세계 다리명 백과 - 게이츠헤드 밀레니엄브리지[ Gateshead Millennium Bridge ]
hanjy9713
2023.11.19. 17:02조회 11
게이츠헤드 밀레니엄브리지
[ Gateshead Millennium Bridge ]
요약 게이츠헤드 밀레니엄브리지는 영국 타인강에 위치해 게이츠헤드와 뉴캐슬을 연결하는 세계 최초의 틸트형 인도교이다.
게이츠헤드 밀레니엄브리지 전경
독특한 외관과 더불어 세계 최초의 틸드형 인도교라는 타이틀로도 주목받고 있는 게이츠헤드 밀레니엄브리지
1. 다리의 정의
게이츠헤드 밀레니엄브리지는 영국 게이츠헤드에 위치한 타인(Tyne)강 남쪽과 뉴캐슬(Newcastle)의 타인강 북쪽 연안을 연결해주는 인도교다.
1990년 중반 게이츠헤드 시 자치 의회(Gateshead Metropolitan Borough Council)는 강변과 인근 낙후된 지역을 개발하고 관광 효과를 창출하고자 게이츠헤드 밀레니엄브리지 건설을 결정했다. 다리의 설계는 디자인 공모를 통해 건축가 윌킨슨 에어(Wilkinson Eyre), 구조 기술자 기퍼드(Gifford)가 제안한 40°로 회전되는 독특한 형식의 틸트형 교량이 선정되어 길이 126m, 폭 8m, 지간장 105m의 인도교가 2002년 5월 7일 공식적으로 개통됐다.
게이츠헤드 밀레니엄브리지는 선박이 통행할 때 열리고 닫히는 움직임 때문에 ‘윙크하는 눈 교량(Winking Eye Bridge)’라는 별명을 지니고 있으며 더불어 야경 또한 아름답다. 한 해에 게이츠헤드 시를 찾는 관광객만 200만 명(2012년 기준 190만 명) 규모로, 게이츠헤드 밀레니엄브리지는 이 도시를 유명 여행지로 만드는 이유 중 하나다.
2. 다리의 건설 배경
제2차 세계대전 이후 타인강 사이 게이츠헤드와 뉴캐슬의 연안에서 산업은 감소하고 주변 건물들은 점차 쇠락하기 시작했다. 이러한 악화는 1980년대 뉴캐슬 시의회(Newcastle City Council)가 타인강 북쪽에 새로운 형사 법원을 짓기로 결정하면서 연안 지역 전체의 재생 전략을 일으킬 때까지 계속됐다. 개보수 사업은 타인위어개발공사(Tyne and Wear Development Corporation)가 추진해 레저와 관광 활동을 포함하고 고품질의 상업용 건물과 가옥을 신설했다.
그러나 여전히 타인강 남쪽은 버려진 창고와 낙후한 중공업 등으로 계속해서 쇠퇴해갔다. 1995년 6월 게이츠헤드 시 자치 의회는 남쪽 연안을 따라 약 1,600m2 지역의 재개발 계획을 위탁하는 도시 재생 추진 기구인 잉글리시 파트너십(English Partnership)에 합류하며 1950년대 초반에 지어져 폐기된 발틱 곡물 창고(The Baltic Flour Mill)를 현대 시각 예술을 위한 국제 센터로 바꾸는 것과 음악 관련 교육, 공연 및 학술 대회를 위한 세이지 음악당(Sage Gateshead)을 구축하자는 제안을 했다.
이와 더불어 게이츠헤드 시 자치 의회는 타인강을 가로질러 이미 재개발된 뉴캐슬 연안과 발틱 곡물 창고 주변을 연결할 수 있는 새로운 인도교를 만들 것을 결정했고, 이를 위해 필요하게 될 자금의 절반을 제공받을 밀레니엄위원회(Millennium Commission) 기금 지원에 입찰해 성공적으로 자금을 지원받아 프로젝트를 추진했다.
