기술사 공부하는 자료 공유

Ⅰ. 개 요

1. 교량은 도로에 있어서 중요한 역활을 담당하며 특히, 우리나라는 험준한 지형에 하천이 산재되어 있어 도로건설에 따른 교량건설은 필수적이며 교량의 계획시는 도로의 선형을 우선적으로 고려하고, 구조물로서의 외부적 조건 즉, 길이, 지간, 형하공간 등이 적합하고

2. 주변경관의 조화 등을 고려하여 시공성 및 유지관리가 용이하도록 계획, 설계되어야 한다.

Ⅱ. 교량형식의 선정절차

Ⅲ. 교량 계획을 위한 조사

1. 예비조사

1) 자료조사

2) 현지답사

2. 본조사 : 예비조사에 의해 계획된 교량의 상세 설계를 위해 실시

1) 교량의 위치 선정시 고려 사항

① 하상 및 양안의 지질이 양호한 곳

② 하상 및 유수가 안정된 곳

③ 가급적 직교가 되도록하고, 과도한 사교나 곡선교가 요구되는 지점을 회피한다.

④ 주위경관과 조화가 가능한 곳

2) 하부구조 조사

① 지형조사 : 가교지점의 지형 및 상황파악

② 지반조사 : 지질조사, 토질조사, 지하수조사

③ 하천조사 : 이수상황조사, 하상조사

④ 시공조건조사 : 기상조사, 주변환경조사, 작업환경조사

3) 상부구조조사

① 지형조사 : 가교 위치, 교량길이, 경간분할 결정

② 교차도로조사 : 교량 연장, 경간장, 시공방법 판단

③ 하천조사 : HWL, LWL

④ 기상조건 : 온도변화, 풍하중, 지진하중의 결정

⑤ 교량의 첨가물 조사 : 상수관, 하수관, 전력, 통신관

⑥ 부식조사 : 기존 구조물 부식상태

⑦ 기타조사 : 재료, 시공, 신공법, 관련기준 등

Ⅳ. 설계하중 및 교량하부공간 결정

1. 하중의 종류

2. 활하중 : 자동차 하중 즉, 표준트럭하중(DB하중), 차로하중(DL하중), 보도등의 등분포 하중 및 궤도의 차량하중이다.

1) DB하중의 크기

2) DB 및 DL하중

3. 설계기준자동차 하중

4. 교량 하부공간

1) 하부 공간 결정시 고려 요소

① 교통의 종류와 하부 공간 이용 규모

② 하천의 제방높이

③ 계획 홍수량 및 Back Water

2) 하부공간 확보

① 하천횡단교량 : 계획제방고 이상, 계획 홍수량에 따른 적정 지간장 및 여유고 확보

② 도로, 철도횡단교량 : 도로철도의 폭원구성 및 시설한계 고려

③ 계획 홍수량 여유고

Ⅴ. 경간 분할

1. 미관상의 경간 분할

1) 연속교의 경우 중앙경간을 측경간 보다 크게

- 3경간시(3 : 5 : 3), 4경간시(3 : 4 : 4 : 3)

2) 교량 길이가 길고, 지형이 평탄한 경우 : 등경간

3) 접속교와의 연결은 연속적인 변화가 되도록

4) 중앙경간을 측경간 보다 크게하면 안정감이 있다.

- 황금분할의 경우(1 : 1.618)

2. 치수상의 경간 분할

1) 유속 및 하상이 급변하는 곳에 교각설치 회피

2) 저수로 지역은 경간을 크게 분할

3) 교각 설치로 인한 수위 상승 및 배수 검토

4) 하천 협소부 교각 본수 축소

5) 유로가 일정치 않은 경우 장경간

6) 동일하천에 교량 평행시 동일 경간 분할 및 하나씩 건너뛰는 형식

7) 유목, 유빙이 많은 하천 -> 교각 본수 감소

3. 경제상 경간 분할

1) 단위 길이당 공사비는 상부구조 공사비가 하부구조와 같거나 약간 클 때 최적

2) 기초지반 불량시 장경간, 양호시 단경간이 유리

Ⅵ. 교량 형식 결정

1. 상부구조 형식결정

1) 교량 형태

① 종단 경사는 인접도로와 연속되게 쳐저보이지 않도록

② 노면과 상부구조는 조화되게 계획, 설계

③ 경간장(L)과 상부구조 높이(H)의 비율 검토

④ 통과높이(H)와 상부구조 높이(h)의 비율 검토

⑤ 교각은 경간장(L)과의 비율을 고려 검토

2) 주행성을 위해서는 연속교가 유리

3) 산간지방에서는 단순한 구조형식으로 상로교가 좋으며

4) 유적지는 석조arch 등이 좋다.

