전문가들, 천사대교 사장교 바람 진동 원인 문제 제기

새천년대교 사장교 바람 진동원인은 점검차 레일?

    지난 7월에 알려진 천사대교 사장교 구간의 바람에 의한 진동 원인이 점검차레일일 가능성이 교량엔지니어들 사이에서 제기 됐다. 

지난 4월에 개통한 천사대교의 사장교 구간에는 개통 이후 진동에 대한 민원이 계속 발생했다.  익산지방국토관리청은 지난 7월 진동은 안전에 문제가 없고 9월까지 일종의 진동저감장치인 TMD(Tuned Mass Damper)를 설치해서 진동을 저감시키겠다고 발표했다.

천사대교 사장교 구간/뉴스워커

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교량엔지니어들은 교량의 진동현상은 흔히 생길 수 있는 것이지만 어디까지나 제한치 이내에 있어야 한다고 말한다. 익산청이 밝힌 안전기준은 교량의 구조적 안전성을 말하는 것이다. 하지만 교량은 사용자가 불쾌감을 느끼지 않는 기준도 만족해야 한다. 

현재 천사대교 사장교구간은 사용자가 불쾌감을 느끼는 '사용성' 기준을 만족하지 못하고 있는 것으로 알려졌다. 그래서 익산청은 9월까지 TMD 설치를 통해 진동을 줄여서 사용성 기준을 만족시킬 예정이다.

하지만 교량 엔지니어들이 의아해 하는 것은 사용성을 만족하지 못할 정도의 진동 발생이 왜 발생했느냐는 것이다. 장대교량은 바람에 대한 진동에 민감하기 때문에 보통은 설계 당시 풍동실험을 통해 진동 특성을 예측하고 그 대책을 세운다. 그렇기 때문에 이번 천사대교 사장교에서 발생한 진동의 원인에 대해서 엔지니어들은 다양한 의견들을 내고 있다.

지난 2014년 이순신대교도 큰 진동의 발생했다. 하지만 이순신대교의 경우는 이번 진동과는 좀 다르다. 당시 이순신대교는 포장 보수공사를 하는 과정에서 포장을 덮는 천막을 치는 바람에 교량의 진동특성이 바뀐 것이 그 원인이었다. 즉 천막을 걷어내면 진동 문제가 없어지는 것이었다.

하지만 이번 천사대교의 진동은 좀 다르다. 완공 후 특별한 변화가 없는데도 설계 당시 예상하지 못한 진동이 발생한 것이다. 이에 대해 엔지니어들은 풍동실험과 실제 교량이 다르게 시공된 것이 아니냐는 의심을 하고 있다.

사장교 설계경험이 많은 "A" 구조기술사는 "장대 교량의 단면 모양은 진동 특성에 많은 영향을 미친다. 단면을 이루는 부재의 각도들이 진동 특성에 민감하게 영향을 미치기 때문에 다양한 검토를 통해서 단면모양을 결정한다"면서 "완공된 교량에 큰 진동이 발생했다면 설계 당시와 다른 단면의 모양일 수 있다"고 말했다.

"A"기술사의 말은 설계당시의 단면 모양과 실제 시공된 단면의 모양이 다르면 풍동실험 결과와 달리 큰 진동이 발생할 수도 있다는 것이다. 

 

설계 당시의 점검차레일은 아래쪽 꼭지점읜 안쪽에 배치됐지만 완공시에는 꼭지점의 바로 옆에 배치되있다.

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본지 취재결과 설계당시의 천사대교 사장교의 단면과 완공 후의 단면은 다소 다른 것으로 나타났다. 설계당시 점검차 레인은 단면의 아래쪽 꼭지점(플랜지와 웹이 만나는 점)에서 안쪽에 배치되있었으나 완공시에는 꼭지점 바로 옆에 설치되 있는 것으로 파악됐다.

"B"기술사는 이에 대해 "하부플랜지와 웹이 만나는 꼭지점 위치는 풍공학적으로 매우 중요한 위치다"라면서 "레일의 위치 변경이 풍공학적으로 어떤 영향을 미쳤는지 면밀하게 검토해볼 필요가 있다"고 말했다. 

정진경 기자 기술IN신문

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