교량 상부구조 하중 횡분배

한 줄 정의

횡분배는 차량하중을 여러 주형에 나누어 전달하는 현상이다.

바닥판과 횡연결재가 주형들을 묶어, 재하된 주형 하나만 힘을 받지 않게 한다.

주형 하나가 받는 차량하중의 크기를 정하므로 설계 계산의 출발점이다.

힘의 흐름

바퀴하중은 먼저 바닥판에 국부 휨을 만든다.

바닥판은 하중을 넓게 퍼뜨려 주형에 넘기고, 가로보는 주형 사이의 변위를 줄인다.

주형이 전달한 반력은 받침을 거쳐 하부구조가 받는다.

분배를 좌우하는 요인

횡분배의 크기는 여러 요인이 함께 정한다.

바닥판이 두껍고 횡연결재가 촘촘하고 강할수록 하중이 고르게 나뉜다.

주형 간격이 넓을수록 바퀴하중 한 점이 받는 몫이 커진다.

Courbon 식 계산 예제

앞 문제의 정답은 작아진다. 간격이 좁으면 바퀴하중 한 점의 몫이 줄어든다.

가상의 예로 주형 4개, 간격 2.4m인 단순지지 교량을 계산한다.

차로 중심이 1번 주형 위에 있고 편심은 2.4m이다. 주형 강성은 모두 같다고 가정한다.

1번 주형의 분배 하중은 55kN이다.

모든 주형 하중의 합은 100kN이 되어 평형이 맞는다.

실제 설계에서는 차로 계수와 충격 계수를 곱해 최종 설계 하중을 정한다.

해석 방법 비교

횡분배 해석은 단순 분배, 강성 횡분배, 격자 해석, 유한요소 해석으로 나뉜다.

단순 방식은 가장 빠르지만 횡보 효과를 무시해 과소·과대 설계가 생길 수 있다.

곡선교·사교처럼 간이식 적용 범위를 벗어나면 격자 해석으로 검토한다.

헷갈리는 점과 시험 포인트

앞 문제의 정답은 격자 해석이다.

답안에서 자주 틀리는 지점을 정리한다.

횡분배를 단순한 하중 전달로 쓰면 주형 간 분배의 개념이 흐려진다.

분배계수를 구할 때는 차로 재하 위치와 다차로 재하 계수를 빠뜨리지 않는다.

곡선교와 사교는 간이식 적용을 제한하고 격자 해석으로 검토한다.

정리

마지막으로 핵심을 정리한다.

횡분배는 바닥판이 받은 활하중을 주형에 나누어 전달하는 현상이다.

해석 방법은 간이식, 격자 해석, 유한요소 해석으로 나누고, 적용 조건을 먼저 확인한다.