지역 재개발의 일환
낙후된 타인강 남쪽 연안 재개발 계획에 들어선 발틱 갤러리와 은색 돔의 세이지 음악당 그리고 밀레니엄브리지
3. 다리의 건설
1) 다리의 설계 제원 및 디자인
게이츠헤드 시 자치 의회는 새로운 다리 건설을 위한 기금 지원 입찰에 앞서 시각적인 효과뿐만 아니라 기능적으로도 고무적인 흥미로운 프로젝트를 목표로 디자인 공모전을 공시했다. 디자인 공모전은 1996년 7월에 개시되었고, 게이츠헤드 시 자치 의회와 뉴캐슬 시의회, 타인위어개발공사와 타인항만관리위원회(Port of Tyne Authority) 등 여러 기관들이 모여 논의를 통해 다음과 같은 디자인 기준을 설정했다.
- 타인 강의 기존 교량과 조화되어야 한다.
- 독특한 설정의 가치가 있는 랜드마크가 되어야 한다.
- 선박이 통과할 수 있도록 개방 기구를 소유해야 한다.
- 교량 밑으로 선박이 통과할 30m의 최소 폭을 가지고 있어야 한다.
- 수면 위 25m의 선박 통과 높이를 가져야 한다.
- 연간 150만 회 이상의 통행량에 대응할 수 있는 능력이 있어야 한다.
공모에 도전한 47개 안 중 최종적으로 6개의 출품작이 선별되었고 지역 주민과 전문단의 지지를 받은 기퍼드와 윌킨슨 에어의 회전하는 틸트형 교량 디자인 출품작이 선정되었다.
게이츠헤드 밀레니엄브리지는 총 길이 125m, 지간장 105m, 높이 50m(아치 높이 45m), 폭 8m로 양 끝이 지름 1.5m 말뚝 위에 철근 콘크리트 받침으로 지지되고 있다. 구조적 특징은 전체적으로 두 개의 아치로 구성돼 있는데 하나는 보행자 통행이 가능하도록 데크(Deck)를 제공하는 평면부와 그 데크를 18개의 강 현수재로 하중을 받아 지지하는 부분이다.
아치의 부재는 장축이 2~4m, 단축이 1.3~2m인 연 모양의 단면 형상으로, 내부에 가로, 세로 두께 35mm 이상의 강판으로 제작돼 있으며, 이 아치가 움직일 때 교량 각 양측의 연안에서부터 강바닥으로 대략 5m 지점에 위치한 보강 받침 위쪽 끝부분에 지지되고 있는 어셈블리 힌지의 기공점(Springing Point)을 중심으로 선회하게 된다. 또, 데크에는 보행로와 함께 경량 알루미늄으로 제작된 켄틸레버 보(Cantilever Beam)의 자전거 통로가 접합되어 있고 중앙 울타리를 기준으로 300mm의 높이 차이가 존재한다.
더불어 이 교량의 독특한 특성을 보이는 몇몇 사항에서 세밀한 구조 해석이 요구됐다. 세분화된 3차원 유한 요소 모델로 데크, 아치, 정착부의 교차점을 포함한 주요 구성 셸 요소(Shell Element)를 이용해 정적 해석을 실시했고, 동적 해석을 통해 보행자의 통행 시 안전성을 확보했다. 추가적으로 이 구조물은 풍속 60m/s 이상의 바람에도 안정적이며 유압 시스템은 14m/s 이상의 바람과 25m/s 이상의 돌풍이 작용하더라도 교량이 4분 안에 개방될 수 있도록 설계됐다.
2) 다리의 시공
최초 게이츠헤드 밀레니엄 교량의 시공 계획은 다음과 같았다.
