기술기사

72 한국강구조학회지 2012년 4월

Lusail Bridge의 설계 및 시공

(Desgin & Construction of Lusail Bridge)

김 동 주 (Dong-joo Kim), 삼성물산(주) 건설부문, 차장, djk776.kim@samsung.com

양 종 호 (Jong-ho Yang), 삼성물산(주) 건설부문, 부장

신 양 (Hyun-yang Shin), 삼성물산(주) 건설부문, 마스터

그림 1. Lusail Development 설/매립 경(2006 - 2009)

1. 서 론

Lusail Development 로젝트는 카타르 도하로부터 북쪽

으로 약 15km 에 치하는 Lusail 지역의 개발계획이다.

개발 면 은 약 38km2로 동쪽으로는 바다와 맞닿아 있으며,

서쪽으로는 Al Khor 고속도로를 경계로 2006년부터 약

2,500m3의 설, 2,000m3의 매립을 통해 복합 단지 조

성이 진행되고 있는 상황이다. 체 공사는 부지조성, 빌딩

도로, 문화공간 등 총 약 17개의 Construction Package로

나뉘어 있으며 이 도로 로젝트의 하나인 CP3A는 교량건

설공사로서 Qetaifan 섬의 4개의 교량과 섬과 본토를 잇는

두 개의 Iconic 교량으로 이루어져 있다. 총 공사는 삼성건설

이 주 하여 시공하고, COWI가 설계, Parsons가 감리를 맡

아 공사를 진행한다.

본 기사에서는 CP 3A의 교량 섬과 본토를 잇는 Bridge

8 Bridge 9의 설계 시공기술에 하여 소개하고자

한다.

2. 설계 시공

2.1 교량개요

루사일교(Bridge8&9)는 인공섬인 Qetaifan 과 Lusail 지

역을 잇는 수교로써 교량길이는 각각 204m, 186m 이다.

루사일교는 경간장은 길지 않지만

1) 원형 강주탑

2) 자정식, 타정식 시스템의 병용

3) 주탑 이블 정착

4) Lock Coil Strand 사용

등 기존 수교와 차별화된 설계를 수행함으로써, 시공 뿐

아니라 제작 가설에서 한 세 한 기술력을 필요로 한다.

루사일교의 건설은 크게 6단계로 구성되며, 각 시공단계별

잠재 험요소를 경감시키기 한 별도의 임시구조물, 새로

운 시공방법이 고려되었다. 시공 차는 다음과 같다.

1) 가설도로의 확장

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KSSC Apr. 2012 73

Bridge 8

Bridge 9

그림 2. Lusail Development 조감도

2) 굴착 기 , 일캡 시공

3) 뒤채움 Gantry Crane 설치

4) 거더 주탑의 제작, 가설

5) 상부슬래 시공

6) 이블 가설 제습설비 설치

2.2 기 공

루사일교의 기 는 교 앵커블럭, 일기 로 구성된다.

교량의 특성상 타정식으로 가설되는 좌측 구간에는 앵커블럭

이 시공되며, 자정식으로 가설되는 우측에는 교 가 가설되게

된다. 일은 총 136본이 사용되며 주경간 사이에 가설되는

말뚝기 는 향후 거더교로의 환을 고려하여 시공하게 된다.

기 의 배치는 그림 3과 같다.

그림 3. 루사일교 종평면도

기 시공 , 공사 구간이 매립되어 있으므로 기 구간을

굴착 후 일 일캡을 시공한다. 말뚝은 부 장타설말

뚝으로 시공되며, 시공이 완료된 기 는 향후 상부공 가설을

해 부 뒤채움을 실시한다.

그림 4. 루사일교 주탑

2.3 주탑공

루사일교 주탑은 주경간부의 RSM 세그먼트, 측경간부의

RSS 세그먼트, 탑정부의 RST 세그먼트로 구성된다. 강재 세

그먼트는 Hammer Head에서 Macalloy Hars 내부 텐던

에 의해 연결된다.

기 설계에서는 RSS-1과 RSS-2가 하나의 세그먼트로 설

계되었으나 그 경우, 임시 지지 없이는 가설 도 도 상

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이 발생할 우려가 있었다. 하지만 RSS-1과 RSS-2로 나 어

가설할 경우 가설 지지 가 없이도 자립이 가능하게 되어

RSS를 RSS 1 2 로 분할하여 설계하 다.

탑정부에 설치되는 RST는 총 약 300t으로써 가설을 해서

600t 크 인이 필요하 으나 형 크 인이 부족한 카타르

지 사정으로 인해 400t 크 인을 사용하 으며 이로 인해

RST를 약 150t 세 개의 세그먼트로 나 어 계획하 다. 한

이로 인한 시공 오차를 방지하기 해 최종 RST-3 시공 ,

유압잭을 부착한 임시 스트럿을 RSS-3 RSM-3에 설치하

여 거리를 조정하도록 계획하 다. 기 세 에 있어서는 반력

변 에 해 단계별 형상 리를 실시함으로써 오차를 최

한 보정하 다.

