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항저우만 대교

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목차

1. 개요

항저우만 대교는 중화인민공화국 저장성 닝보 시와 자싱 시를 연결하는 다리이다. 10년 이상의 타당성 조사 끝에 2003년 계획이 승인되어 2004년 기공, 2008년 개통되었다. 총 36km의 길이를 가지며, 상하이와 닝보 간의 이동 거리를 단축하고 베이룬항의 경쟁력을 높이는 데 기여한다. 케이블 교량 형태로 건설되었으며, 해상 건설의 어려움, 악천후, 유독성 메탄 가스 등의 난관을 극복하고, 해상 교량으로는 세계 2위의 규모를 자랑한다. 다리 중간에는 서비스 센터 해천일주가 건설되어 관광 명소로 활용되고 있다.

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항저우만 대교 - [지명]에 관한 문서
기본 정보
항저우만 대교
항저우만 대교
공식 명칭杭州湾大桥 (Hángzhōu Wān Dàqiáo)
위치자싱 / 츠시 시
횡단항저우만
구조 및 크기
주 경간448 m
길이35.673 km
너비448 m
교통 정보
통행량왕복 6차선
노선G15 선양-하이커우 고속공로
G92 항저우만 순환 고속공로
통행료80 위안
연혁
착공일2003년 6월 8일
완공일2007년 6월 14일
개통일2008년 5월 1일
디자인
종류사장교
좌표
좌표30°27′N 121°08′E

2. 역사

항저우만 대교는 10년이 넘는 조사 끝에 2003년에 건설이 인가되었고, 2004년 6월 8일 기공식을 가졌으며, 2007년 6월 30일에 관통, 2008년 5월 1일에 개통되었다.[1]

2. 1. 초기 계획 및 상하이와의 갈등

항저우만 대교는 2003년에 최종 계획이 승인되기 전까지 10년이 넘는 기간 동안 다양한 타당성 조사를 거쳤다. 초기 계획에서는 다리를 항만 입구 동쪽에 더 가깝게 배치하여 닝보와 상하이 사이의 이동 거리를 단축하고자 했다. 이 계획에 따르면 다리는 상하이 교외 지역인 진산에서 북쪽으로 시작될 예정이었다. 그러나 상하이 정부는 이 계획을 거부하고, 항만 입구에 있는 양산의 상해 외항까지 32.5km 길이의 동해대교를 건설하는 데 집중했다. 상하이 정부는 양산을 중국 동부 해안의 주요 항만으로 만들고자 했으며, 자국 영토에 만을 가로지르는 다리 건설을 허용하지 않았다. 이는 베이룬항의 접근성을 향상시킬 수 있었기 때문이다.[1] 저장성 정부는 어쩔 수 없이 다리를 저장성 영토 내 서쪽으로 더 멀리 건설해야 했다. 항저우만 대교는 닝보시의 일부인 현급시 츠시와 자싱시의 현 하이옌을 연결한다. 이 대교는 닝보와 창장 삼각주 지역 간의 운전 거리를 크게 단축시켜 베이룬항의 경쟁력을 향상시켰다.[1]

2. 2. 최종 계획 및 건설

2003년에 최종 계획이 인가되었고, 2004년 6월 8일 기공식이 거행되었다. 2007년 6월 30일에 관통되었으며, 2008년 5월 1일에 개통되었다.[1] 완공 후 상하이에서 닝보까지의 거리가 320km 단축되어 수송 및 관광에 큰 역할을 할 것으로 기대된다.[1] 완공 시기는 2010년 상하이 엑스포에 맞춰진 것으로 보인다.[1] 총 투자액은 118억위안에 달하며, 이 중 35%는 닝보의 사영 기업에서 조달되었고, 나머지는 국가개발은행 등의 금융 기관이 파이낸스를 담당했다.[1] 개통 당시 일반 차량의 통행료는 80위안이었다.[1] 개통 초기에 경치를 보기 위해 서행 운전을 하거나 주차하는 사람이 많아 심한 교통 체증이 발생했고, 추돌 사고도 다발했다는 보고가 있다.[1] 상하이시에서 닝보시까지 장거리 버스로 약 3시간 정도면 갈 수 있다.[1]

한편, 세계 최장의 다리는 자오저우만 대교 (총 길이 41.58km)이며, 항저우만 대교는 세계 3위, 해상 교량으로는 세계 2위이다.[1] 다만 해상 교량이지만, 대부분은 상시 육지 또는 조위 상황에 따라 간석지가 되는 부분이며, 수상으로 지나는 부분도 첸탕강의 담수와 섞이는 기수 지역이다.[1]

3. 구조적 특징

항저우만 대교(구간)


항저우만 대교는 케이블 교량 형태이다. 이 형태는 첸탕강과 양쯔강 삼각주, 항저우만 등 조수 쇄파 현상이 심한 지역적 악조건 속에서도 케이블 교량의 강점이 발휘되기 때문에 선택되었다.[3] 다리의 위치는 지진과 태풍 기간 동안 극심한 강풍에도 노출되어 있다. 따라서 다리 형태와 건설 재료는 이러한 다양한 힘에 대한 강도를 기반으로 선택되었다.

