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1. 개요

도로 계획에 있어 교량의 계획은 인간이 지형 극복을 위한 필수적인 부분으로서 교량 계획시는 기능성,조형미,경제성등을 복합적으로 검토하여 최적 형식을 결정하여야 한다.

교량 상부 형식을 분류하면 크게 철근 콘크리트 교량과 강교로 구분 할수 있으며 지간별 적용 가능한 형식을 살펴 보면 다음과 같다.

2. 상부 형식 분류

1) 철근 콘크리트 교

① 소지간 교량 - 슬래브교 : 15M 이하

- 중공 슬래브교 : 15 - 20M

- 라멘교 : 15M이하

- T형교 : 12 - 24M

② 중지간 교량 - P.C 슬래브교 : 15 - 25M

- P.C BEAM교 : 20 - 50M

- P.C BOX교 : 30 - 60M

- PRE-FLEX교 : 30 - 40M

③ 장지간 교량 - 콘크리트 사장교

- 콘크리트 아치교 : 90 - 130M

2) 강교

- 강교

- 트러스교 : 단순트러스교(60 - 100M),연속트러스교(70 - 300M)

- 아치교 : 70 - 350M

- 라멘교

- 사장교 : 150 - 400M

- 현수교 : 300 -450 M

3. 특징

1) 철근 콘크리트교

- 작은 곡선에 적용 불리

- 가설 공법 다양(ILM,FCM,MSM,PSM 등)

2) 강교

- PC교에 비해 사하중이 적다

- 곡선교 등 적용 범위 넓다

- 유지관리(도장,진동,소음)면에서 불리

- 기초 지반 불량한 곳에서 R.C보다 유리

- 사하중 적어 고교각에 유리

4. 주요 교량 형식 일반 현황

1) P.C BEAM 교

- 원래 상부가 압축,하부가 인장 상태이나 PRE STRESS를 주어 하부를 압축 시

킨다.

- 단면 두께를 줄일수 있다.

- 가격이 저렴하여 가장 많이 이용한다.

2) PRE-FLEX BEAM교

① 순서

- 미리 구부린 고강도 STEEL BEAM에 하중을 재하하고

- 인장부 플랜지에 콘크리트 타설

- 하중 제거(콘크리트에 압축응력 작용)

- 현장 설치후 슬래브 타설

② 특징

- 형고를 줄일수 있어 건축한계 확보 필요한 곳 적용(단면 두께 감소)

- 미관이 양호

- STEEL BEAM과 콘크리트의 접착에 주의

3) P.C BOX교

- 형고/지간 비를 상대적으로 낮추어 중량(사하중) 경감

- 미관 양호하나 비싸다

- 엄격한 품질 관리가 필요

5. PC장대교 가설 공법

1) F.C.M : Dywidag 공법, P ＆ Z공법

2) I.L.M 공법(압출공법)

3) M.S.S 공법(이동식 비계 공법)

Ⅰ. 개 요

1. 도로교에 일반적으로 많이 사용되는 교량의 상부구조 형식에 대한분류

- 철근 콘크리트교 : SLAB교, T형교

- PC 교 : I형교, 박스거더교

- 강 교 : I형교, 박스거더교, 트러스교, 아치교, 현수교, 사장교

2. 지지조건에 따른 분류 : 단순교, 연속교, Gerber교

Ⅱ. 상부형식에 따른 분류

1. SLAB 교

가. 교량형식중 보의 높이가 가장 낮아 형하공간의 영향을 받는 곳에 적합

나. 자중이 무거워 단지간에 적용

다. 자중의 문제점을 해결한 유공 SIAB가 PC 또는 RC에서 많이 사용

라. 유공 SLAB는 단면이 Slender하고 경간장 20M까지 적용가능

2. RC T형교

가. 바닥편과 철근콘크리트보를 일체로 타설하여 합성으로 작용시키는 형식

나. 단순교일경우 경간 10-25M, 연속교의경우 20-30M 적용

다. 시공복잡하고 공사비 많이 소요

라. 과거에는 많이 사용하였으나 PC교의 출현으로 최근에는 잘 사용치 않음

3. PC I형교

가. PC로서 I형 거더를 설치하여 만든 형식

나. 형하고가 비교적 높고 경간장이 20-40M에 적용

다. 구조적으로 횡방향강성이 작으나 비교적 가벼워 가설이 용이

라. 주형 및 바닥판 시공시 동바리 없이 경제적이고 공기도 비교적 짧아 시공성 우수

마. 형하공간 제한받는 곳에 부적합

4. Plate Girder교(강 I형교)

가. 강교에서 합성거더로 많이 사용

나. 인장력에 강한 강재 + 압축력에 강한 콘크리트를 결합 이상화 시킨것

다. 가설이 쉽고 단면을 줄일수 있음

라. 부재가 얇고 가벼우므로 좌굴에 유의하여야 함.