- 연결될 강철 부재(Steelwork) 세그먼트(segment)를 작업 지역으로 운송
- 아치를 한 부분으로 용접한 뒤, 베어링 트러니언 하우징(Bearing Trunnion Housings)을 부착하고, 크레인 선박과 와이어로프를 이용해 최종 위치에 설치
- 데크 세그먼트의 연결 작업 ; 임시로 파일에 지지되어 있던 중앙과 양측, 세 부분의 데크를 최종 위치에 설치
- 접속부를 만든 뒤 인장 케이블을 설치
- 기계 장치와 전기 공급 장치 설치
하지만 최초의 시공 계획이 상세 설계 과정과 크레인 가용성 조사를 통해 다리를 연안에서 조립하고 한 부분으로 옮겨 설치하는 수정된 제안으로 변경됐다. 이 계획은 공사 전에 추후에 설치될 강부재 제작을 거의 완료하게 함으로써 공기를 단축하고 물 위에서의 많은 작업 위험 요소들을 제거해주었다.
건설 공사는 2008년 8월에 시작되어 제일 먼저 다양한 부분의 강부재가 타인강 부두 하드리아누스 작업장(Hadrian Yard)에 운송되었고, 아치 세그먼트를 조심스럽게 지지 구조에 배치시킨 상태에서 용접과 도색 작업이 이루어졌다. 그 후 아치를 자기 위치에 배치해 그 밑으로 데크 세그먼트를 접합시켰고 이 단계에서 인장 케이블이 설치되었다. 그다음으로 경량 알루미늄으로 만들어진 자전거 도로용 캔틸레버 보를 용접함으로써 구조물의 아름다움이 나타나게 되었으며, 마지막 2000년 11월 6일 교량을 최종 위치에 설치할 승강식 행사만을 기다리게 되었다.
아시아 헤라클레스 크레인 선박(Asian Hercules Floating Crane)은 3,200t 용량의 세계 최대의 해상 크레인 선박이다. 이 장비는 작업을 위해 9km의 강 위를 운항하도록 준비되어 있었지만, 폭풍우로 인해 2000년 11월 6일 예정돼 있던 크레인 작업이 며칠 연기되었다. 마침내 2000년 11월 20일 날씨가 좋아지자 교량을 성공적으로 운송해 설치시켰고 이 놀라운 장면을 보기 위해 수만 명의 관광객들이 양쪽 강변으로 모여들었다.
시민과 함께하는 다리
건설 당시부터 큰 화제였던 다리는 이제 시민들의 일상 속 여유를 더하는 공간이 되었다.
4. 다리 시설의 특징
1) 회전 장치
게이츠헤드 밀레니엄브리지는 틸트형으로, 선박이 통행할 때 교량 전체가 회전해 하부에 공간을 만들어내는 형식으로 운용된다. 이 때문에 이 교량엔 교량이 회전할 수 있도록 양측 각 지점에 수평으로 각각 3개의 유압 펌프가 설치돼 있다. 지름 450mm의 이 유압 펌프는 거대한 콘크리트 하부 구조에 고정돼 있으며, 아치를 지지하고 데크를 회전시키는 힌지 바깥에 부착되어 있는 스틸 패들(Steel Paddles)을 반대로 밀거나 당기면서 40° 각도로 교량을 회전시켜 높은 위치의 아치를 아래로 움직이고 데크를 위로 움직이게 할 수 있다. 이렇게 아치와 데크의 높이 변화를 이용해 선박들이 그 아래로 통과하도록 25m의 헤드룸(Head Room)을 제공한다.
각각 3개의 유압 펌프는 55kw의 전력으로 작동되고 전기 스위치 기어와 함께 양측 지점에 위치돼 있다. 또, 펌프는 교량이 열리고 닫힐 때 지점당 1,000t의 압축 하중부터 450t의 인장 하중을 받으며 가속, 정속, 감속 순으로 제어되고 작동 중엔 교량 양측에 10mm 이내의 움직임도 동시적으로 일어나도록 정교한 컴퓨터 시스템을 통해 통제된다.
회전하는 다리
선박이 통과해야 할 땐 교량 전체가 회전해 평상 시 들려 있던 아치는 아래로, 데크는 위로 올려 회전시켜 공간을 만든다.
