일체식·반일체식 교대

일체식 교대의 정의

일체식 교대는 신축이음 없이 상부구조와 교대를 하나로 묶은 교대 형식이다.

이음을 없애면 누수 경로가 사라지고 유지관리 부담도 줄어든다.

그 대신 교대와 말뚝이 휘면서 온도에 따른 상판의 신축을 받아낸다.

온도 변위가 흡수되는 원리

온도가 오르면 거더가 늘어나 교대를 배면 쪽으로 밀어낸다.

온도가 내리면 교대는 전면 쪽으로 복귀하며, 배면 토압이 반복된다.

말뚝 머리는 회전하고 수평 변위를 받으므로 말뚝은 휨과 변위를 검토한다.

배면 뒤채움은 반복 압축으로 다져져 강성이 커지며, 이를 래칭이라 한다.

배면 토압과 온도 이동량

배면 토압은 정지토압 식으로 개략 산정한다.

P0는 단위 폭당 토압, K0는 정지토압계수, γ는 흙의 단위중량, H는 교대 높이다.

예로 교량 길이 60m, 열팽창계수 1.0×10⁻⁵/℃, 온도 변화 30℃를 대입한다.

이동량은 0.018m, 즉 18mm가 나온다. 실제 교대는 배면 흙 저항 때문에 이보다 작아진다.

그러므로 이 값은 출발점으로 보고 현장 조건에 맞춰 보정한다.

일체식과 반일체식 비교

일체식과 반일체식은 상부와 교대를 잇는 방식이 다르다.

일체식은 강결 또는 일체 접합이라 휨모멘트와 전단력, 축력까지 전달한다.

반일체식은 받침을 두어 수직력 위주로 전달하고, 신축은 받침의 수평 이동으로 흡수한다.

완전 일체식은 응력이 교대와 기초에 크고, 반일체식은 받침 유지관리가 필요하다.

적용성과 한계

일체식 교대의 장점은 신축이음과 받침을 없애 유지관리 부담을 줄이는 것이다.

한계는 온도 변화에 따른 교대 이동과 뒤채움 래칭으로 인한 강성 증가다.

교대 이동량은 흙과 상부 강성, 다짐도에 따라 달라지며 적용성은 교량 길이·지반·온도 범위로 판단한다.

정리

앞의 문제 정답은 일체식 교대다. 강결로 연결해 신축이음을 두지 않는 형식이다.

반일체식 교대는 교좌장치로 상부 이동을 흡수한다.

구조형식, 온도 이동, 배면 토압, 적용 조건을 빠짐없이 쓰면 된다.