPWS(New Parallel Wire Strand) 케이블을 선택했다. 유해한 케이블 진동을 막기 위해 케이블 커버 표면에는 Dimple 모양을 새기고 케이블 정착부에는 Buffer와 Disc Damper를 설치하도록 설계했다.
이 프로젝트의 수행을 위해 정부는 최초로 외국 투자회사로부터 출자를 받아 인프라를 구축했다. 프로젝트는 영국의 투자회사 AN田C(출자비율 51%)와 인천광역시(동 49%)가 공동 출자했으며, IBCQnchon Bridge Corp.)를 설립하여 사업을 추진했다 IBC는 교량 완성 시부터 30년간 운영을 담당한 후 한국 정부에 관리를 이관할 예정(BOT 방식)이다.

이론/모형

2.3 케이블의 설계

설계기준에는 AASHTO LRFD를 주로 적용했는데 부족한 기준은 PTI(Post-Tensionmg Institute)를 적용했다. 케이블은 바람의 작용을 줄이기 위해 수풍 면적이 작은 NPWS(New Parallel Wire Strand) 케이블을 선택했다.
설계와 시공을 동시 에 수행하는 Fast Track 또한 한국에서 처음 적용되었다. 설계는 기존 허용 응력법과는 다른 한계 상태 설계법에 근거한 AASHTOLRFD를 적용하였다. 인천대교 프로젝트는주항로 위를 가로지르는 사장교, 사장교로 접근하는 접속교와 육지를 연결하는 고가교(Viaduct)의 3가지 타입의 교량으로 구성된다(그림 1).
공장에서 대블럭으로 조립한 후(그림 14), 바지선으로 현장에 운반해 해상크레인(F/C)을 사용해 벤트 위에 가설했다(그림 15). 중앙경간의 가설은 켄틸 레버 가설방법을 채택했다. 바지선으로 15m의 거더블럭을 운반하고 데릭 크레인으로 인양한 후, 가설 거더에 접합시켜 중앙경간을 시공했다(그림 16, 17) 블럭의 연결은 상플랜지의 강상판만 현장 용접이었고, 그 외에는 볼트 접합을 사용했다.
측 경간은 대블럭가설 공법을 채택했다. 먼저 가설벤트를 측경 간부에 2개씩 설치했다(그림 13).

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2.3 케이블의 설계

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