2) 안전장치
게이츠헤드 밀레니엄브리지에는 다음과 같은 특징을 갖는 안전장치들이 있다.
- 양측의 3개 펌프를 모두 사용하는 대신 1개씩만을 이용해 개방 장치의 속도를 늦추는 기능
- 전원 장애 시 사용하는 예비 발전기 장치 시스템에 최종 백업 장치로 핸드 윈치 시스템 구축
- CCTV 시스템과 추가적인 차단 장치로 교량 개방 시 무인 시스템 구현
- 홍수 시 기계 장치 보호 기능
- 다리가 개방될 시 교량에 남아 있는 쓰레기가 밑으로 지나가는 선박에 떨어지지 않도록 하는 측면 배출 유도 기능
이와 함께 교량 완공 당시 교량에는 선박 충돌 보호 장치가 설치돼 있었다. 이것은 수중에 16개의 파일(Pile)을 설치하고 붐(Boom)으로 연결한 것으로 4,000dwt급 선박 두 대의 연속적인 충돌에도 견딜 수 있도록 설계되었다. 이 보호 장치는 계획 단계부터 이 교량의 충돌 위험성이 AASHTO(the American Association of State Highway and Transportation Officials) 기준 임계 계수 0.001 미만이고 설치되는 파일이 단단해 오히려 소형 선박 충돌 시 더 큰 위험이 따른다는 기관의 조사가 있었음에도 당시 항만 관리소장과 PTA(the Port of Tyne Authority)가 일관적으로 주장해 관철시켰다.
하지만 완공 후에도 보호 장치가 물의 흐름을 방해해 쓰레기가 강에 축적되는 문제가 발생했고 또 불필요한 유지 관리비가 소요된다는 것, 결정적으로 교량의 미관을 해친다는 문제점들이 제기됐다. 이는 여러 언론 기관들을 통해서도 계속적으로 지적되며 결국 2009년 12월 10일 의회 의원들은 회의를 통해 선박 충돌 보호 장치를 제거하고 항해 표식 장치를 설치하기로 결정했다.
지금은 제거된 선박 충돌 보호 장치
초기에 설치했던 안전장치 중 하나인 선박 충돌 보호 장치는 쓰레기 축적, 미관 등의 문제로 철거되었다.
3) 조명 장치
게이츠헤드 밀레니엄브리지는 특히 아름다운 조명과 함께 멋진 야경으로 유명한 교량이다. 이 교량엔 교량 전체를 완전하게 비추기 위한 큰 스케일의 LED 투광 조명 시설이 설치돼 있다.
백색 조명은 데크 밑면을 비추며 강에 그 빛을 반사하도록 되어 있고, 교량의 상반부 아치는 보색과 대비색이 사용되어 빛으로 물들여진다. 또, 교량이 회전해 열리거나 닫힐 때 초록색과 빨간색 조명이 보행자와 자전거 이용자에게 이를 알려주어 안전하게 통행할 수 있도록 해준다. 더불어 LED 빛의 지향적인 특성으로 인해 빛 공해와 낭비되는 빛의 위치를 정확하게 예측할 수 있으며 에너지 절약 효과도 매우 뛰어나다.
추가적으로 이 장치들은 대형 트리거를 사용하는 외주사의 DMX 제어 시스템(LED 조명등의 온/오프, 조도, 색온, RGB 컬러, 모터 제어 등이 가능)을 통해 실시간 특별 상황까지 통제되며, 이와 함께 특별한 요청과 요구 사항이 발생할 시 교량 관리 직원이 수동으로 시스템을 제어할 수 있도록 원격 터치스크린이 설치돼 있다.
이러한 특징을 가진 조명 장치는 게이츠헤드 밀레니엄브리지의 야경을 더욱 아름답게 꾸며주고 교량의 문화적 가치를 높이며 조명 시설 부분에서만 다음과 같은 수상 실적을 안겨주었다.
