■ 교량구조형식

■ 교량구조형식

1. 교량형식 종류

1.1 상부구조 형식에 의한 분류 (1)

구 분	현수교 (Suspension Bridge)		사장교 (Cable Stayed Bridge)
개 요	• 주탑(Tower) 및 앵커리지(Anchorage)로 주케이블(Main Cable)을 지지하고 이 케이블에 현수재(Suspender 또는 Hanger)를 매달아 보강형 (Stiffening Girder)을 지지하는 교량형식. • 현수교의 주케이블 형상은 아치교와 유사하나 인장력만을 받는다는 점에서 크게 다르다. 이와 같이 인장력만이 발생하도록 하는 것이 재료의 효과적인 사용방법이다. • 초장대교에 적합한 교량형식		• 사장교는 중간의 교각위에 세운 교탑으로부터 비스듬히 내려 드리운 케이블로 주형을 매단 구조물. • 사장교에 작용하는 하중의 일부가 케이블의 인장력 으로 지탱되기 때문에 주형은 케이블 정착점에서 탄성지지된 구조물로서 거동한다. • 사장교는 현수교와 근본적으로 역학적 특성이 다른 구조물이여, 재료에 따라 강사장교, 콘크리트 사장교 등으로 분류되고, 케이블 배치 형상에 따라 Harp형, Pan형, Semi-Pan형 등 이 있다.
개요도	단경간 2힌지 보강형	3경간 2힌지 보강형	하프형	방사형
	3경간 3힌지 보강형	다경간	부채형	스타형
사진
사 례	• 천사대교 (현수교+사장교, 전라남도 신안군) • 팔영대교 (전라남도 여수시) • 소록대교 (전라남도 고흥군) • 이순신대교 (전라남도 광양시) • 남해대교 (경상남도 남해군) • 광안대교 (부산시 수영구) • 영종대교 (인천시 서구)		• 화태대교 (전라남도 여수시) • 화양대교 (전라남도 여수시) • 세풍대교 (전라남도 광양시) • 조화대교 (전라남도 여수시) • 조발대교 (전라남도 여수시) • 진도대교 (전라남도 해남군) • 제2완도대교 (전라남도 완도군) • 돌산대교 (전라남도 여수시)
적용 경간장	500m~2,000m		300m~1,000m

1.1 상부구조 형식에 의한 분류 (2)

구 분	E/D교 (Extra Dosed Bridge)	아치교 (Arch Bridge)
개 요	• 사장교의 형태를 보이나, 거동은 거더교에 더 가까운 형식 • E/D교는 부모멘트 구간 에서 PS 강재로 인해 단면에 도입되는 축력과 모멘트를 증가시키기 위해 PS 강재의 편심량을 인위 적으로 증가시킨 형태로 일반적으로 단면내에 위치 하던 PS 강재를 낮은 주탑의 정부에 External tendon의 형태로 부재의 유효 높이 이상으로 배치한 형태의 교량. • 케이블의 노출 유무에 따라 벽속에 배치한 사판교와 외부 케이블 형태인 경우 사장외 케이블 방식으로 분류.	• 곡형 또는 곡트러스를 쪽을 상향으로 하여 양단을 수평방향으로 이동할 수 없게 지지한 아치를 주부재로 하는 교량. • 아치의 힌지 갯수에 따라 2-hinged arch, 3-hinged arch, Fixed-arch로 분류하며, 구조형식에 따라 로제 아치, 랭거아치, 타이드 아치, 닐슨아치등이 있다.
개요도	사장외케이블	Lohse	Langer
	사판교	Nielssen	Tied
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사 례	• 안도대교 (전라남도 여수시) • 야로대교 (경상남도 합천군) • 운암대교 (전라북도 임실군) • 운남대교 (전라북도 광주시) • 학나래교 (세종시 연기면) • 인제-38 (강원도 인제군)	• 증도대교 (전라남도 신안군) • 고금대교 (전라남도 강진군) • 백야대교 (전라남도 여수시) • 문덕교 (전라남도 보성군) • 단항대교 (경상남도 사천시) • 초양대교 (경상남도 사천시) • 울산신항교 (경상남도 울산시) • 동작대교 (서울시 반포동)
적용 경간장	150m~300m	120m~250m

