교량형식 선정

한 줄 정의

교량형식 선정은 소요 경간장, 하부 여건, 시공성과 경제성을 종합해 상부와 하부 구조 형식을 정하는 설계 과정이다.

쉽게 말하면 다리를 어떤 모양과 재료로, 몇 m 간격으로 받칠지 정하는 일이다.

형식이 정해지면 상부, 하부 구조와 시공법, 공사비가 함께 정해지므로 실무에서 가장 영향이 큰 판단이다.

구조와 하중 전달

구조는 상판, 주거더, 교좌장치, 교각과 교대, 기초 순서로 하중을 아래로 전달한다.

상판은 차량 하중을 받아 주거더로 넘기고, 주거더는 휨 모멘트를 지지한다.

교좌장치는 온도와 지진에 의한 움직임을 허용하고, 교각과 교대는 하중을 수직으로 받는다.

기초와 말뚝은 하중을 지반이나 암반에 전달한다.

경간장에 따른 형식

교량형식은 경간 범위에 따라 거더교, 아치교, 사장교, 현수교 등으로 나뉜다.

거더교는 대략 30~60m 경간에서 일반 도로에 쓰이고 경제성이 우수하다.

사장교는 대략 200m 이상, 현수교는 대략 500m 이상의 장경간에 쓰인다.

사장교와 현수교는 경간을 키울 수 있지만 주탑과 케이블 비용이 크다.

계산 예제

가상의 예로, 국가하천을 횡단하는 고속도로에서 주운부 확보를 위해 100m 경간이 필요하다고 가정한다.

경간 100m는 거더교의 일반 한계를 넘으므로 아치교, 라멘교, 사장교를 후보로 둔다.

사장교 주탑 높이를 주경간의 약 1/4로 가정하면 H는 약 25m가 된다.

25m는 상식 범위 안이므로 사장교가 후보로 타당하다. 최종 형식은 구조 해석과 경제성 비교로 정한다.

시공법과 경제성

시공법은 교량형식과 함께 정해진다. 대표적으로 FCM, ILM, 동바리 공법이 있다.

FCM 공법은 평형 캔틸레버로 가설해 동바리가 필요 없고 장경간에 가능하다.

ILM 공법은 상부를 압출해 가설하며, 약 60m 안팎의 경간에 쓰인다.

경제성은 초기 공사비만 보지 않고 생애주기비용(LCC)으로 함께 비교한다.

헷갈리는 점과 정리

시험에서 가장 흔한 실수는 경간장과 지간을 혼동하는 것이다.

하천 내 교각은 최대 홍수위와 여유고를 고려하고, 세굴을 반영해 기초 깊이를 정해야 한다.

하천변 통과는 하천관리청과 협의하고, 습지 내부에는 교각을 가급적 세우지 않는다.

형식 선정은 경간, 하부 여건, 주운부 확보, 경제성 네 기준을 순서대로 적용한다.