5) 지반이 양호한 지역은 arch나 rahmen교

6) 유지관리면에서 강교보다 Concrete교가 유리

2. 하부구조 형식 결정

1) 하부구조 형식은 상부구조 형식의 특징, 상부공의 가설공법 등 상부구조 계획과 서로 연관시켜 구조적 안전성, 경제성, 교량 입지조건에 따른 시공의 안전성 및 간편성, 교량미관의 유지관리 측면등을 고려하여 하부구조구체

2) 기초 형식 결정시 중점 고려사항

① 하천변 지반 여건을 고려하여 선정

② 수상구간으로서 시공성이 용이하도록 선정

③ 구조적인 안전성을 확보할 수 있도록 함

④ 연속교로서 지진시, 온도변화에 의한 수평력 저항을 고려하여 선정

⑤ 세굴등의 영향을 고려하여 공법을 선택

⑥ 유수방향을 고려하여 유수저항계수가 작은 단면으로 선택

Ⅷ. 결 론

1. 도로의 노선 선정시 교량의 계획 및 설계를 고려하여 유리한 선형을 결정하고,

2. 교량의 계획시에 지반조사 및 가교조사등을 철저하게 실시하여 교량 상하부 구조형식을 결정하는 것이 가장 경제적이다.

3. 교량의 설계시 구조적 안전성, 경제성, 시공성 및 제반여건을 고려하여 교량의 지간, 교각의 위치와 방향, 하부공간의 확보등을 검토하여야 한다.

[노상]

포장아래 두께 1m 이내의 균일한 흙의 부분을 말하고, 포장부에서 전달되는 교통하중을 지지하는 역할을 갖는 부분

[노체]

도로의 구조상 흙쌓기 단면을 구분할 때 노상의 아랫부분으로 원지반까지의 흙쌓기부

[상부노상]

도로포장시 하부 보조기층 아래 1m 높이 부분인 노상중 노상 마무리면에서 40cm 깊이까지의 부분

[상부노체]

도로포장시 노상밑에서 원지반까지인 노체에서 노체마무리면1m 깊이까지의 포장층

[단층]

지각 변동에 의한 생성된 지층이 어긋난 것

[리퍼빌리티(Rippability)]

토공 굴착시 그 기계가 어떤 암질을 어느 정도 팔 수 있는가의 능력을 나타내는 단위

[보강토공법]

입상토에 보강토를 채워 흙과 보강재로 된 집합체를 조성하는 공법

[사운딩(Sounding)]

시추봉의 끝에 장착된 저항체의 관입ㆍ회전 또는 인발등의 저항을 측정하여 지반의 굳기, 상대밀도등을 현장에서 조사하는 것

[강우강도]

일정기간동안 내린 강우량을 단위시간당 강우량의 깊이로 표시한 것

[관수로]

수로단면에 물이 가득찬 상태로 자유수면이 없이 압력차에 의하여 흐르는 수로

[개수로]

자유수면을 갖고 중력방향으로 흐르는 수로

[다이크(Dike)]

빗물등이 노견으로 흘러 비탈면이 유실되는 것을 방지하지 위해 아스팔트나 콘크리트 등으로 물막이 시설을 한 것

[노상배수]

도로구조에 있어 지하수위를 낮추어 노상 또는 보조기층 및 기층과 표층에 이르기까지 양호한 상태를 유지하기 위한 지하배수

[맹암거]

흙속에 일정간격 구멍을 뚫어 놓아 배수시키는 형태로 장시간 배수를 원할시에는 그 속에 유공관 매설

Ⅰ. 개 요

1. 정부의 꾸준한 햇볕정책과 최근의 베를린 선언 및 남북정상회담을 계기로 남북한 교통인프라 구축이 다시 본격적으로 제기되고 있으며, 이를 위한 구체적 방안마련이 시급한 실정이다.

2. 현재 남북간에는 여러 개의 단절된 도로망과 철도망이 존재하고 있는데, 도로의 경우는 이들 단절된 노선 뿐만 아니라, 남북 7개축의 국가간선도로망도 계획되어 있어 이들의 효율적인 연결이 궁극적으로 남북한 도로망 통합과 남북교류 활성화의 기초가 될 전망이다.