1.1 상부구조 형식에 의한 분류 (3)

구 분	트러스교 (Truss Bridge)		거더교 (Girder Bridge)
			Steel Box Girder Bridge
개 요	• 몇 개의 직선 부재를 한 평면 내에서 연속된 삼각형의 뼈대 구조로 조립한 것을 트러스 (Truss) 라고 한며, 거더 대신 트러스를 사용한 교량이다. • 트러스의 형상에 따라 WARREN 트러스, K트러스, PRATT 트러스교, PARKER 트러스등이 있다.		• 상,하부 플랜지와 복부판을 용접 결합한 강박스 거더를 공장에서 분할 제작하여 현장으로 운반 후 육상 조립하여 거치하고 바닥판 콘크리트를 현장 타설하여 강박스 거더와 합성시키는 교량형식
개요도	Warren	K
	Pratt	Parker
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사 례	• 완도대교 (전남 완도군) • 성산대교 (서울 성동구) • 성수대교 (서울 성동구) • 동호대교 (서울 성동구) • 마곡대교 (서울 강서구) • 한강철교 (서울 용산구) • 금강대교 (충청남도 공주시) • 광안대교 (부산 수용구) • 한강철교 (서울 용산구)		• 화태대교 (전라남도 여수시) • 화정2교 (전라남도 나주시) • 남악IC교 (전라남도 무안군) • 모현교 (전라남도 장성군) • 백산교 (전라남도 영광군) • 새종방교 (전라남도 곡성군) • 한강철교 (서울 용산구) • 아람찬교 (세종시 연기면) • 팔당대교 (경기도 하남시) • 지방도, 국도 및 고속도로 다수
적용 경간장	50m~80m		40m~60m

1.1 상부구조 형식에 의한 분류 (4)

구 분	거더교 (Girder Bridge)
	PSC Box Girder Bridge	I Girder Bridge
개 요	• 프리스트레스 콘크리트 박스 형태의 거더를 가지며 60~70m의 지간장에서 많이 사용된다. 가설 방법에 따라 FCM, FSM, ILM, MSS, PSM등이 있다. • 외형이 단순하고 미관이 양호하며 외면이 평탄한 관계로 유지관리가 용이	• 빔 제작시 1회의 긴장력을 도입하여 초기 및 최종상태 의 응력이 허용응력 범위를 만족하도록 하는 일반 적인 거더 제작공법
개요도
사진
사 례	• 지방도, 국도 및 고속도로 다수	• 지방도, 국도 및 고속도로 다수
적용 경간장	50m~150m	25m~45m

1.1 상부구조 형식에 의한 분류 (5)

구 분	프리플렉스 빔교 (Pre-Flex Beam Bridge)	슬래브교 (Slab Bridge)	라멘교 (Rahmen Bridge)
개 요	• Preflex 합성형은 강형을 이용한 철골 철근콘크리트 구조로서 하부플랜지를 구성하는 콘크리트 부분에 작용하중에 의한 인장응력이 발생하지 않도록 제작시 프리플랙션기법에 의해 압축응력을 도입한 프리플랙스형 교량이다. • 25~45m 지간교량에 적용되며 강형이 콘크리트로 보호되어 있어 유지관리에 유리	• 주부재가 슬래브인 교량이며, 슬래브 구조에 따라 RC슬래브, PSC 슬래브, 중공 슬래브교 등이 있다.	• 교량의 상부구조와 하부구조를 강결로 연결함으로써 전체구조의 강성을 높임과 동시에 지간내에 발생하는 휨모멘트의 크기를 줄이는 대신 이를 교대나 교각이 부담하게 하는 교량이다. • 라멘교는 교각의 높이가 그리 높지 않고 단경간의 교량에서 사용하는 것이 경제적
개요도		RC슬래브교
		중공 슬래브교
사진
사 례	• 지방도, 국도 및 고속도로 다수	• 지방도, 국도 및 고속도로 다수	• 지방도, 국도 및 고속도로 다수
적용 경간장	30m~45m	10m~15m	10m~20m

