[KJtimes=김봄내 기자]세계 최초 경사 주탑 현수교인 노량대교가 순수 우리 기술력으로 완성돼 지난 9월 개통하면서 화제가 된 바 있다.

국토교통부 부산지방국토관리청이 발주하고 GS건설이 시공한 노량대교는 경남 남해군 설천면 덕신리에서 하동군 금남면 노량리를 잇는 총 연장 3.1km의 ‘고현~하동IC2 국도건설사업’ 내에 속한 교량이다.

우리 기술로 만든 세계 최초의 경사 주탑 현수교로 주목을 받고 있다. 교각 없이 주탑에 연결된 케이블로 교량 상판을 지지하는 현수교 형식으로 주탑과 주탑 사이의 거리인 주경간이 890m에 달한다.

초고층 빌딩에서 건물의 높이가 기술의 척도로 여겨지는 것처럼, 케이블 교량에서는 주경간이 교량 기술의 척도로 여겨진다. 노량대교(주경간 890m)는 국내에서 이순신대교(주경간 1,545m)와 울산대교(주경간 1,150m)에 이어 세 번째로 주경간이 긴 교량에 이름을 올리게 됐지만, 세계 최초의 신기술들이 적용된 최첨단 교량으로 더욱 주목을 받고 있다.

▶ 충무공이 전사한 노량해협 건너는 노량대교…역사적 의미 담은 설계 눈길

노량대교는 충무공 이순신이 전사한 노량해협을 건너는 교량인 만큼, 남해 바다에서 대한민국의 평화를 지켜낸 충무공 이순신 장군의 ‘23전 23승’ 승리(Victory)의 역사를 담아 세계 최초로 V자 모양의 경사 주탑을 적용했다. 또 이순신 장군의 전술인 학익진을 모티브로 학이 날개를 활짝 핀 이미지를 형상화한 주탑과 케이블을 적용했고, 바닷물에 비친 주케이블은 학익진의 전투 대형이 그려지는 등 노량대교는 역사적 의의를 담은 수려한 경관성과 기술력을 선보였다.

노량대교는 약 1km 정도 거리의 노량해협을 건너는 해상 교량이지만 해상에 주탑이나 교각이 없다. 주탑을 육상에 둔 현수교로 설계해 한려해상국립공원과 인접한 청정해역의 해양 생태계 파괴 문제를 근본적으로 차단한 친환경적인 교량이다.

특히, 주탑 높이가 무려 148.6m로 건물 50층 높이며, 보통 수직 주탑이 일반적이나 주탑에 8도의 경사각을 적용함으로써 기존 수직 주탑 대비 측경간 주케이블의 장력을 감소시켜 케이블을 지지하는 구조물인 앵커리지 크기를 11% 감소시키고, 케이블과 앵커리지까지 거리를 15m 줄여 공사비를 절감, 경관성과 경제성을 동시에 확보했다.

▶ GS건설의 세계 최초 최첨단 교량 공법…국내 토목 기술 선진화 앞장

GS건설이 노량대교에 3차원 케이블을 적용한 것도 타정식 현수교로서 세계 최초다. 현수교의 주탑과 주탑을 연결하는 두 개의 주케이블을 통상 평면상 평행한 일직선으로 배치하는데, 노량대교는 유선형 모양의 3차원으로 배치해 바람에 더 잘 견딜 수 있도록 내풍 저항성을 증대시켰다.

또한, GS건설은 교량 상판인 ‘유선형 보강거더’를 주탑에서 중앙방향으로 시공하는데 성공했다. 주탑에서 중앙방향으로 시공 시 주케이블 및 보강거더의 변형이 크고 가설 힌지에 작용하는 힘이 크므로 보강거더는 통상적으로 중앙부에서 주탑방향으로 가설하나, GS건설은 3차원 케이블 현수교의 보강거더를 주탑에서 중앙방향으로 가설해 국내 토목 기술을 선진화시켰다는 평가를 받고 있다.