이 구조물의 하중 경로는 비교적 파악하기 쉽다. 다리에 작용하는 중력 하중과 자동차 등 상판의 하중은 쉽게 파악할 수 있다. 반면, 극심한 조수로 인한 하중은 파악하기 어렵지만, 설계에 명확하게 고려되었다. 강철 말뚝은 조수 하중에 저항하는 구조적 지지대 역할을 한다. 말뚝은 해저 깊숙이 박혀 움직임을 최소화하고, 굽힘을 유발하는 작은 힘(모멘트)을 통해 다리를 똑바로 유지한다. 강철은 부식에 매우 강해 말뚝 재료로 적합하다.

3. 1. 강철 말뚝 사용

항저우만 대교는 케이블 교량 형태이다. 이 형태는 악조건 속에서 케이블 교량의 강점 때문에 이 프로젝트에 선택되었다. 이 다리는 첸탕강과 양쯔강 삼각주, 그리고 항저우만에 건설되었으며, 이 지역들은 지구상에서 가장 높은 조수 쇄파 현상을 겪는다.[3] 다리의 위치는 또한 지진과 태풍 기간 동안 극심한 강풍에 노출되어 있다.

많은 다리들이 상판을 지지하기 위해 콘크리트 말뚝을 사용하지만, 항저우만 대교는 강철 말뚝을 사용했다. 이 선택은 강철 말뚝이 만의 극심한 조수력으로 인한 부식에 훨씬 더 강하다는 사실에 근거하여 이루어졌다. 콘크리트 말뚝 대신 강철 말뚝을 사용하면 특히 매우 어려운 작업 조건에서 다리의 건설성이 훨씬 높아졌다. 만에서 파도가 약 7.62m 높이에 이르는 것을 보는 것은 이상한 일이 아니다.[4] 이러한 조건에서는 새로운 건설 기술과 차량을 사용하지 않고는 다리를 건설하는 것이 거의 불가능했을 것이다. 다리 건설 동안 2200ton과 3000ton의 두 대의 대형 크레인이 사용되었다.[3]

3. 2. 건설 공법

항저우만 대교는 케이블 교량 형태이다. 이 형태는 악조건 속에서도 케이블 교량의 강점 때문에 이 프로젝트에 선택되었다. 이 다리는 첸탕강과 양쯔강 삼각주, 그리고 항저우만에 건설되었으며, 이 지역들은 지구상에서 가장 높은 조수 쇄파 현상을 겪는다.[3] 다리의 위치는 또한 지진과 태풍 기간 동안 극심한 강풍에 노출되어 있다. 다리 형태와 건설 재료 선택은 다리가 직면할 모든 다양한 힘에 대한 강도를 기반으로 이루어졌다.

많은 다리들이 상판을 지지하기 위해 콘크리트 말뚝을 사용하지만, 항저우만 대교는 강철 말뚝을 사용했다. 이는 강철 말뚝이 만의 극심한 조수력으로 인한 부식에 훨씬 더 강하다는 사실에 근거한다. 콘크리트 말뚝 대신 강철 말뚝을 사용하면 특히 매우 어려운 작업 조건에서 다리의 건설성이 훨씬 높아졌다. 만에서 파도가 약 7.62m 높이에 이르는 것을 보는 것은 이상한 일이 아니다.[4] 이러한 조건에서는 새로운 건설 기술과 차량을 사용하지 않고는 다리를 건설하는 것이 거의 불가능했을 것이다. 다리 건설 동안 2200ton과 3000ton의 두 대의 대형 크레인이 사용되었다.[3] 이 대형 크레인은 해안에서 다리의 해당 부분으로 거대한 거더를 운반하는 데 사용되었으며, 거기에서 거더를 들어 올려 제자리에 배치했다. 사용된 강철 말뚝 역시 이 크레인을 사용하여 운반되었다.

