아치교 구조형식

아치교의 정의

아치교는 곡선형 아치 리브가 주로 축압축력으로 하중을 버티는 교량이다.

양단 지점에 수평반력이 생기며, 이것이 아치의 핵심 거동이다.

아치리브, 수평반력, 라이즈비, 아치효과를 핵심 키워드로 잡아 두자.

아치효과와 단순보 비교

단순보는 지점에 수직 반력만 생기고 휨모멘트가 우세하다.

아치는 지점에 수평 반력이 더해져 휨모멘트를 줄이고 축력이 우세해진다.

포물선 아치의 수평반력은 H=wL²/8f로 구한다. 라이즈 f가 클수록 H가 작아진다.

그래서 같은 하중에서 아치는 단면을 작게 할 수 있다.

노면 위치에 따른 분류

아치교는 노면이 아치에 대해 어느 위치에 있는지로 나뉜다.

노면이 아치 위에 있으면 상로교, 중간이면 중로교, 아래면 하로교다.

우리나라 중소교량의 90% 이상은 상로교에 속한다.

한강대교는 하로 아치교, 방화대교는 중로 아치교의 대표 예다.

수평력 처리 방식

아치교의 핵심은 수평반력을 누가 받느냐다. 이에 따라 형식이 나뉜다.

기초가 수평력을 받으면 일반 아치교, 양단을 타이로 이으면 타이드 아치교다.

타이드 아치교는 인장 타이가 수평력을 받으므로 연약지반에 적합하다.

세부 형식

앞 문제의 정답은 타이드 아치교다. 타이가 인장력으로 수평력을 받는다.

닐센계 아치교는 경사 행어를 와렌 트러스형으로 배치하고 강성을 높인다.

로제 아치는 아치리브와 보강형 거더의 휨강성으로 지지된다.

네트워크 아치는 행어가 수평축에서 여러 번 교차하는 형식이다.

시험에서 자주 틀리는 점

시험에서 자주 틀리는 것은 두 분류 축을 섞는 것이다.

노면 위치는 상로·중로·하로, 수평력 처리는 기초 지지형과 타이드로 나눈다.

라이즈비는 설계 조건에 따라 정하며 라이즈가 클수록 수평분력이 줄어든다.

바람의 영향을 줄이려면 라이즈비를 작게 하는 편이 좋다.

정리

오늘 본 아치교 형식을 네 가지 핵심으로 정리한다.

아치효과와 노면 위치, 수평력 처리 기준을 기억하자.

이 세 가지를 구분하면 형식 비교 문항에 답할 수 있다.