▪ 조명 부문 수상 실적
- Civic Trust, Exterior Lighting Award, Shortlisted 2002
- RIAS - Urban Design LIghting Award 2002
- International Association of Lighting Designers Award of Excellence 2002
- Illuminating Engineering Society of North America - International Illumination Award 2002
- UK National Lighting Award in the Exterior Lighting category 2002
아름다운 조명
세심한 시스템이 적용된 조명 장치가 만드는 아름다운 조명 경관은 여러 차례 국제적인 상을 수상하기도 했다.
5. 다리의 문화적 가치
1) 관광 사업과 문화적 가치
게이츠헤드는 쇠퇴해가던 폐광 도시에서 연 190만 명의 관광객이(2012년 기준) 방문해 약 4억 파운드(7,000억 원)의 경제적 효과를 안겨주는 관광 도시로 재탄생한 곳이다. 게이츠헤드 밀레니엄브리지 역시 게이츠헤드의 재생 사업을 통해 탄생하게 된 결과물 중 하나로, 이 교량의 설치 장면을 보기 위해 수많은 관광객들이 이곳을 방문했고, 교량 완공 후 2001년 9월 17일 대중에게 다리가 개통되는 날 처음으로 다리를 건너기 위해 3만 명의 사람들이 다리에 모여들었었다.
이곳에서는 정기적으로 ‘노섬브리아 수상 대학교 보트 레이스(Northumbrian Water University Boat Race)’와 같은 행사가 열리고 있으며 때때로 영국 내 영화 등의 촬영 장소로 사용기도 한다. 이렇게 세계 최초의 틸트형 교량인 게이츠헤드 밀레니엄브리지는 게이츠헤드를 대표하는 문화 콘텐츠로 자리매김했다. 특히 2007년에 로열 민트(Royal Mint, 영국조폐국)가 영국을 대표하는 2007년 새로운 1파운드 프루프 주화(Proof Coins)에 이 교량을 새겨주었으며, 더욱이 완공 이후 많은 기관으로부터 디자인 부문 수상작으로 선정되면서 그 가치를 인정받게 되었다.
2) 디자인 부문 수상 실적
- North East England Tourism Award 2009 - Gold winner
- Outstanding Structure Award by the International Association for Bridge and Structural Engineering 2005
- Concrete Society Award - Civil Engineering and Overall Winner 2005 Balthazar Neumann Prize 2004
- Institution of Structural Engineers Awards, Supreme Award for Structural Excellence 2003
- Steel Industry Structural Steel Design Award 2002
- ar+d Emerging Architecture Awards, Commendation 2002
- RIBA Stirling Prize 2002
- Construction News Medium Projects of the Year 2002
- Emerging Architecture Awards, Commendation 2002
- Blueprint Awards, ‘Best New Building’Finalist 2002
- Bridge Design and Engineering Footbridge Awards, Aesthetics (Long Span) Award 2002
- British Construction Industry Award, High Commendation in the Civil Engineering Category 2002
- Business Week & Architectural Record Award 2002
- Civic Trust, Building Award 2002
- Concrete Society Award, Concrete Society Certificate of Excellence - Civil Engineering Winner 2002
- Institution of Civil Engineers Awards – Brunel Medal 2002
- Institutes of Marine Engineers/and Naval Architects, Excellence in Marine Design, 2002
- Institution of Civic Engineers, Northern Counties Association, Robert Stephenson Award, Special Achievement Award 2002
- Award of Excellence 2002
관광 도시로 재탄생한 지역의 명물
게이츠헤드의 재생 사업에 포함된 밀레니엄브리지는 독특한 외관과 아름다운 조명 등으로 관광객을 끌어모으며 지역 경제 발전에 한 축이 되고 있다.
[네이버 지식백과] 게이츠헤드 밀레니엄브리지 [Gateshead Millennium Bridge] (세계 다리명 백과, 최동호)
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