마. 단면이 구조상 단순하여 응력상태가 복잡하지 않으며 유지관리가 용이

5. Box Girder

가. 휨강성과 비틀림강성이 크므로 장경간의 교량에 적합

나. 폐합단면으로 미관 우수

다. 최근 콘크리트 Box Girder가 많이 사용됨

라. 적용지간 : ILM 20-60m, MSS 30-60m, FCM 60-250m, PC Segment 40-100m

6. Arch 교

가. 외관이 우아하고 아름답다

나. 최적설계시 재료량을 줄일 수 있어 경제적이다

다. 수평반력이 작용되므로 기초지반이 양호한 곳이 가설

라. 도로교에서는 양단을 강결한 Tied Arch를 많이 사용

7. Rahmen 교

가. 양단을 강결한 부정정 교량

나. 단순미

다. 수평반력때문에 기초지반이 좋은 곳에 가설 바람직

라. 우각부의 집중응력에 유의해야 함.

8. 사장교(Cable Staged Bridge)

가. 주탑에서 늘어뜨린 Cable에 의해 인장지지되는 교량

나. 외관이 아릅답고 경간장 400m까지 적용 가능

다. 내풍 안전성에 유의

라. Cable의 형상에 따라 방사형, Half형(평형형), Fan형이 있음

9. 현수교

가. 바닥틀을 Hanger와 Anchor Block을 통해 Tower에서 지지하는 교량형식

나. 횡하중에 의한 모멘트에 약하므로 보강형 Truss를 사용하여 변형과 진동 방지

다. 외형이 수려하며 형하공간이 충분한 장점

라. 경간장이 40m 이상인 경우 사장교 형식보다 경제적

10. Truss 교

가. 축방향 인장대와 압축재를 조합 휨에 저항하는 구조

나. 짧고 가벼운 부재의 조합으로 구조해석이 간편

다. 연속교, Gerber교로 할 수 있다

라. 설계시는 전체의 좌굴 및 진동에 유의

Ⅲ. 지지방식에 따른 분류

1. 단순교

가. 장 점

1) 제작시공시 변형에 대한 영향이 적다

2) 단순보의 형식

3) 응력분포가 간단하며 설계가 쉽다

4) 구조역학상 부등침하에 유리

나. 단 점

1) 연속교에 비해 Girder높이가 커진다

2) 각경간의 이음부마다 신축장치가 필요

3) 사용성이 낮고 보수가 많다

4) 한 교각에 두개의 받침을 설치해야 한다.

2. 연속교

가. 장 점

1) 단면이나 Girder높이가 작아 경제적이다

2) 중간에 받침이 하나로 교각폭을 줄일 수 있다

3) 연속구조로 지진시 낙교가 작다

4) 신축장치가 적어 주행성 및 유지보수가 유리

나. 단 점

1) 중앙지점에 부모멘트에 대하여 보강해야 함

2) 지진시 교축방향에 대한 고정슈의 응력검토 필요

3) 지진이나 부등침하시 큰 응력 발생

4) 기설이나 시공시 정확하지 않으면 Girder에 불리하게 작용

3. Gerber교

가. 장 점

1) 휨 모멘트는 연속구조와 유사하게 작용하여 단순교에 비하여 경제적

2) 부등침하의 영향이 적다

나. 단 점

1) 진동이 크다

2) 힌지점에 구조적 약점

Ⅳ. 결 론

1. 강교보다 콘크리트교가 유지관리상 바람직

2. 경제성에 너무 치우치지 말고 미관을 고려한 형식선정 필요

3. 현수교, 사장교 늘어날 전망

4. 주행의 쾌적성을 고려하여 연속교나 라멘형식 검토.