Ⅱ. 13개의 단절된 도로망과 남한의 남북 7개 국가간선도로망 연결의 필요성

1. 남한에서도 아직 접경지역까지는 도로건설이 이루어지지 않았지만, 7개의 노선이 접경지역까지 계획되고 있다.

2. 제1축은 강화도-해주, 제2축은 경부고속도로-개성, 제3축은 중부고속도로-연천-장풍, 제4축은 중부내률고속도로-철원-평강(철원), 제5축은 중앙고속도로-화천-김화, 제6축은 태백산 줄기로 영월-금강, 그리고 제7축은 동해고속도로로서 간성-고성 축이다.

3. 이 노선들이 향후 남북한 간선도로망의 골격을 형성할 도로로서 북한지역까지 연장되어 연결되어야 한다.

Ⅲ. 단절도로의 연결을 통한 종합도로망 확충

1. 한반도의 종합도로망은 일차적으로 남북간의 단절된 도로 연결과 남한의 국가간선도로망의 북한지역 연장 확충, 그리고 다시 이들 간선축의 중국대륙과의 연결에 의해 완성될 수 있다.

2. 통합도로망 구축을 위한 기조

1) 다양한 남북 연결도로를 확보하여 교통량의 분산을 유도한다.

2) 국도 및 지방도 등 단절된 도로의 연결을 통하여 접경지역의 연계를 도모

3) 공단 및 산업시설의 생산성 향상을 지원할 수 있는 도로망을 우선적으로 연결

4) 남한의 도로등급이나 기능을 북한쪽에도 연장ㆍ적용하여 노선의 연속성을 유지하도록 한다.

5) 재원과 시간의 낭비를 방지하기 위하여 기존 시설을 최대한 이용하는 것을 원칙

6) 북한의 대외 개방 정도를 고려하여 우선 순위를 고려하는 등 종합적인 교통체계를 고려

7) 서울-신의주(남북 2축), 동해안 노선(남북 7축)은 아시아 하이웨이와 연결되어 동북아 및 유라시아 대륙과 통합도로망을 구축

3. 남북한 접경지역의 도로시설 현황

Ⅳ. 남북한 도로망 구축방안

1. 통일한반도의 대국토개발축을 고려한 도로망 확충

1) 남한과 북한 도로체계의 통합은 우선 해안선을 따라 남한의 서해안고속도로, 남해고속도로(광양-부산), 목포-광양, 동해안선(부산-고성), 그리고 북한의 개성-평양, 남포-신의주, 고성-원산-회령 노선이 연결되어 통일한반도의 ‘U'자형 해안축이 형성되고, 이를 보완하기 위한 내륙축에 의해 완성

2) 남북한 간선도로망의 통합은 북한지역 동서연결노선의 확충과 남한의 남북방향 도로망의 북한지역 연장에 의해 격자형을 취하게 될 것으로 전망

3) 통일 국토의 도로망은 제4차 국토종합계획에서 표방하고 있는 ‘개방형 통합국토축의 구성’과 맥을 같이하게 된다.

4) 개방형 통합국토축은 앞서 언급한 U자형 해안고속도로와 동서연결고속도로에 의해 구체화 될 것이다.

2. 남북한 단절된 도로망의 우선 연결

1) 남북접경지역의 13개 도로 중에서 전통적으로 뿐만 아니라 현재에도 중요한 도로로 국도 6개 노선을 들 수 있다.

2) 이중에서도 국도 1-3-5-6호선은 접경지역의 남북방향 교통흐름에 중요한 역할을 하고 있으며, 향후에도 중요한 기능을 하게 될 전망이다.

3) 사업의 우선 순위는 종합도로망과 남북한 주요 연결축을 감안할 때 국도 ‘1호선→3호선→7호선→5호선→31호선→43호선’의 순서가 타당하다.

4) 국도 1호선의 경우 그 대안으로 자유로를 북한과의 연결노선을 적극 활용하기 위하여 국도로 승격하고, 노선을 연장하여 간선축으로 기능할 수 있는 방안을 마련해야 한다.

3. 우선개발지역 배후도로망 확충

1) 대표적인 투자 지역으로는 남포 주변과 원산ㆍ함흥 주변 등을 들 수 있으며, 향후 나진ㆍ선봉, 신의주, 해주등이 부상할 전망이다.

