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강과 바다 너머, 땅과 땅을 잇는 튼튼한 다리! 거센 바람과 물결을 견디고, 셀 수 없이 많은 자동차와 기차가 지나가도 끄떡없어요.

기다란 다리가 어떻게 그렇게 튼튼할 수 있을까요?

1편 ‘아치교’, 2편 ‘트러스교’에 이은 마지막 편! 긴~ 끈을 연결한 듯한 길~쭉한 다리 ‘현수교’와 ‘사장교’를 소개합니다!

다리 위의 치렁치렁한 줄, 왜 있을까?

길고 단단한 줄은 현수교와 사장교의 가장 큰 특징이에요. ‘주케이블’이라고 부르는 금속 줄을 기둥과 기둥 사이에 연결하고, 주케이블에 ‘버팀줄’을 수직 방향으로 달아요. 주케이블에 매달린 여러 개의 버팀줄에 다리 전체의 무게가 나뉘어 안정적으로 지탱되지요. 이때 다리의 무게로 인해 주케이블은 바깥으로 당겨지는 힘인 인장력을, 주케이블이 연결된 기둥은 땅을 향해 내려가려는 힘인 압축력을 크게 받아요.

주케이블과 버팀줄은 얇은 금속 가닥 여러 개를 꼬아서 만든 ‘와이어’를 재료로 써요. 단단한 재료를 써야 인장력 때문에 줄이 끊어지는 일을 막을 수 있거든요. 현수교의 장점은 주케이블만 튼튼하다면 얼마든지 긴 다리를 만들 수 있다는 거예요. 보통 다리는 교각 간격이 50m 이내인 것에 비해, 현수교는 교각 간격을 300m 이상 두기도 하지요.

현수교의 주케이블에 매달리는 보는 무게를 줄이기 위해 다른 다리보다 가볍게 만들어요. 그래서 현수교는 강한 바람이 불면 그네처럼 살살 흔들리기도 하지요.

부채와 하프의 닮은꼴, 사장교

현수교처럼 케이블을 쓰지만, 현수교와는 생김새가 조금 다른 다리가 있어요. 바로 사장교예요. 사장교도 현수교와 같이 기둥과 연결된 케이블이 다리의 무게를 견디는 원리로 만들어졌어요. 하지만 사장교는 현수교와 달리 케이블이 서로 분리된 형태예요. 각 케이블이 기둥에서 뻗어 나가며 경사^★를 이루지요.

사장교는 처음에 현수교의 주케이블에 경사진 케이블을 더 달아 보강하던 것을 계기로 탄생했어요. 케이블이 기둥과 다리를 바로 연결하기 때문에 바람이 불어도 비교적 적게 흔들려요. 케이블이 각각 분리되어 있으니 유지, 보수를 하기도 쉽지요. 그러나 현수교에 비해 더 긴 다리를 만들기는 어려워요. 인장력을 버티는 주케이블이 없으니, 분리된 케이블 하나하나가 더 많은 힘과 무게를 받아서 케이블의 간격을 넓게 벌리기 힘들거든요.

사장교의 케이블을 설치하는 대표적인 방식은 방사형, 하프형, 부채형이에요. 방사형은 기둥 꼭대기 부분에 케이블을 집중적으로 매달고, 하프형은 악기 하프의 현처럼 일정한 간격으로 케이블을 매달아요. 부채형은 그 중간의 형태로, 펼친 부채를 닮았다고 해서 부채형이라는 이름이 붙었어요.

용어 설명

경사^★ 어떤 선이나 면이 비스듬하게 기울어진 상태 또는 기울기를 말해요.