남해대교

남해대교(南海大橋)

남해대교 전경

남해대교(南海大橋)는 경상남도 남해군 설천면 노량리와 하동군 금남면 노량리를 연결하는 다리로 현존하는 대한민국의 가장 오래된 현수교이다. 마치 미국 샌프란시스코의 금문교를 빼다 박은 듯하다.

남해대교는 한려해상국립공원하고 기존 국도 제19호선상에 있다. 근처에는 관음포 이충무공 전몰유허지가 있다. 또한 2001년부터 매년 남해대교 아래 해협에서 충무공 이순신 장군의 노량해전 승첩제가 열린다.

개요

남해대교는 경상남도 남해군 설천면 노량리와 하동군 금남면 노량리를 연결하는 현수교다. 길이 660m, 폭 12m인 현존하는 대한민국의 가장 오래된 현수교로 1968년 5월 착공하여 1973년 6월 준공했다. 만 5년간 투입된 총 공사비는 18억 7천만원에 달한다.

왕복 2차선 도로이며 과거 19번 국도 구간이였지만, 19번 국도 확장 사업의 일환으로 건설된 노량대교에 19번 국도 자리를 넘겨줬다. 하지만 현재도 진교IC를 경유하여 동부경남으로 갈 때는 노량대교보다 남해대교가 더 편리하다.

한려해상국립공원 내부에 있으며, 근처에는 관음포 충무공 전몰유허지가 있다. 또한 2001년부터 매년 남해대교 아래 해협에서 이충무공 노량해전 승첩제가 열린다.

노량대교가 건설되기 전에는 '한국의 금문교'라는 별명으로 창선삼천포대교와 함께 남해군의 랜드마크로 여겨졌다. 당장 남해군의 CI에도 남해대교가 있다.

하얀마음 백구(게임) 마지막 스테이지의 배경지역이다.

이만희 감독의 영화 《삼포 가는 길》(1975) 끝 부분에 건립된지 얼마 안되는 남해대교가 등장한다. 한국의 발전상을 보여주기 위한 당시 정책적 입김이 반영된 것.

다리의 정의

남해대교는 단절된 국도 19호선의 경남 하동군 금남면 노량리와 경남 남해군 설천면 노량리를 연결하는 연륙교다. 남해도와 하동군 사이에는 거리가 600m밖에 되지 않는 매우 협소한, 수로와 같은 형태의 노량해협이 있다. 여기에 3경간 2힌지의 타정식 현수교가 가설되었고, 그 경간 구성은 128+404+128=660m다. 2차선 교량으로 전체 폭원은 12m인데, 차도부는 7.2m, 보도부는 양측에 각각 1.2m를 두었으며, 보강 거더는 내풍 성능이 우수한 유선형 박스 모양을 채택했다. 주탑은 H형식의 라멘형 강제 주탑이며 높이는 60m다. 또한 직경이 φ258mm인 주케이블이 2면으로 설치되었고, 새그(Sag)비는 1/12이 적용됐으며, 케이블 지간장은 30.6m+404m+130.6m로 AS(Air Spinning)공법으로 가설됐다. 설계 활하중은 AASHTO의 HS 20-44(DB-18), 등분포활하중은 0.95t/m가 적용됐다.

남해대교가 준공될 당시인 1973년 세계에서 최대 경간장인 교량은 1964년에 준공된 미국 뉴욕의 베라자노-내로우스(Verrazano-Narrows)교로 1,298m였다. 중앙경간이 404m인 남해대교는 세계에서 20번째로 긴 다리였으며, 당시 아시아 최대 규모였던 일본 와카토대교(若戶大橋)의 중앙경간 366m보다 길었다. 참고로 중앙경간이 1,280m인 금문교(Golden Gate Bridge)는 1939년에 준공됐으며 세계 2위였다.

연혁

• 1968년 05월 착공.
• 1973년 06월 22일 : 준공식. 박정희 대통령이 참석하였다.
• 1994년 주탑에 칠한 빨간 페인트가 많이 부식되어 부산국토관리청에서 주탑을 회색으로 칠했다.
• 2003년에 주탑을 다시 빨간색으로 칠했다.
• 2003년 09월 1일부터 남해대교 안전을 위해 통행제한하중을 40톤에서 32.4톤으로 변경했다.

다리의 특징

남해대교가 설치된 노량해협은 최대 수심이 36m에 이르고, 당시 부산-여수 간 350t급 정기 여객선이 운항되고 있었다. 하지만 장래 선박 대형화를 고려해 2,000t급 선박이 통항할 수 있도록 약최저조위 시 수심 6.5m, 약최고조위 시 27.02m가 확보되도록 설계했다.

기본 계획 시에는 제1안으로 경간 구성이 130.7+391.4+130.7=652.8m의 트러스 보강형을 갖는 현수교로, 제2안으로는 경간 구성이 3@20+100+300+100+40=660의 3경간 연속 프랫 트러스(Pratt Truss)교로 계획됐었다. 공사비 측면에서 1966년도 기준으로 제1안은 13억 원, 제2안은 18억 원으로 현수교가 더 경제적인 것으로 분석됐다.

보강 거더는 유선형 박스 형식으로 풍하중에 대한 양압력과 측압력의 영향을 적게 받도록 계획됐다. 바닥판은 강상판(Orthotropic Steel Plate Deck)으로 설계됐고, 상부 플랜지(Flange)의 종(縱)리브(Rib)는 차도부의 경우 U-리브로, 보도부는 L형의 개(開)-리브로 보강됐고, 그 이외의 구간은 역 T형의 개-리브로 보강됐으며, 횡(橫)리브는 4.17m 간격으로 적용되었다.

