하이브리드 중로아치교

개념 정의

하이브리드 중로아치교는 바닥판을 아치 중간 높이에 두는 아치교다.

아치 리브와 타이 부재, 행어가 함께 하중을 나눠 받는다.

이 장에서는 구조 원리와 시공 주의사항을 차례로 살펴본다.

아치교 3형식 비교

바닥판의 위치에 따라 상로, 중로, 하로 아치교로 나뉜다.

중로형은 아치 리브 일부만 바닥판 위로 솟아 상부 제약을 줄인다.

상로는 아치가 높아 상부 여유가 줄고, 하로는 바닥판과 아치 높이 조절이 까다롭다.

구성 요소와 힘의 흐름

하중은 바닥판에서 행어를 거쳐 아치 리브로 전달된다.

아치 리브는 주로 압축을 받고, 행어와 타이는 인장을 받는다.

타이는 아치 양단의 수평 추력을 내부에서 받아 교대 부담을 줄인다.

이 내부 평형이 일반 아치교와 구별되는 핵심이다.

수평 추력 계산

아치 양단의 수평 추력은 포물선 아치 가정에서 wL²/(8f)로 구한다.

가상의 예로 지간 80m, 하중 40kN/m, 라이즈 16m를 대입해 본다.

계산하면 수평 추력은 2000kN이다. 라이즈가 클수록 추력은 작아진다.

타이가 있으면 이 추력이 타이의 인장력이 되어 기초 부담이 줄어든다.

시공 순서와 주의

시공은 하부 기초, 아치 리브 가설, 바닥판 시공 순서로 진행된다.

아치 리브는 임시 지보 위에 세우고 바닥판은 합성 거동이 되도록 시공한다.

이후 타이를 긴장하고, 설계 순서에 따라 지보를 해제한다.

순서를 빠뜨리면 핵심 점수를 잃고, 구조계 변환이 불안정해진다.

시험 포인트와 직접 풀기

시험에서는 형식 구분, 원리, 시공 순서를 함께 묻는 경우가 많다.

특히 아치 리브의 압축 역할과 타이 긴장 순서를 빠뜨리면 감점이 크다.

직접 풀어 보자.

정답은 압축이다. 아치는 압축을 주로 받는 곡선 부재다.