[게임소재] 이순신 대교 사건을 계기로 찾아본 다리 붕괴 자료

게임 연구소/게임 소재 2015. 2. 1. 15:24

2014년 10월 26일, 국내에서 가장 길고. 세계에서 네번째로 길다는 현수교, '이순신대교' 가 평소보다 흔들려 교통이 통제되었습니다. '이순신대교'는 광양과 여수를 이어주는 현수교로, 여수 엑스포의 관문과도 같은 역활을 하고 있는 다리입니다.

현수교는 차가 다닐 수 있는 다리로, 케이블에 매달려 있는 다리를 의미합니다. 아름다운 외관과 넓은 경건을 장점으로 가지고 있지만, 약한 내풍성으로 다리가 흔들리기 쉬운 단점을 가지고 있습니다. '이순신대교' 역시, 현수교이기 때문에, 평소에도 약간의 흔들림을 가지지만, 26일 평소보다 더 많이 흔들렸다고 합니다.

이순신 대교는 '트윈 박스 구조' 로 되어 있기 때문에, 다른 현수교들에 비하여 높은 내풍성을 가지고 있다고 합니다. 그렇기 때문에, 이번 흔들림은 큰 문제 요소가 되지 않는다고 하네요. 이번 사건을 보고, 다리 붕괴 사건에 대하여 궁금점이 생겨, 게임 소재로 사용할만한 자료를 좀 찾아 보았습니다.

제가 찾아본 자료에 의하면, 이순신 대교까지의 다리 구조 발전 단계를 대략 다음 4단계로 정리할 수 있을 것 같습니다.

금문교 - 트러스 구조

금문교 라는 이름을 가진 샌프란시스코에 있는 다리입니다. 트러스 구조로 되어 있습니다. 트러스 구조는 삼각형을 그물 모양으로 짜서, 하중을 지탱하는 구조로, 역사가 오래된 다리 구조 방식입니다.

서해대교 - 플레이터 구조

서해대교는 서해안고속도로 구간 중 충청남도 당진시 송악읍과 경기도 평택시 포승읍을 연결하는 다리입니다. 플레이터 구조로 건축된 다리로 한국도로공사가 서해권 교통망과 물류기반 확충을 위해 1993년 11월 착공하여, 2000년 11월 10일 개통된 다리입니다. 분류로는 사장교로 구분되며, 교각위에 탑을 세우고, 탑에서 경사진 케이블로 주형을 당기는 구조를 가지고 있습니다.

인천대교 - 싱글박스 구조

인천대교는 싱글 박스 구조로 된 다리로, 초속 72m의 강풍과 진도 7의 지진을 견딜 수 있는 내구력을 가지고 있으며, 주항로부에는 선박과 교량의 충돌을 방지하기 위해 세계최대 규모의 돌핀형 충돌방지시설이 설치되어 있다고 합니다. 국내 최초로 교량의 하부 구조 및 상부 구조 설계에 하중 및 저항계수설계법(LRFD)를 적용한 것을 비롯하여 세계적 수준의 최신 토목기술을 총동원하여 건설되었다고 합니다.

이순신대교 - 트윈박스 구조

드디어 이순신대교입니다. 인천대교보다 발전된 트윈박스 보강 거더 구조로 건축된 현수교로, 내풍성능을 더욱 강화하여, A급 태풍의 2배에 맞먹는 초속 90m 의 바람까지 견딜 수 있게 설계되었다고 합니다. 이 다리는 첫 '한국형 현수교' 라는 의미 깊은 다리로, 대림 산업이 자체적으로 개발한 신기술과 첨단 공법을 동원해 기술 자립을 이룩했다는 점에서 상징적인 의미가 강하다고 할 수 있습니다.

이렇게 단단하게 설계된 다리이기 때문에, 이순신 대교의 흔들림은 작은 해프닝에 그칠 것 같습니다. 하지만, 이렇게 단단한 다리도 항상 주의하고 조심해야 되는건 다리 붕괴 요소는 여러가지가 존재하기 때문입니다. 그 대표적인 사건으로는 1940년경 발생했던 미국의 타코마 다리 붕괴사건일 것입니다.

타코마 다리는 공진 현상에 의해 무너진 다리로 잘못 알려져 있지만, 사실 공탄성적인 플러터(aeroelastic flutter) 가 원인이었다는 의견이 지배적입니다. 당시 토목기술에는 바람의 흐름이 원인이 되는 공기역학적인 부분이 미지의 영역이었기 때문에, 이에 대한 고려가 전혀 없었기에 이러한 재해가 발생된 것이었습니다.

만약 다리가 두텁게 만들어졌다면 고유 진동수가 크기 떄문에, 저렇게 진동이 생긴다 해도 플러터가 일어나지 않고, 에너지가 점차 감소하면서 말 그대로 진동으로 끝나고 말았겠지만, 타코마 다리는 상대적으로 낮은 고유 진동수 때문에, 바람이 공급하는 진동 에너지를 적절히 외부로 배출하지 못하고 고스란히 다리 전체의 뒤틀림으로 이어졌고, 결국 다리 구조물의 한도를 뛰어넘어 다리가 붕괴되는 현상이 발생된 것이었습니다.

타코마 다리 붕괴사건 이후, 공기역학적인 부분을 고려하여 다리가 설계되고 있기 때문에, 이순신대교 흔들림을 타코마 다리 붕괴 사건에 대한 전초로 보기에는 아직 이르지 않나 하는 생각이 듭니다. 다리 붕괴 사건을 전면으로 다룬 게임이 없기 때문에, 이러한 자연 재해를 이용하여, 초자연적인 현상 또는 인위적인 발생등으로 엮어 재해 시나리오를 가진 게임 소재로 발전시키면 어떨하는 생각이 듭니다.