엑스트라도즈교·사장교 비교

정의와 핵심

엑스트라도즈교는 주탑이 낮은 케이블 지지형 교량이다.

케이블은 거더의 긴장 역할을 보조하는 외부 긴장재로 다룬다.

사장교와 외형은 비슷하지만 하중을 누가 받느냐가 다르다.

하중을 누가 받는가

사장교는 케이블이 연직하중을 대부분 받는다.

엑스트라도즈교는 거더가 주 하중을 받고 케이블은 보조 역할을 한다.

주탑 높이는 엑스트라도즈교가 낮다.

케이블 배치도 다르다. 엑스트라도즈교는 완만한 경사로 거더 위에 놓인다.

케이블이 나누는 힘

케이블 장력을 T, 경사각을 θ라 하자.

수평분력은 T cos θ, 연직분력은 T sin θ다.

경사각이 작을수록 같은 장력에서 수평분력이 커져 거더 압축 효과가 커진다.

케이블 부담률 η는 케이블 연직분력의 합을 활하중 합으로 나눈 값이다.

예시 계산

주경간 200 m인 가상의 교량을 생각한다.

활하중 1000 kN 중 케이블이 η만큼 부담하면 케이블 몫은 ηP다.

나머지 P - ηP는 거더가 부담한다.

사장교는 케이블이 주로 부담하므로 엑스트라도즈교와 하중 분담 방식이 다르다.

헷갈리는 점

가장 흔한 실수는 엑스트라도즈교를 주탑이 낮은 사장교로만 설명하는 것이다.

답안에는 케이블 부담, 거더 강성, 주탑 높이를 함께 써야 한다.

경간 범위와 부담률은 자료마다 달라 정량값을 단정하지 않는 것이 안전하다.

진동 특성은 케이블 부담이 작아지는 결과로 설명하고, 원인과 결과를 뒤집지 않는다.

정리

정리하면 엑스트라도즈교는 거더가 주 하중을 받고, 사장교는 케이블이 주로 받는다.

시험에서는 사장교와 비교하는 형식으로 반복해서 출제된다.

케이블 부담 비율, 거더 강성, 주탑 높이비를 키워드로 기억하자.