다리(교량)의 종류 완전정복

한눈에 보기

다리는 상판 위의 무게를 지반까지 전달하는 구조물이고, 종류는 그 힘을 "누르는 힘(압축)", "당기는 힘(인장)", "휘는 힘(휨)" 중 무엇으로 주로 전달하느냐에 따라 나뉩니다. 같은 강을 건너더라도 폭, 지반, 하중에 따라 다른 구조가 선택됩니다. 이 글은 여섯 구조의 원리와 적합한 범위를 비교하고, 실제로 쓰인 다리와 붕괴 사례에서 무엇을 배웠는지 정리합니다.

• 빔교는 주로 휨, 아치는 압축, 트러스는 부재의 압축과 인장, 현수교는 케이블의 인장으로 힘을 전달합니다.
• 가장 긴 경간(기둥 사이 거리)은 현수교와 사장교가 차지합니다.
• 사장교는 같은 경간에서 현수교보다 케이블이 적게 들고 큰 앵커리지(케이블 고정 구조)가 필요 없다는 장점이 있습니다.
• 구조 선택은 지형과 예산뿐 아니라 바람 같은 환경 하중도 고려해야 합니다.

여섯 구조 비교

아래 내용은 위키백과 Bridge, Truss bridge, Cable-stayed bridge 항목에서 확인한 설명입니다.

표의 경간 수치는 "대략"이며 재료와 설계에 따라 달라집니다. 위 수치를 설계 기준으로 쓰면 안 됩니다.

실제 사례

사례 1. 아이언 브리지: 철로 만든 최초의 큰 다리 (영국, 1779~1781년)

영국 슈롭셔 세번 강에 놓인 아이언 브리지는 주철로 만든 세계 최초의 큰 다리로 설명됩니다(위키백과 기준). 1777년 11월에 공사가 시작되어 1779년 7월까지 이어졌고, 1781년 1월 1일 통행이 시작되었습니다. 단일 아치 경간은 약 30.6m이며, 설계자 토머스 프리처드는 공사 초기인 1777년 12월에 사망했고 에이브러햄 다비 3세가 철 작업을 맡았습니다. 이 다리의 성공이 건축에서 주철 사용을 넓히는 계기가 되었다고 평가됩니다. 현재는 아이언브리지 계곡 세계유산(1986년 지정)의 일부입니다. 돌 대신 철로 아치를 만들 수 있다는 것을 보여 준 사례입니다.

사례 2. 포스 다리: 캔틸레버 구조의 대표작 (스코틀랜드, 1890년)

포스 다리는 1890년 3월 4일 개통한 캔틸레버 철도 다리입니다. 설계자는 존 파울러 경과 벤저민 베이커 경이고, 길이 약 518m의 주 경간 두 개를 갖습니다. 영국에서 처음으로 강철을 대규모로 쓴 구조물로 설명되며, 2015년 세계유산에 등재되었습니다. "포스 다리 페인트칠 하기"가 끝없는 일을 뜻하는 표현으로 쓰이지만, 위키백과는 칠이 끝나자마자 처음부터 다시 시작하는 식의 관행은 없었다고 설명합니다. 다만 풍화가 심한 부분에 더 신경 쓰고 상시 유지보수 인력을 둔 것은 사실이라고 합니다.

사례 3. 타코마 내로스 다리: 바람이 무너뜨린 현수교 (미국, 1940년)

1940년 7월 1일 개통한 타코마 내로스 다리는 주 경간 853m의 현수교로, 당시 세계에서 세 번째로 긴 현수교였습니다. 상판을 얕은 판형 거더로 보강한 구조였고, 같은 해 11월 7일 약 시속 64km의 바람 속에서 주 경간이 무너졌습니다. 사람의 사망자는 없었고 차에 있던 개 한 마리가 희생되었다고 위키백과는 설명합니다. 원인은 공명(공진)이라는 교과서식 설명이 아니라 공탄성 플러터, 즉 스스로 커지는 비틀림 진동으로 설명됩니다. 이후 교량 설계에 공기역학이 반영되고 풍동 시험이 필수가 되었으며, 현수교는 한동안 더 깊은 트러스 형태로 돌아갔다가 1960년대에 날개 단면 같은 박스 거더가 개발되었습니다. 같은 구조라도 바람에 대한 검증이 없으면 위험할 수 있다는 점을 보여 주는 사례입니다.

사례 4. 한국과 일본의 장대 교량: 인천대교와 아카시 해협 대교

인천대교는 2009년 10월 개통한 철근콘크리트 사장교로, 주 경간 800m이며 영종도와 인천 육지를 연결합니다(위키백과 기준). 일본의 아카시 해협 대교는 1998년 4월 5일 개통한 현수교로 중앙 경간이 1,991m입니다. 건설 중이던 1995년 한신 대지진으로 주탑이 움직여 중앙 경간이 1m 늘어났다고 설명됩니다. 두 다리는 같은 바다를 건너는 장대 교량이지만 선택된 구조가 다르고, 경간이 2km 가까운 쪽은 현수교였다는 점에서 위 비교표의 설명과 일치합니다.

직접 살펴보기: 다리 구조 알아보는 법

• 케이블이 있다면: 주탑 사이에 크게 늘어진 곡선 케이블에 수직선이 달려 있으면 현수교, 주탑에서 상판으로 비스듬한 직선이 뻗어 있으면 사장교입니다.
• 삼각형 격자가 보인다면: 트러스교입니다.
• 상판 아래로 휜 곡선이 보인다면: 아치교입니다. 상판 위로 아치가 솟은 형태도 있습니다.
• 평평한 상판이 기둥 위에 있을 뿐이라면: 대개 빔교(거더교)입니다.
• 양쪽에서 뻗어 나온 거대한 트러스가 가운데서 만난다면: 캔틸레버교일 수 있습니다.

흔한 오해와 정정

• 오해: 타코마 다리는 바람 때문에 공명하여 무너졌다. 실제: 위키백과는 단순 공명 설명이 틀린 것이며, 물리 교과서에서는 여전히 반복되지만 공탄성 플러터가 원인이라고 설명합니다.
• 오해: 현수교와 사장교는 같은 것이다. 실제: 현수교는 주 케이블이 양쪽 끝 앵커리지에 고정되고 수직 행어가 상판을 매다는 반면, 사장교는 케이블이 주탑에서 상판으로 직접 이어집니다.
• 오해: 가장 긴 다리는 모두 현수교다. 실제: 가장 긴 경간에는 현수교와 사장교가 쓰이며, 총 길이가 긴 다리는 수많은 교각이 이어진 형태일 수 있습니다.

한계와 더 알아볼 점

이 글의 구조 설명은 개념 소개이며 실제 설계 기준이 아닙니다. 복합 구조도 많아서, 위키백과에 따르면 1883년 브루클린 다리는 현수교와 사장교의 특징을 함께 가졌습니다. 경간 순위는 새 다리가 개통되면 바뀝니다. 위키백과 항목은 사장교 최장 경간 수치를 1,176m와 1,208m로 서로 다르게 적고 있어 이 글에서는 수치를 단정하지 않았습니다. 최신 순위는 각 다리의 관리 기관을 확인하세요.

자주 묻는 질문

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