2) 투자지역의 배후수송망은 우리 기업의 수익성 향상 및 수송비 절감과 함께 북한지역의 인프라 개선이라는 일석이조의 장점을 가지고 있다.

3) 대표적인 노선으로는 나진ㆍ선봉배후도로로 나진-도문 고속화도로, 신의주배후도로로서 신의주-단동 및 신의주-안주간 고속도로, 그리고 해주-개성간의 고속화도로 등을 들 수 있으며, 이들은 향후 남북 통합도로망의 간선기능을 수반하게 될 것이다.

4. 남한의 ‘7 ×9’ 와 북한 간선도로의 연결방안

1) 남북 4축, 남북 5축의 일부 구간(자강도, 양강도 지역)과 남북 6축이 지형과 수요문제로 고속도로보다는 고규격국도 수준으로 확충되어야 할 것이다.

2) 남한의 남북 1축인 서해안선은 북한의 해주-남포-신의주를 거쳐 고속도로로서 중국까지 연결이 가능하다.

3) 남한의 남북 2축인 경부고속도로는 북한의 개성에서 연결되고, 고속도로로 평양까지 연장되어 한반도의 가장 중요한 중심축을 형성하게 될 것이다.

4) 남한의 남북 3축(중부고속도로)과 남북 4축(중부내륙고속도로)은 도로간격 등을 감안할 때, 북한에서 하나의 축으로 통합되어 북철원-강동-희천-강계-만포까지 고속도로로 연결될 수 있다.

5) 남한의 남북 5축인 중앙고속도로는 북한에서 고규격 국도 수준으로 연결될 수 있다.

6) 남한의 남북 6축은 백두대간을 따라 계획된 노선이기 때문에 고속화도로는 불가능한 상태이며, 고규격 국도급도로로서 북한측에서의 연결이 필요하다.

7) 남한의 남북 7축은 북한의 동해안을 따라 고속도로로서 연결이 필요하며, 향후 러시아와 연결되는 주요 노선 역할을 할 것이다.

Ⅴ. 기대효과

1. 남북도로망의 통합에 의해 나타나는 가장 중요한 효과로 수송시 절감

1) 해운과 도로를 이용하는 경우(7만5,673원/TEU)보다 총수송비가 약 47% 수준이며

2) 서울-단동구간은 57.2% 수준으로 나타나 수송비용의 절감효과가 매우 높을 것으로 나타난다.

2. 남북교류 및 남북통일의 분위기 성숙

3. 북한의 경제 회생 및 남북경제 통합의 가속

4. 남북한의 대외경쟁력 강화 등에 일조

Ⅵ. 결론 및 향후 추진과제

지금까지 제시한 남북한 연결방안은 남북 왕래의 주통로 역할을 전국간선도로망 중 남북 7개축과 기존 국도망을 수용하는 원칙 아래에서 도출하였으며, 이들을 위해 다음과 같은 몇 가지 과제들이 함께 추진되어야 한다.

첫째, 남북한 도로망 연결을 효율적으로 추진하기 위해 기존 도로 주변의 시가화 억제와 도로 부지 확보가 필요하다. 앞서 언급한 바와 같이 남한지역의 주요 남북연결도로노선 주변의 시가화가 심각하여 노선 확장이나 신설이 어려워 이에 대한 대책 마련이 필요하다.

둘째, 각종 사업을 위한 재원조달방안 마련의 일환으로 나진ㆍ선봉, 신의주, 해주 등 특정사업 추진지역의 배후 도로망 확충에서는 이들 사업과 패키지로 민간과 함께 사업을 추진하고, 간선도로망의 확충은 정부가 주도적으로 추진하는 방안을 마련해야 한다. 또한 아시아 하이웨이 등 국제노선에 대해서는 국제적 공감대와 지원을 통해 함께 추진하는 방법도 모색해야 한다.

셋째, 신속한 도로망 확충을 위하여 북한내 우선개발지역과 접경지역을 특별지원지역으로 지정하고, 예산의 우선 배정, 도로부지 우선 확보, 추진기구 구성 및 인원 확보, 행정처리과정 및 민간의견 수렴과정의 단축 등 효율적인 사업추진을 위한 제도를 마련한 필요가 있다.

기술사 문제는 더 이상 출제가 되지 않으나, 참고자료로서 활용하시기 바랍니다. 