이 구조물의 하중 경로는 다소 따라가기 쉽다. 다리에 작용하는 중력 하중과 자동차와 같은 상판의 나머지 하중은 따라가기 가장 쉽다. 극심한 조수로 인한 다리의 하중은 다소 파악하기 어렵지만 명확하게 고려된다. 강철 말뚝은 조수 하중에 저항하는 구조적 지지대이다. 말뚝은 해저 깊숙이 박혀 말뚝의 움직임을 줄인다. 말뚝에 굽힘을 유발하는 작은 모멘트 또는 힘을 갖는 것은 다리를 똑바로 유지한다. 강철은 부식에 매우 강하며 따라서 말뚝에 사용할 수 있는 최상의 재료이다.

다리에 작용하는 풍하중을 살펴보면 분석하는 데 중요한 주요 부분은 주 경간이다. 두 개의 주 경간이 상대적으로 짧기 때문에 풍하중은 무시할 수 있다. 그러나 풍하중은 텐션 케이블을 지지하는 타워의 바깥쪽 굽힘으로 인해 고려될 것이다. 타워 하단을 넓히는 이 이론은 구스타브 에펠이 에펠탑을 건설할 때 처음 사용했다. 굽은 형태는 풍하중을 구조물의 기저 지지대로 전달하는 데 매우 효과적이다.

3. 3. 풍하중 저항 설계

항저우만 대교는 케이블 교량 형태이다. 첸탕강과 양쯔강 삼각주, 항저우만 등 지구상에서 가장 높은 조수 쇄파 현상이 발생하는 지역적인 악조건 속에서도 케이블 교량이 강점을 가지기 때문에 이 프로젝트에 선택되었다.[3] 다리의 위치는 또한 지진과 태풍 기간 동안 극심한 강풍에 노출되어 있다. 다리 형태와 건설 재료 선택은 다리가 직면할 모든 다양한 힘에 대한 강도를 기반으로 이루어졌다.

이 구조물의 하중 경로는 다소 따라가기 쉽다. 다리에 작용하는 풍하중을 살펴보면, 분석하는 데 중요한 주요 부분은 주 경간이다. 두 개의 주 경간이 상대적으로 짧기 때문에 풍하중은 무시할 수 있다. 그러나 풍하중은 텐션 케이블을 지지하는 타워의 바깥쪽 굽힘으로 인해 고려될 것이다. 타워 하단을 넓히는 이 이론은 구스타브 에펠이 에펠탑을 건설할 때 처음 사용했다. 굽은 형태는 풍하중을 구조물의 기저 지지대로 전달하는 데 매우 효과적이다.

4. 건설 과정의 난관

항저우만 대교는 방대한 규모의 건설로 인해 수많은 어려움에 직면했다. 600명에 가까운 전문가들이 거의 10년에 걸쳐 교량을 설계하고 연구, 계획했지만, 여러 난관에 직면했다. 주요 문제로는 해상 건설의 어려움, 악천후, 자재 문제, 메탄 가스 등이 있었다.[5][6]

4. 1. 해상 건설

600명에 가까운 전문가들이 거의 10년에 걸쳐 교량을 설계했다. 거의 10년에 걸친 설계, 연구, 계획 이후에도 여러 가지 난관에 직면했는데, 첫 번째는 해상 건설의 어려움이었다. 해결책으로, 교량의 여러 부분은 육지에서 완성된 후 건설할 구역으로 운송해야 했다. 이 과정을 통해 건설된 일부 구성 요소는 교각, 박스 거더(교량 패널), 심지어 교량 기초였다.[5]

또 다른 건설 난관은 해당 지역의 날씨와 관련된 것이었다. 항저우만 횡단대교 건설 지휘 본부의 왕용(王勇) 주임은 이 교량을 "세계에서 가장 복잡한 해양 환경, 지구상 세 번째로 큰 조수, 태풍의 영향, 그리고 어려운 해양 토양 성분" 속에서 건설했다고 묘사했다.[5] 재료의 침식, 콘크리트 구성 요소의 균열 및 기포 발생은 큰 문제였다. 기포 발생과 결국 생기는 구멍을 해결하기 위해, 엔지니어들은 콘크리트 위에 천으로 덮인 템플릿을 사용했다. 이는 부품의 색상과 밀도를 향상시켜 미관상 더 보기 좋고 튼튼하게 만들었다. 균열을 줄이기 위해, 엔지니어들은 박스 거더를 건설할 때 저강도 초기 스트레칭 기술을 사용했다. 이 기술은 거더 또는 교량 패널을 주조(성형)한 후, 3일 이상 경화시키지 않고 완전한 밀도에 도달하기 전에 압착하는 것을 포함한다. 이렇게 하면 교량 건설 후 거더가 더 늘어날 수 있는 공간이 생겨 시간이 지남에 따라 콘크리트 균열을 방지할 수 있다.[5]