1.2 PSC Box Girder 가설공법에 의한 분류 (1)

구 분	FCM (Free Cantilever Mthod)	FSM (Full Staging Method)	ILM (Incremental Launching Method)
개 요	• FCM(캔틸레버 공법)은 동바리(지보공) 없이 교각 위에서 양쪽으로 한 SEG (주로 3~4m)씩 콘크리트를 쳐서 프리 스트레스를 도입하고, 이 부분을 지지 점으로 하여 순차적으로 한 SEG씩 이어 나가는 공법 • 교각을 중심으로 양쪽 캔틸레버 끝부분에 이동식 거푸집(Form traveller ,F/T)을 설치하고, 여기서 콘크리트를 타설하여 시공 • 작업은 양쪽 캔틸레버에서 동시에 이루어지며 SEG 완성후 완성된 부분으로 이동 거푸집을 이동시켜 다음 SEG를 시공 • FCM은 별도의 동바리(지보공)이 필요 없어 깊은계곡, 하천, 바다, 시내구간 등에 적용하며 주로 100m이상의 장지간의 교량에 적용	• FSM(동바리공법)은 콘크리트를 타설하는 경간 전체에 동바리나 벤트를 설치하여 타설된 콘크리트가 소정의 강도에 도달할 때까지 콘크리트의 자중 및 거푸집, 작업대 등의 중량을 동바리나 벤트가 지지하는 방식으로 PSC콘크리트 가설 공법 중 가장 일반적인 공법 • FSM공법은 다른 공법에 비해 특수한 거푸집 장비가 필요 없어 비용이 저렴하고 비교적 간편한 것이 장점 • FSM공법은 교각이 높지 않고 평탄한 지형에 주로 적용	• ILM(압출공법)은 교대측에 거더 제작장을 만들고 10∼30m의 블록으로 분할하여 콘크리트를 이어쳐서 교량 거더를 제작하여, 압출장치에 의해 박스거더를 다음 교각으로 밀어내는 공법 • 거더를 제작장에서 만들므로 품질관리가 용이하고, 하부지형에 영향을 받지 않아, 주로 높은 교각이나 강이나 바다를 통과하는 구간에 적용 • 직선이나 곡선반경이 큰 원곡선부에만 적용가능하며 교량연장이 800m이상일 때 경제성 향상
사 진

1.2 PSC Box Girder 가설공법에 의한 분류 (2)

구 분	MSS (Movable Scaffolding System)	PSM (Precast Segment Method)
개 요	• MSS(이동식지보공)은 지상의 동바리 대신 거푸집이 부착된 특수 이동식 비계보와 추진보를 이용하여 교각위 에서 이동하면서 가설하는 공법으로 주로 50~60m 지간에 적용 • MSS는 Main girder를 교각상에 놓인 지지 Bracket에 거치하고, Main girder 위에 거푸집을 얹어 콘크리트를 타설 하고, 타설된 콘크리트가 소정의 강도 에 도달하면 PC강재를 이용하여 프리 스트레스를 도입한 후, 거푸집을 이탈 시켜 지지 Bracket 위의 이동 장비에 의해 다음 경간으로 이동하여 시공 • ILM이나 FCM에 비해 강선이 적으며 하부지형에 영항을 받지 않고 시공할 수 있으며 교각이 높고, 교량연장이 길수록 경제적	• PSM은 일정한 길이로 분할된 (2.5m~3.0m) 상부 부재인 Segment를 제작장에서 제작하여 가설 현장으로 거치한 후 강선을 인장하여 상부 구조를 완성하는 공법 • Segment를 이동 및 거치하기 위하여 대규모의 장비와 제작장이 필요하며, 공기를 단축할 수 있어 보통 1,000m 이상 대규모 교량에 주로 적용 • PSM 방식에 의한 교량 상부 공사는 현장에서의 동바리 및 거푸집 철근 작업을 최소화하므로 주위 환경을 해치는 범위를 축소하고 공기를 단축하는 장점이 있음
사 진