Ⅰ. 개 요

1. 전산에 의한 도로설계는 설계의 반복작업에 대한 신속성, 정확성, 경제성의 필요에 따라 개발

2. 전산 수법 개발 과정 : 계산(Calculation) →도면화(Drawing) →설계(Design) →모의기법(Simulation)

3. 국내에서 1960년 말 IBRD, ADB 차관사업시 외국기술단 도입, 현재 계산, 도면화 단계에 있으며 CAD System을 도입하여 설계 적용중에 있다.

4. 본문에서는 전산화 현황, 문제점과 발전동향에 대한 의견 기술

Ⅱ. 도로 전산설계의 현황과 목표

1. 발전 과정

1) 1960년대 후반 : IBRD, ADB 차관도로사업, 외국용역단, 교통, 경제분야 전산 이용

2) 1970년대 : 전산설계 필요성 인지, 대형 컴퓨터를 이용하여 전산 Software개발

국가 경제발전과 해외건설 참여도 PERT/CPM 공정관리 전산개발 촉진

3) 1980년대 : 인력공급 원활화, 국내 전산산업발달, 컴퓨터 보급 활발, Software개발 및 외국 Package 응용 적용

4) 현재 도로 설계용 프로그램 등장, CAD System을 도입하여 선형계산 토적계산, 도면제작, 수량산출, 단가산출등 수행

2. 현재 적용되고 있는 분야 및 Program

1) 교통분석 및 예측 : 장래 교통량 추정, 도로계획, 경제성분석등

TRANPLAN, HCM, NETSIM, LOTUS Package

2) 측량 좌표 계산 : 측량시 기계에 부착된 소형 P.C로 좌표 직접 입력 광파측량기기와 함께 사용

3) 선형설계 : 평면, 종단, 기존도로 선형도출, Linear Regression Simulation

4) 토공설계 : 토적표, Mass Curve

5) 수리계산 : DRAIN, CHANNEL

6) 구조계산 : SLAB, SAP V, KISTRAS, SAP 90

7) 터널설계 : NATMFEM

8) 포장구조해석 및 유지관리 계획 : PCAPAN, DAMA, AASHTO, ELSTM, VESYS, MOM-3, ELISE

9) 적 산 : 단가산출, 내역서 작성

10) CAD/CAM 이용한 종ㆍ횡단도 및 각종 도면작업

3. 도로전산의 장차목표

1) 전 설계과정 일괄처리 : Total System(Package)

2) 전문가 시스템(Expert System) 및 최적설계(Optimigration) 기법 도입

3) Data Base화 전산처리 개발

4) Simulation 및 Perspective(투시도 기법)화

5) 유지관리 시스템(PMMS등) 구축

Ⅲ. 도로 전산설계의 문제점

1. 각 공종 세분화, 표준도면, 수량, 공종, 견적 등의 표준화 미흡

2. 체계적 개발 안됨 : 단면적 개발-개인적 모방-반복유사

3. 입력 자료 부족 : 견적 등에 대한 기초자료 보관 축적 미비

4. 기업 영세성 : 전산투자기회

5. 발주처 전산 인식부족 : 전산설계 검토, 시공중 설계 변경 대처 미비

6. 국가 정책적 지원 미흡

7. 전산의 공인성 : Program의 특허 인정

Ⅳ. 전산화 방향 제시

1. 전산화의 사회적 기반조성 : 용역사, 발주처, 적극적 개발자세

2. 설계 표준화 작업 : 표준도 수량, 견적

3. 체계적 계획과 지속적 투자

4. 설계와 시공현장간의 전산망 구축 : 일관된 Total System 구축

5. CAD System 활용 : 도면작업 및 3차원 해석위한 Simulation

6. Expert System(AI) 개발 활용

7. AI 개념 도입된 Engineering Work Station 구축

8. 지리 정보 시스템 (Geographic Information System) 도입 활용

9. 원격 탐사 (Remote Sensing) 활용

10. Data Base Management System 구축

Ⅴ. 결론

1. 국가 경쟁력 제고 위해 전산개발 필연적 과제

2. 종합적 설계를 위한 Hardware, Software개발, 인력 관리 철저

3. 국가적 차원에서 전산화 유도 및 관리

4. 기업의 과감한 투자 절실

5. 각 기업체 상호간 활발한 정보교류 필요

6. 점진적으로 발전하고 있으나 도로 설계 분야의 전산화가 낙후되어 있음은 확실하며 업계, 관계, 학계, 연구기관 모두 함께 노력 집중 투자 이루어 져야 함