디자이너와 엔지니어가 직면한 세 번째 주요 난관은 교량 위치에서 지하 50미터 아래에서 발견된 유독성 메탄 가스 지역이었다. 가스 압력을 완화하기 전에는 어떤 드릴링도 완료할 수 없었다. 이를 위해 지름 60cm의 강철 파이프를 땅에 삽입하여 드릴링 6개월 전에 메탄을 천천히 방출했다.[6]

4. 2. 악천후

항저우만은 세계에서 가장 복잡한 해양 환경을 가진 곳 중 하나로, 지구상에서 세 번째로 큰 조수 간만의 차와 태풍의 영향을 받는 지역이다. 또한, 해양 토양 성분이 복잡하여 건설에 어려움이 많았다.[5]

이러한 악천후 조건으로 인해 재료의 침식, 콘크리트 구성 요소의 균열 및 기포 발생이 큰 문제였다. 기포 발생과 그로 인한 구멍을 해결하기 위해 엔지니어들은 콘크리트 위에 천으로 덮인 템플릿을 사용했다. 이는 부품의 색상과 밀도를 향상시켜 미관상 더 보기 좋고 튼튼하게 만들었다. 균열을 줄이기 위해 박스 거더(교량 상판)를 건설할 때 저강도 초기 스트레칭 기술을 사용했는데, 이는 거더를 주조(성형)한 후 3일 이상 경화시키지 않고 완전한 밀도에 도달하기 전에 압착하는 방식이다. 이 기술은 교량 건설 후 거더가 늘어날 수 있는 공간을 확보하여 콘크리트 균열을 방지했다.[5]

교량 위치 지하 50미터 아래에서 발견된 유독성 메탄 가스도 문제였다. 가스 압력을 완화하기 전에는 드릴링 작업을 할 수 없었기 때문에, 지름 60cm의 강철 파이프를 땅에 삽입하여 드릴링 6개월 전부터 메탄을 천천히 방출시켰다.[6]

4. 3. 자재 문제

방대한 규모의 건설로 인해 수많은 어려움에 직면했기 때문에, 600명에 가까운 전문가들이 거의 10년에 걸쳐 교량을 설계했다. 여러 난관 중 재료의 침식, 콘크리트 구성 요소의 균열 및 기포 발생은 큰 문제였다.[5]

기포 발생과 구멍을 해결하기 위해, 엔지니어들은 콘크리트 위에 천으로 덮인 템플릿을 사용했다. 이는 부품의 색상과 밀도를 향상시켜 미관상 더 보기 좋고 튼튼하게 만들었다. 균열을 줄이기 위해, 엔지니어들은 박스 거더를 건설할 때 저강도 초기 스트레칭 기술을 사용했다. 이 기술은 거더 또는 교량 패널을 주조(성형)한 후, 3일 이상 경화시키지 않고 완전한 밀도에 도달하기 전에 압착하는 것을 포함한다. 이렇게 하면 교량 건설 후 거더가 더 늘어날 수 있는 공간이 생겨 시간이 지남에 따라 콘크리트 균열을 방지할 수 있다.[5]

디자이너와 엔지니어가 직면한 세 번째 주요 난관은 교량 위치에서 지하 50미터 아래에서 발견된 유독성 메탄 가스 지역이었다. 가스 압력을 완화하기 전에는 어떤 드릴링도 완료할 수 없었다. 이를 위해 지름 60cm의 강철 파이프를 땅에 삽입하여 드릴링 6개월 전에 메탄을 천천히 방출했다.[6]

4. 4. 메탄 가스

항저우만 대교 건설 과정에서 설계자와 엔지니어들이 직면한 세 번째 주요 난관은 교량 위치에서 지하 50미터 아래에서 발견된 유독성 메탄 가스 지역이었다. 가스 압력을 완화하기 전에는 드릴링 작업을 할 수 없었다. 이를 위해 지름 60cm의 강철 파이프를 땅에 삽입하여 드릴링 6개월 전에 메탄을 천천히 방출하도록 하였다.[6]

5. 서비스 센터 (해천일주)

'''해천일주'''(海天一洲|hǎi-tiān yī-zhōu중국어)는 항저우만 대교 중간에 건설된 서비스 센터이다. 이곳은 쇼핑, 전시, 주차, 식당 시설, 호텔, 전망대 등을 갖추고 있어 관광 명소로 활용되고 있다. 서비스 센터는 만의 해류를 방해하지 않도록 교각 위에 건설된 섬 위에 지어졌다.[7] 2010년 3월 23일 화재로 약간의 손상을 입었으나,[8] 같은 해 12월 19일에 다시 개방되었다.[9]