1.3 Arch교 형식에 의한 분류

구 분	상 로 교 (Deck Bridge)	중 로 교 (Half-through Bridge)	하 로 교 (Through Brigde)	2 층 교 (2 Storied Bridge)
개 요도
개 요	• 교면이 교량의 형이나 트러스 위쪽에 있는 교량 (선유교, 가천교)	• 교면이 교량상하의 중간에 있는 교량 (방화대교,부산대교)	• 교면이 교량의 아래에 있는 교량 (동호대교, 한강철교)	• 교면이 2층으로 되어 있는 교량 (청담대교,영종대교)

2. 기초형식 종류 (1)

구 분	얕은기초 (Shallow Foundation)	깊은기초 (Deep Foundation)
	확대기초 (Footing)	말뚝기초 (Pile Foundation)	현장타설말뚝 (RCD : Reverse Circulation Drilling)
개 요	• 현장에서 소정의 지지층까지 굴착 후 기초를 형성하여 상부 하중을 지지층에 직접 전달하는 공법 • 원지반하 7.0m 내외에 지지층이 형성되어 있고, 터파기 면에 배수처리가 원활한 곳에 적용 • 상부 하중에 관계없으나 침하, 활동, 전도에 대한 외적 안정성 확보가 용이 한 곳에 적용	• 기성제품으로 강도가 큰 강재를 이용하여 제작된 말뚝으로서 인장력이나 압축력이 큰 말뚝 • 원지반하 10.0m 이상에 지지층이 형성되어 있고, 대형장비 진입이 용이하며, 수평저항력이 요구되는 곳에 적용 • 중․소 지간 교량에 적용	• 현장에서 기계 또는 인력으로 지반을 굴착한 후 공내에 철근 및 콘크리트를 삽입하여 말뚝을 형성하는 공법 • 원지반하 20m 이상에 지지층이 형성되어 있고, 대형장비 진입이 용이하며, 기초심도가 깊은 곳에 적용 • 상부 하중이 큰 장대교량에 적용
개요도
사진
사 례	• 시공사례 다수	• 시공사례 다수	• 시공사례 다수

2. 기초형식 종류 (2)

구 분	케이슨 기초 (Caisson Foundation)
	오픈케이슨 (Open Caisson)	공기케이슨 (Pneumatic Caisson)
개 요	• 육상에서 선단 Shoe 제작 후 Lot별 우물통 형성과 동시 내부을 굴착하여 침하 시켜는 공법 • 원지반하 15.0m 이상에 지지층이 형성되어 있고, 대형장비 진입이 용이하며, 기초 세굴 가능성이 큰 곳에 적용 • 상부 하중이 큰 장대교량에 적용	• 지상에 구체를 구축하거나 지중에 소정의 지지층까지 속파기 공법등에 의하여 구체를 침하시킨 후 그바닥을 콘크리트로 막고 속을 채우는 중공의 대형 철근구조물로 된 기초형식으로써 압축공기를 이용하여 케이슨내에 침투하는 물을 막으면서 시공하는 공법 • 특수장비와 전문인력이 필요하고 공사비가 많이 소요되므로 특수한 경우가 아닌 경우에는 사용치 않음
개요도
사진
사 례	• 청담대교 (서울시 광진구) • 한남대교 (서울시 서초구) • 성산대교 (서울시 마포구) • 양화대교 (서울시 마포구)	• 돌산대교 (전라남도 여수시) • 서해대교 (경기도 평택시) • 영종대교 (인천시 서구)