여기서 건축이나 토목관련 분야를 전공하신 분들이라면
트러스교에 대해서 거의 모르시는 분들은 거의 없을텐데
아직 철동 게시판에는 트러스교에 대한 전문적인 글이 올라오지 않은듯 해서 올려봅니다.
트러스는 가늘고 긴 직선부재를 연결하여 삼각형의 구성요소가 되도록 배열한 구조물을 뜻합니다.
돌과 조적을 이용한 단순한 린텔 방법을 구축하였던 시대에도 목재를 엮어서 이용하는 구조가
경제적이고 하중을 줄이는 효과가 있다는 생각은 활발했는데 즉 목재를 경사방향으로 서로 기대게
하여 삼각형태를 만들 경우 평면 내에서 안전성을 가지면서도 큰 하중을 지지할 수 있다는 것을
알고 있었으며 짧은 목재로 지붕을 엮는 트러스 구조가 경제적이라는 인식은 그리 오랜 시간이
걸리지 않았다고 합니다.
세월이 흘러 18세기에 접어들면서 트러스에 대한 이론적인 해법 및 실용해석법이 발달하고
19세기 철도의 발달로 인한 긴 교량의 필요성은 트러스구조는 급속한 성장을 이루게 됩니다.
위 사진은 트러스 구조의 대표적인 종류인데
현재 교량에 쓰이고 있는 구조방식은
3번의 하우트러스, 4번의 플랫트러스, 17번의 와렌트러스 구조입니다.
19세기 중반 철강기술의 발달과 강철이 발달하면서
그전까지 나무로 가설된 트러스교는 전부 강재 트러스교로 바뀌게 됩니다.
그리고 트러스교의 종류도 통행로의 위치에 따라 나뉘어지는데
하로 트러스, 중로 트러스, 상로 트러스로 나뉘어 집니다.
대표적으로 강재트러스 철도교량은
영국의 포스만 교, 테이교, 캐나다의 퀘백교가 대규모 트러스 철도교량으로 알려져 있습니다.

위 사진은 하로 트러스를 예로 들어 자세한 구성을 설명한 이미지 입니다.
그리고 철도교량의 경우에는 하로트러스가 많이 쓰이는 편이죠
사실 트러스교의 경우 철도교 외에도 도로교에도 많이 쓰이는 편인데
구조적으로 다른점이 있다면 철도교량의 경우 철도차량의 하중 특성상
도로교량보다 구조적인 강성이 더 요구되며 하중분산 효과를 극대화 하기 위해
철도교량 쪽이 도로교 보다는 약 0.5m가량 높은 편입니다.
비율로는 철도교량에 쓰이는 경우가 많기 때문에
우리나라에서는 아직까지 트러스교=철도교 라는 인식이 강한 편입니다.
참고로 트러스교 범주에 들어가지 않지만
동작대교에 적용된 바 있는 랭거 아치교도 철도교량의 경우 트러스구조 교량으로
치는 경향이 크다고 하더군요
사실 트러스교가 장점만 존재하지 않은게 기존 트러스교의 무도상 구조의 경우
소음과 진동에 취약하다 보니(여기서 한강철교 C선을 건너보신 분들은 아시겠지만 소음이 장난아닙니다.)
95년 한강철교 D선을 마지막으로 철도교의 트러스교 건설은 자취를 감추게 됩니다.
이 내용을 쓰면서 아쉬운 점이 있다면 너무 콘크리트 장대교량에만 치중되가고 있는
철도교량 건설을 들수 있는데 솔직히 트러스구조라도 기존 무도상 강교의 단점만 해결할수 있다면
지금도 훌륭한 교량이 될수 있을텐데
90년대 중반 당산철교 파문 이후 막연히 트러스구조는 취약하다는 편견이 남아있는것 같습니다.
개인적으로 한강철교 D선에서 아쉬움을 느끼는게 무도상 교량이라도 동호대교나 동작대교처럼
선로를 받치는 하부구조에 탄성재와 방진재를 넣어 해결할수 있을것을
인제 장대교량에서 거의 기피하고 있는 자갈도상을 적용했던건 지금도 이해가 가지 않더군요
다음에는 트러스 철도교의 대표적인 실패사례인 영국 테이교의 낙교사고에 대해 설명하고자 하는데
여러분들의 반응에 따라 연재여부를 결정할 예정입니다.
첫댓글 시대가 변했지요... 최근에는 강재 교량보다 콘크리트 교량이 매우 경제적이며 그쪽 분야의 기술이 매우 발달해 있습니다. 근데 장대교량에서 자갈도상을 기피한다는 근거는 어디서?
사실 전통적으로 장대교량은 트러스교를 사용했던 시절부터 거의 무도상 방식이었죠(그래서 강재 트러스교량을 지날때마다 상당한 소음이 발생했습니다.) 뭐 트러스교 뿐만 아니라 콘크리트 장대교량에서도 잠실철교의 경우처럼 콘크리트 슬래브 도상을 사용하는 등 거의 무도상방식이 많았지만 장대교량에서 자갈도상을 사용 하는 경우도 있었죠 헌데 비율로 치자면 무도상 방식이 많습니다.(도상이 있어야 콘크리트 도상이라는....) 한강철교 D선에 왜 자갈도상을 채택했는지는 지금도 이해할수 없는 미스터리 입니다.(관리비로 치면 자갈도상이 관리부담이 더 큰데.....)
철도차량이 교량을 지나갈 때 발생하는 진동에 의해 자갈이 튀거나 흩어지는 현상때문이 아닌가 생각되는군요.
당산철교, 성수대교(상판이 트러스 구조)에서 문제가 발생한 이유는, 부실한 시공과 사후관리 때문이었죠.
경전선 섬진강 철교준공은 1967년 입니다
트러스교는 그 특성상 어느 한쪽이 취약해지면 다리 전체가 취약해져서 사고나기 딱 좋습니다. 오래 전에 나무젓가락으로 다리 모형 만들어서 어느 다리가 많은 무게를 버티는가 하는 대회를 벌인 프로그램을 본 기억이 있는데, 트러스교를 주제로 한 작품은 겨우 '6kg'에 초대형 붕괴사고를 일으켰었습니다. 거더교 등 다른 형식을 본뜬 다른 작품들은 평균 40kg 정도까지 버텼습니다.
다음 연재 기대하겠습니다. 개인적인 의견이긴 한데 트러스교가 자취를 감춘 까닭중 하나가 철의 가격 인상에 의한 교량건설 비용의 상승이 아닌가 조심스럽게 추측해 봅니다.(반론으로 철골구조가 우후죽순으로 세워지고 있다는 측면에서 반박이 들어오면 전 논리적인 기반이 약하기 때문에 맞반박을 못합니다~)