곡선 강박스거더교

곡선 강박스거더교의 정의

곡선 강박스거더교는 곡선 평면의 강재 상자형 거더로 놓이는 교량이다.

폐단면이라 단면 둘레가 닫혀 있어 비틀림 저항이 크다.

곡선교에서는 휨과 비틀림을 함께 봐야 하므로 이 형식을 자주 검토한다.

편심 하중과 비틀림

차량 하중이 전단중심에서 e만큼 벗어나 작용하면 비틀림이 생긴다.

비틀림 모멘트 T는 하중 P에 편심 e를 곱한 값이다.

곡선을 달리는 차량에는 원심력 F가 더해지며, F는 m v^2 / R로 구한다.

곡률 반경이 작을수록 편심 비틀림과 원심력이 함께 커진다.

개략 계산 예시

앞서 물은 원심력은 R이 분모라 R이 작을수록 커진다.

개략적으로 원심력 비는 v^2 / (gR)로 나타낸다.

설계 조건에 맞는 속도 v와 곡선 반경 R을 식에 대입한다.

곡선 반경이 작을수록 원심 계수가 커져 외측 거더 하중이 증가한다.

이 값은 개략적인 증가 방향이며, 실제 설계는 기준 하중 조합을 쓴다.

단상자와 다상자 비교

단상자는 구조가 단순해 제작비가 적고, 비틀림 강성은 상대적으로 낮다.

곡률이 큰 곡선에서는 비틀림 하중이 지배하므로 검토 부담이 크다.

그래서 곡률이 큰 교량은 다상자 박스를 검토한다.

표의 값은 정성적 비교이며, 곡선 거더는 휨과 비틀림이 연성되어 거동한다.

전도와 부반력 대책

앞서 물은 곡률이 작은 곡선에 유리한 형식은 다상자다.

전도는 편심 하중을 검토하고 받침 간격을 넓히거나 고정 받침을 배치한다.

부반력은 상부 구조를 구속하고 온도와 포장 하중까지 검토한다.

정리하면 곡률, 지간, 받침, 단면 형상을 함께 계획해야 한다.