태풍에도 견딜 정도로 튼튼한 다리가 산들바람에 무너질 수 있을까. 결론부터 말하면 그렇다. 이 동영상은 1940년 11월 7일 미국 워싱턴주 타코마 해협에 놓인 다리로 워싱턴 대학의 파퀴하슨 교수에의해 촬영되었다. 미국 현대 건축 기술의 자존심을 건 건축물이었던 만큼 타코마교는 시속 190㎞의 초강풍에도 견딜 수 있도록 설계됐다. 그런데 완공 석 달 만에 불과 시속 70㎞의 바람에 맥없이 무너져 내린 것이다. 초강풍에도 견딜 수 있도록 설계된 이 다리가 왜 무너지게 되었을까?







이는 흔들림(진동) 현상 때문이었다. 강철.콘크리트를 포함해 이 세상 모든 물체는 저마다 고유한 진동을 가지고 있다. 예를 들어 같은 진동수를 갖는 소리굽쇠 둘을 연이어 놓고 한쪽 소리굽쇠를 치면 다른 한쪽도 같이 울리게 된다. 한쪽을 계속 반복해 친다면 다른 쪽의 진폭은 점점 커지게 된다. 그러나 다른 진동수를 가진 것을 놓을 경우 같은 실험에 소리굽쇠는 진동하지 않는다.







이 다리는 양쪽 교각에 연결한 케이블에 다리가 매달려 있는 현수교로서 특히 폭이 매우 좁고 길이는 매우 길었다. 또한 바람이 다리의 옆에서 불 때 마치 비행기 날개의 단면과 같았던 다리의 독특한 모양이 다리를 하늘로 뜨게 하였고 아래위로 진동하게 만들었다. 바람에 의해 생긴 진동은 곧 다리 자체가 지니고 있는 고유한 진동과 일치하여 다리를 더욱 크게 진동하게 만들었고 결국 다리는 진동을 견디지 못하고 파괴되었던 것이다. 이러한 현상을 건축물 구조학에서는 ‘공기역학적 공명 현상’이라고 부른다.







따라서 이 다리를 무너뜨린 것은 바람의 세기가 아니라 바람에 의해 발생된 진동이 다리의 진동수와 같았기 때문이었다. 이 사건을 계기로 샌프란시스코의 금문교를 비롯한 현수교에 대한 대대적인 보수 작업이 이루어져서 다리가 바람에 의한 진동에 부서지지 않도록 다시 보완되었다.