교좌장치(교량받침) 설명

교좌장치의 정의

교좌장치는 교량받침이라고도 부른다. 상부구조를 하부구조 위에 연결하는 장치다.

차량과 자중의 힘은 아래로 넘기고, 온도 변화에 따른 움직임은 막히지 않게 풀어 준다.

받침은 하중을 받는 부재이면서 움직임을 허용하는 부재다.

교좌장치의 기능

교좌장치의 기능은 크게 세 가지로 나뉜다.

첫째는 하중 전달이다. 연직력을 지지해 상부구조의 높이를 유지하고 수평력으로 위치를 확보한다.

둘째는 변위 수용이다. 온도 변화, 크리프, 건조수축으로 생기는 수평 변위와 회전을 흡수한다.

셋째는 진동 제어다. 감쇠, 분리, 진동제어로 지진력을 줄인다.

연직하중과 변위의 분리

교좌장치의 핵심 원리는 연직하중 지지와 변위 수용을 나눠 맡기는 것이다.

연직하중은 받침 본체가 지지한다. 설계 연직하중은 고정하중 반력과 활하중 반력의 합이다.

수평 이동과 회전은 활동면이나 탄성체의 변형으로 흡수해 2차 응력을 줄인다.

받침의 종류

받침은 이동과 회전을 허용하는 방식에 따라 나뉜다.

고정받침은 수평 변위를 막고 회전만 허용한다. 가동받침은 수평 이동을 허용한다.

탄성받침은 고무의 전단 변형으로 이동과 회전을 함께 흡수한다.

고정과 가동을 함께 배치해 수평력을 한 점에 모으고 신축은 나머지 지점에서 흡수한다.

설치와 점검

직전 문제의 정답은 고정받침이다.

받침 설치는 지압면 수평과 앵커 위치 확인부터 시작한다.

모르타르나 무수축 그라우트로 하부를 충전하고 소요 양생을 확보한다.

받침 중심과 설계 위치, 설치 방향을 확인하고 거더를 올린 뒤 변위를 측정한다.

배수 불량은 받침 부식의 주된 원인이므로 배수 상태를 정기 점검한다.

계산 예

예를 들어 콘크리트 거더 길이 40m, 온도 변화 30℃, 선팽창계수 1.0×10⁻⁵/℃를 가정한다.

신축량은 선팽창계수에 온도 변화량과 거더 길이를 곱해 구한다.

대입하면 0.012m, 즉 12mm다.

따라서 가동받침은 최소 12mm 이상의 이동을 허용해야 한다.

실제 설계에서는 크리프·건조수축 변위를 더하고 여유량을 둔다.

정리

정리하면 교좌장치는 하중을 전달하고 변위를 수용하며 진동을 줄이는 장치다.

고정받침은 수평 변위를 막고, 가동받침은 수평 이동을 허용한다.

설치 때는 지압면 수평과 중심 위치, 충전과 양생을 확인한다.