[사이다] ②교량은 어떻게 무게를 견딜까?…구조와 역학

■ 박나연 / 과학뉴스팀 기자

경기 안성의 고속도로 공사 현장에서 일어난 교량 상판 붕괴 사고로 연일 애도의 분위기가 이어지고 있습니다.

교량 붕괴 사고는 국내외를 합쳐, 그동안 무수히 많이 발생했는데요.

30년 전 우리나라에서는 성수대교가 무너지면서 버스와 승용차들이 한강으로 추락하고 수십 명이 죽고 다치는 일이 있었습니다.

또 해외에서는 2018년 이탈리아 제노바에 있는 모란디교 붕괴로 43명이 숨지는 등 부실시공 논란이 일기도 했습니다.

이처럼 많은 인명 피해를 동반하는 교량 붕괴 사고의 재발을 막기 위해서는 교량을 설계할 때 구조와 역학에 대해 제대로 파악하는 게 가장 기본일 텐데요.

교량은 어떻게 그 무게를 견디는지에 대해, 자세히 짚어보겠습니다.

일반적으로 교량구조는 상부구조와 하부구조로 돼 있는데 상부구조는 바닥 판과 거더, 하부구조는 교각과 기초로 구성됩니다.

역학, 즉 힘의 관점에서 보면 교량을 지나는 차나 사람의 무게가 바닥 판, 거더, 교각, 기초, 암반 순으로 힘이 전달되는 구조입니다.

이때 각각의 힘을 전달하는 과정에서 변형이 일어나게 되면 교량구조에 파괴가 일어나게 되는 건데요.

따라서 교량 설계 단계부터 적절한 재료를 선택해 안전성과 경제성을 확보하는 것이 필요합니다.

교량에서 사용하는 재료는 대표적으로 강재와 콘크리트가 있는데, 강재는 압축과 휘어짐에 강하며 원래 길이의 30%까지 변형할 수 있다는 게 장점이라면 콘크리트는 가격이 저렴하고 모양을 임의로 만들 수 있는 게 특징입니다.

그런가 하면 전문가들은 교량 공사에서의 힘의 균형, 하중의 균형을 맞추는 것 역시 중요하다고 봤는데요.

관련해서 설명, 들어보겠습니다.

[조원철 / 연세대학교 토목공학과 명예교수 : 모든 시설물 설계, 설비가 잘 되어야 하고 설계대로 시공되는 게 중요하죠. 그렇기 때문에 여기에 균형만 맞춰진다면 일단 얹어놓기만 하면 전체가 만들어지면 전체적으로는 구조물이 안전하게 되는데 건설공사라는 것은 공사 중이 제일 무섭습니다. 왜냐면 힘의 균형이 깨지는 경우가 너무 많기 때문에 (그렇습니다.)]

앞서 우리 정부는 이달 중으로 건설현장에서의 추락사고 예방대책을 발표하겠다고 밝힌 바 있는데요.

이번 경기 안성에서의 교량 상판 붕괴 사고까지 더해져, 조만간 고강도의 재발 방지 대책이 나올 것으로 보입니다.

반복되는 교량 붕괴 사고에 대한 철저한 원인 분석과 명확한 대책 마련이 필요한 때입니다.

지금까지 사이언스 이슈 다 모아온 박나연이었습니다.

YTN 사이언스 박나연 (pny@ytn.co.kr)