주탑은 강제(鋼製) 라멘식으로 우물통 상단에서 새들(Saddle)까지의 높이가 60m, 탑주 간격은 11m다. 현수교 주탑의 구조 형식상 분류는 세 가지가 있는데 첫째, 탑기부를 고정시키고 탑정을 가동시키는 방법, 둘째, 탑기부를 고정시키고 유연성을 갖도록 하는 방법, 셋째, 탑기부에 힌지를 둔 기둥식으로 나뉜다. 남해대교는 비교적 장대교로서 첫 번째를 적용하면 탑의 규모가 커져 비경제적이 되고, 세 번째를 적용하면 힌지의 규모가 커지므로 두 번째를 채택했다. 탑정에서 케이블과는 마찰에 의해 구속되는 방식이다.

케이블은 직경 5mm 소선이 사용되었고, 인장 강도는 1,560MPa로서 허용 인장 강도는 549MPa이 적용됐다. 이러한 소선이 304본으로 묶여 한 개의 스트랜드(Strand)가 구성됐고, 7본의 스트랜드가 1개의 케이블 단면을 이루었다. 직경은 래핑(Rapping) 후 258mm(공극율 20%)가 되도록 했으며 단면적은 0.522m2다. 주케이블 가설 중에는 스트랜드 단면과 같이 육각형 형상으로 가공되지만 주탑의 케이블 정착 부분을 제외하고, 잭으로 스트랜드 묶음을 스퀴징(Squeezing)함으로써 원형 단면으로 가공됐다. 그 후 원형 단면에 직경 3.2mm 와이어로 래핑을 해 우수 유입을 방지시켰다. 보강 거더를 매달고 있는 행어(Hanger)는 직경 4.75mm-19연선×6개가 사용되었고, 총 98개가 12~14m간격으로 설치됐다.

제2남해대교, 노량대교

노량대교는 국도 19호선의 교통량 급증과 대형화로 인한 교통 혼잡을 해소하기 위해 대안 입찰 방식으로 발주된 '고현~하동 IC2 국도 건설 공사'의 주요 교량으로 남해~하동의 노량해협을 연결하는 기존 남해대교의 노후화에 따른 대체 교량이다. 기존 남해대교는 1973년 준공된 국내 최초의 현수교로, 교량의 역사적 가치가 높음에도 불구하고 노후화에 따른 차량 통제(2등교 DB-18) 등 교통량 처리에 문제가 있어 약 600m 이격된 거리에 제2남해대교(1등교 DB-24)를 계획하게 됐고, 2009년 착공을 시작해 2018년 9월 13일 완공됐다.

이 교량은 한려해상국립공원과 남해의 관문이 되는 상징적인 교량으로 일본의 기술로 설계 · 시공된 기존 남해대교와 대비되는, 국내의 독자적이고 혁신적인 기술력이 적용된 세계 최초의 3차원 케이블 경사 주탑 단경간 현수교로 설계됐다.

한려해상국립공원의 청정해역 보호를 위해 주탑을 완전 육상화하고 기존 남해대교와의 경관 조화를 고려해 주경간장 890m의 단경간 현수교로 계획됐으며, 이를 통해 시공 중 수질 오염이 발생될 수 있는 해상 기초 공사를 배제하고 노량해협의 개방감을 확보하도록 했다. 물론 어려움도 있었다.

교량 시점에는 교차로가 위치하고 있고, 종점부에는 상 · 하행선 분리 터널이 인접해 있으며 평면 곡선이 설치돼 있어 이로 인해 현수교의 주요 구조물인 앵커리지 설치에 제약이 있었다. 이에 측경간 케이블을 6m 간격으로 병렬 배치시켜 앵커리지를 도로의 선형 분리 구간 내(시점부), 평면 곡선부 외측(종점부)에 배치되도록 하고 국립공원 내 토공 작업을 최소화하도록 계획했다. 주경간의 케이블은 영종대교와 같이 3차원으로 배치됐고, 수평 저항력 증가를 통해 교량의 내풍 안정성이 개선됐으며, A형 주탑과 더불어 게이트성이 높은 다이내믹한 공간이 연출되도록 하였다.

세계 최초로 적용된 경사 주탑은 일반적인 현수교에서 연직 주탑에 작용하는 주경간과 측경간 케이블의 수평력(H)이 동일하도록 계획하는 것과 달리, 탑정부에 작용하는 케이블의 수평력(H), 장력(T)이 모두 동일해지는 각도만큼 주탑을 측경간 쪽으로 8° 기울여 케이블의 슬립을 방지하면서 현수교의 측경간 비 축소가 가능한 혁신적인 개념이 도입됐다.

경사 주탑 적용을 통해 일반 연직 주탑 현수교에 비해 탑정부 주케이블 슬립 안전율을 7배 이상 증가시켰으며, 측경간 케이블의 장력 감소를 통한 앵커리지 규모의 축소, 보강 거더의 활하중 처짐, 주탑의 크리프, 건조 수축에 의한 장기 처짐 감소 등 현수교의 기술 혁신을 가져오게 됐다. 또한 주탑 단면 내 강연선을 배치시켜 주탑 시공 중 균열이 제어되도록 계획했다.

주케이블을 구성하는 소선에는 인장강도 1,960MPa의 아연, 알류미늄 합금 도금 소선이 적용되어 내피로성, 부식 성능을 개선시켰을 뿐 아니라 케이블과 부속물의 중량을 감소시켜 경제성이 확보되도록 세부 구조 계획이 수립됐다.

참고자료

• 〈남해대교〉, 《위키백과》
• 〈남해대교〉, 《나무위키》
• 〈남해대교〉, 《세계다리명백과》

같이 보기

• 금문교
• 노량해협
• 노량대교
• 영종대교
• 현수교

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