2.4 상부공

보강형은 강합성교로서, 상하행선이 가로보로 서로 연결되어

있는 구조이다. 메인 거더는 인근 제작장에서 가설되어 운반,

Gantry Crane을 이용하여 장에서 가설되며, 콘크리트 슬

라 는 리캐스트 장타설을 이용하여 가설된다. 보강형

개요도는 그림 5에 나타나 있다.

그림 5. 보강형 개요도

루사일교의 상부구조에 있어 주목할 은 바로 이블 구조

인데, 항로를 확보하기 해 주탑을 측면으로 이동시킨 것이

결과 으로 좌우 경간의 이블 정착구조를 다르게 하 다.

이와 같이 주경간 측 이블을 자정식으로 배치한 것은 체

타정식 수교에 비해 공사비 면에서 더욱 효율 이며, 교량에

체 인 안정감을 부여하는 데에도 효과 이다. 한 다른 일

반 인 수교와는 달리 주 이블을 탑정부에 정착하는 시스

템을 사용하 는데, 이를 통해 주탑과 보강형, 이블이 상부

구조에 발생하는 하 을 효과 으로 분담하도록 하 다.

다만 루사일교는 모노 이블을 사용하여 상부 거더를 지지

하기 때문에 체 비틀림 강성이 다소 작은데, 본 교량에서는

이를 보강하기 해 주탑과 거더를 단키 포스트 텐션을

이용, 강결하여 체 인 구조성능을 향상시키도록 하 다.

2.5 이블공

일반 으로 수교의 이블은 Parallel Wire를 이용한 AS

공법 혹은 PPWS 공법으로 가설된다. 그러나 루사일교는 비

교 작은 경간을 가지고 있으며, 정착 방식 한 기타 수교

와는 달리 주탑이 이블에 정착되는 특성을 가지고 있으므로

가설에 유리한 Lock Coil 스트랜드를 활용하는 것이 더

할 것으로 단하 다.

그림 6. 이블 배치도

따라서 교량에 사용되는 이블은 Lock Coil 스트랜드를 사

용하 으며 최소 3겹으로 Z와이어가 메인 이블을 감싸고 있

다. 스트랜드의 제원은 아래와 같다.

Tensile stress 1570 MPa min

Pool stress Rpo.2 1180 MPa min

Elongation at break 250mm(4%)

Wires ductility EN 10264 class A

Wires hot dip

galvanizingEN 10264 class A

표 1. 이블 제원표

이블 가설에 있어 한 작업공간을 확보하고 장비를 설

치하기 해서는 다양한 가설구조물이 탑정부 교 , 앵커블

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KSSC Apr. 2012 75

Foundation, Tower, Stiffening Ggirder

Previous

work

� Temporary structure erection

� Catwalk system erection

� Preparation of a main cable erection

Main cable erection

Follow on

work

� Catwalk repositioning

� Cable band erection

� Hanger rope erection & Connection with girder

� Cable Wrapping

� Hand rope erection

� Dehumidification system installation

� Cable accessories installation

� Catwalk & temporary structure removal

표 2. 이블 가설단계

럭에 설치되어야 한다. 가설구조물의 설치 치 종류는

이블의 가설 순서에 따라 선택하고 배치하 다. 한 훌링 시

스템의 경우, 일반 장 수교 시스템과는 달리 치를 사용

하는 것으로 결정하 다. 이블 공사 순서는 크게 세 단계로

나뉘는데, 주요 이블 가설단계는 아래 표 2와 같다.

3. 맺음말

본 기사에서는 루사일교에 한 반 인 설계 가설공법

을 소개하 다. 본 교량은 Lusail City의 주요 지에 건설

되어 미학 측면이 매우 요시되었으므로, Qatar의 'Q'를

본딴 원형 주탑을, 미 을 고려한 모노 이블 시스템을 선택

하 다. 한 이 밖에도 루사일교는 자정식과 타정식을 고려한

앵커리지 시스템, 교량의 안정성을 고려한 탑정부 이블 정착

시스템 등 다양한 구조 시스템이 많이 도입된 교량 형식이다.

이러한 특성 때문에 가설 단계별로 세심한 주의가 필요하며,

공사수행 단계별로 독특한 공법 연구가 수반되었다. CP3A

의 공사기간은 약 24개월로 2011년 11월에 시작하여 2013

년 11월에 공사를 완료할 정이다.

본 교량의 건설기술은 수교 가설에 있어 더욱 향상된 기술

개발에 기여할 것이며 많은 교량 기술자에게 새로운 감을 불

어넣어 것으로 기 한다.