사장교 측경간 부반력

부반력의 정의

사장교 측경간 부반력은 주경간 편재 활하중 때문에 측경간 지점이 들리려는 상향 반력이다.

지점 반력이 아래로 누르는 방향에서 위로 당기는 방향으로 바뀌면 부반력이 생긴다.

이 현상을 놓치면 측경간 받침이 들리거나 교각 상부에 인장이 생겨 균열과 받침 파손이 생길 수 있다.

구조와 힘의 흐름

주탑과 케이블이 주경간과 측경간을 함께 지지하는 사장교 구조다.

주경간에 차량이 몰리면 케이블이 측경간 상판을 위로 끌어당기는 힘을 준다.

측경간 자중이 이 끌어당김을 이기지 못하면 측경간 받침에 상향 반력이 생긴다.

이 힘의 균형은 주탑을 기준으로 한 모멘트 평형으로 판정한다.

계산 예제

가상의 예로 측경간 끝 지점 반력을 계산해 본다. 단위는 kN이고 하향을 양으로 둔다.

고정하중의 하향 반력에 케이블의 상향 반력과 활하중 항을 더하면 지점 반력이 나온다.

R은 -1,500 kN으로 음수이므로 상향 반력이 우세하다.

부반력의 크기는 1,500 kN이며, 이 값으로 대책 규모를 가늠한다.

대책과 헷갈리는 점

부반력 대책은 측경간 중량 추가, 측경간 끝 앵커, 경간비 조정으로 나뉜다.

대책은 부반력의 원인을 없애는지, 결과에 저항하는지로 구분한다.

대책을 나열만 하지 말고, 대책마다 효과 방향을 원리와 함께 써야 한다.

부반력을 교각이 들리는 현상으로만 쓰면 정의가 불충분하다.

정리

직전 문제의 답은 자중 저항이다. 중량 추가는 측경간 자중으로 버틴다.

정리하면 부반력은 측경간 지점 반력이 하향에서 상향으로 역전되는 현상이다.

원인과 계산 방법, 대책을 함께 쓰면 답안의 뼈대가 완성된다.

시험에서는 편재 재하와 시공 단계를 빠뜨리지 않아야 한다.