항저우만 대교 중간 지점에 있는 전망대와 서비스 센터

5. 1. 구조 및 특징

항저우만 대교 중간 지점에는 '''해천일주'''(海天一洲|hǎi-tiān yī-zhōu중국어)라고 불리는 10000m2 규모의 서비스 센터가 건설되었다. 이 센터는 쇼핑, 전시, 주차, 식당 시설, 호텔, 그리고 145.6m 높이의 전망대로 구성되어 관광 명소로 활용되고 있다. 서비스 센터는 만의 해류를 방해하지 않도록 교각 위에 건설된 섬 위에 지어졌다.[7]

서비스 센터는 2010년 3월 23일 화재로 인해 약간의 손상을 입었지만,[8] 2010년 12월 19일에 관광객에게 개방되었다.[9]

5. 2. 화재 및 재개장



'''해천일주'''(海天一洲|hǎi-tiān yī-zhōu중국어)라고 불리는 10000m2 규모의 서비스 센터가 다리 중간에 건설되었다. 이 센터는 쇼핑, 전시, 주차, 식당 시설, 호텔, 그리고 다리와 바다를 조감할 수 있는 145.6m 높이의 전망대로 구성되어 관광 명소로 활용되고 있다. 서비스 센터는 만의 해류를 방해하지 않도록 교각 위에 건설된 플랫폼인 섬 위에 지어졌다.[7]

서비스 센터는 2010년 3월 23일 화재로 인해 약간의 손상을 입었지만,[8] 2010년 12월 19일에 관광객에게 개방되었다.[9]

6. 개통 이후

2008년5월 1일에 개통되었다. 완공 후 상하이에서 닝보까지 거리가 320km 단축되어 수송 및 관광에 크게 기여할 것으로 기대된다. 완공 시기는 2010년 상하이 엑스포에 맞춘 것으로 보인다. 총 투자액은 118억위안에 달하며, 이 중 35%는 닝보의 사영 기업에서 조달되었고, 나머지는 국가개발은행 등의 금융 기관이 파이낸스를 담당했다. 개통 당시 일반 차량의 통행료는 80위안이었다. 개통 초기에 경치를 보기 위해 서행 운전을 하거나 주차하는 사람이 많아 심한 교통 체증이 발생했으며, 추돌 사고도 다발했다는 보고가 있다. 상하이시에서 닝보시까지 장거리 버스로 약 3시간 정도면 갈 수 있다.

한편, 세계 최장의 다리는 자오저우만 대교 (총 길이 41.58km)이며, 항저우만 대교는 세계 3위, 해상 교량으로는 세계 2위이다. 다만 해상 교량이지만, 대부분은 상시 육지 또는 조위 상황에 따라 간석지가 되는 부분이며, 수상으로 지나는 부분도 첸탕강의 담수와 섞이는 기수 지역이다.

참조

[1] 뉴스 World's longest trans-sea bridge linked up successfully http://english.peopl[...] People's Daily Online 2008-05-03
[2] 뉴스 World's longest sea bridge to open in east China http://english.peopl[...] People's Daily Online 2008-05-03
[3] 웹사이트 Hangzhou Bay Bridge, China https://archive.toda[...] CRIEnglish.com 2008-07-20
[4] 웹사이트 Hangzhou Bay Bridge https://web.archive.[...] Scandnet AB 2012-02-27
[5] 웹사이트 Constructionreviewonline http://main.construc[...] Main.constructionreviewonline.com 2010-07-05
[6] 웹사이트 World's Second-Longest Ocean Crossing Opens - ENR | McGraw-Hill Construction http://enr.construct[...] Enr.construction.com 2010-07-05
[7] 웹사이트 Hangzhou Bay Bridge, China - The Longest Ocean-Crossing Bridge in the World http://www.roadtraff[...] Road Traffic Technology 2010-07-05
[8] 웹사이트 Hangzhou Bay Bridge Burns during Renovation https://archive.toda[...] English.cri.cn 2010-07-05
[9] 웹사이트 (Chinese)"海天一洲"今天正式开门迎客 https://web.archive.[...] Netease 2011-02-25
[10] 뉴스 World's longest trans-sea bridge linked up successfully http://english.peopl[...] People's Daily Online 2008-05-03
[11] 뉴스 World's longest sea bridge to open in east China http://english.peopl[...] People's Daily Online 2008-05-03


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