사장교와 현수교

사장교와 현수교 정의

사장교와 현수교는 기둥과 줄로 긴 경간을 떠받치는 장경간 교량이다.

차이는 줄이 어디에 걸리느냐에 있다. 사장교는 사재가 주탑에 걸리고, 현수교는 주케이블이 걸린다.

사장교는 주탑에 케이블을 직접 연결해 상판을 지지하고, 현수교는 행어로 상판을 매단다.

사장교 구조

사장교는 여러 개의 사재가 주탑에서 상판으로 비스듬히 내려와 상판을 떠받친다.

사재가 주탑에 직접 연결되므로 주탑이 상판의 수직 하중을 지면으로 전달한다.

주탑이 높을수록 케이블이 받는 하중이 작아져 같은 케이블 단면으로 경간을 늘릴 수 있다.

이 원리를 직접 적용해 보자.

현수교 구조

현수교는 두 개의 굵은 주케이블이 주탑 꼭대기를 넘어 양 끝 앵커리지에 고정된다.

상판은 주케이블에서 내려온 행어로 매달린다. 현수(縣垂)는 케이블이 아래로 늘어진다는 뜻이다.

주케이블은 등분포 하중을 받는 인장 부재로 작동하여 포물선 형상을 이룬다.

주케이블의 인장력은 앵커리지가 지반에 전달하므로 지반 조건에 민감하다.

사장교와 현수교 비교

두 교량은 케이블 배치, 주요 응력, 앵커리지, 적용 경간에서 차이가 난다.

사장교는 현수교보다 케이블 사용량이 적고 앵커리지가 필요 없어 경제성이 좋다.

현수교는 주케이블이 인장만 받고 주탑은 주로 압축을 받아 경간을 길게 잡을 수 있다.

사장교는 대·중장대교, 현수교는 초장대교에 적용된다. 이 차이가 경간 한계를 정한다.

시험 포인트와 흔한 실수

시험에서 가장 흔한 실수는 두 교량의 구조 원리를 혼동하는 것이다.

사장교는 케이블이 주탑에 직접 연결되고, 현수교는 주케이블이 주탑을 거쳐 앵커에 고정된다.

이 차이를 빠뜨리면 감점이 크다. 중앙경간 장대화의 핵심을 짚어 보자.

장대화의 핵심은 주케이블의 인장 전달과 앵커 고정이다.

핵심 정리

지금까지의 내용을 짧게 정리한다.

사장교는 케이블이 주탑에 직접 연결되어 주탑이 압축을 받는다. 케이블 단면이 작아 경제적이다.

현수교는 주케이블이 주탑을 거쳐 앵커에 고정되고, 장경간에 유리하다.

주탑 높이와 케이블 단면의 관계를 식으로 설명하면 가산점 항목이다.