보강거더를 스윙(Swing)공법으로 시공한 것도 자랑거리다. 국내 현수교 보강거더는 일반적으로 직하인양방식으로 가설하지만, GS건설은 노량대교에 스윙(Swing)공법도 적용해 공기 단축 및 해외 기술 경쟁력을 확보했다.

▶ GS건설 인프라 VDC 플랫폼 적용…시공, 안전, 품질 세 마리 토끼 잡아

GS건설이 시공한 노량대교는 바다 위 해상에 거대한 현수교를 짓는 고난이도 공사임에도 불구하고 9년간의 긴 공사기간 동안 단 한 건의 재해 없이 준공했다. 이에 대해 업계를 선도하는 GS건설의 프리콘(Pre-Con) 기술이 뒷받침돼 가능했던 것이라고 사측은 설명했다.

3D 모델링을 이용한 프리콘(Pre-Con, Pre Construction) 기술은 말 그대로 실제 시공하기 전에 미리 가상 시공 시뮬레이션을 통해 공정 간 간섭 및 설계 오류를 사전에 파악해 리스크를 최소화시키는 기술이다. 주택, 건축분야 프리콘 기술로 업계를 선도하고 있는 GS건설은 프리콘 기술을 토목 분야에도 적용, ‘GS건설 인프라 VDC (Virtual Design and Construction) 플랫폼’을 개발해 토목 현장에 적용하고 있다.

GS건설은 노량대교 시공에 인프라 VDC 플랫폼을 적용해 실제 시공 전에 가상 시공 시뮬레이션으로 공종 간의 간섭 및 장비, 작업자, 가시설 투입 경로 등을 파악해 리스크를 사전에 차단함으로써 시공성과 안전성을 높였다.

실제로 노량대교는 작업 공간이 협소하고 공종이 복잡하며 가시설도 많이 쓰여 실제 시공 시 간섭이 일어날 가능성이 매우 높았다.

GS건설은 이러한 리스크를 최소화하기 위해 설계, 시공 파트는 물론, 장비, 품질, 안전 관련 전문가들이 한데 모여 VDC 기반 협업 회의를 진행했다. 이를 통해 도면상으로는 확인할 수 없었던 간섭과 오류를 수정해 설계안을 변경했고, 안전한 시공이 가능한 작업영역을 도출해 근로자들이 안전하게 작업할 수 있는 여건을 마련했다.

GS건설의 인프라 VDC 플랫폼을 이용한 노량대교 안전관리는 2017년 안전보건활동 우수사례 발표대회에서 대상인 노동부 장관상을 수상한 바 있다.

또한, GS건설은 인프라 VDC 플랫폼을 통해 주탑, 케이블, 보강거더 공사에 공기를 총 34일 단축시켰고, 장비 임대비, 재시공비, 고정비, 인건비 등을 줄여 약 2억원의 비용을 절감했다. 이 밖에도 공사 관계자들과 현장 근로자들의 설계와 시공 이해도를 높일 수 있는 장점도 있다. 노량대교 보강거더 건설에 적용된 스윙(Swing) 공법은 난해한 기술이라 이해하기 쉽지 않지만, VDC 플랫폼을 이용해 공정을 단계별로 시각화하고 시뮬레이션으로 기술 과정을 보여줘 공사 관계자들과 현장 근로자들의 이해도를 높여 일사불란하게 작업을 진행할 수 있었다.

고병우 GS건설 인프라수행본부장은 “세계 최초로 적용된 경사 주탑과 3차원 케이블을 순수 우리 기술력으로 완공하면서 노르웨이 등 해외 선진국에서 기술 공유를 요청받을 만큼 노량대교는 국내 토목 기술이 세계적인 수준으로 도약한 계기가 됐다”며, “9년간의 고난이도 현수교 공사를 무재해로 끝낼 수 있게 된 것이 무엇보다 자랑스럽다”고 밝혔다.