1. 교대의 높이
교량의 하부교대 계획시, 가장 일반적으로 사용되는 역T형 교대는 구체자중이 작고 흙의 중량으로 안정울 유지하므로 경제적이며 다른 교대형식에 비교하여 뒷채움부의 시공도 용이하다. 이는 높이 12m정도까지의 일반적인 지반조건에 적용한다.
(도로설계편람 제5편 교량, 2008)
2. 교대 · 교각의 기초 형식
이러한 교대의 기초형식을 선정함에 있어서 지반조건에 따라 직접기초 또는 말뚝기초를 적용하는데 각각의 형식 적용에 고려되는 사항은 다음과 같다
1) 직접기초 - 기반암의 위치가 깊지 않아 기초를 직접 지지할 수 있을 경우 기초하면은 풍화암 아래 0.5m , 연암이상은 선단에 지지를 하는 것이 일반적이다.
2) 말뚝기초 - 말뚝 근입깊이는 풍화암 아래 1.0m, 연암 이상의 암반에서는 아래로 0.5m 근일을 일반적으로 한다.
※ TIP: 말뚝 유한장(βL＞3)으로 판정이 되면 보정계수 적용등의 어려움이 있으므로 말뚝은 반무한장(βL≤3)으로 일반적이며 경험적으로 말뚝길이가 4m이상이 되어야 반무한장으로 판정된다. 따라서 지반암의 깊이가 깊지 않아 말뚝길이가 4m로 계획이 된다면 직접기초로의 계획을 고려한 것이 좋다. (4m는 경험에 의한 의견이며 조건에 따라 다를 수 있다.)
3. 교대날개벽 계획
교대 뒷채움부의 유실방지와 시공성을 감안하여 아래와 같이 날개벽을 계획하여야 한다.
1) 날개벽 길이가 8m 이하 : 혼합형
2) 날개벽 길이가 8m 초과 / 앞성토의 인해 토지이용에 영향 : 측벽형 + 옹벽
3) 교대의 높이가 높아(10m 초과) 날개벽 길이가 8m 넘는 경우 : : 측벽형 + 옹벽
단, 옹벽설치로 터파기가 과하고 비경제적인 경우 뒷채움 유실방지를 위한 토공계획을 세워 날개벽 경사를 1:1.5로 할 수 있다.
(고속도로 설계지침서 제5편 구조물공, 2009)
4. 교대 접속슬래브 계획
교대와 뒤채움부 간의 부등침하 효과를 감소시켜 교량과 교량접속 포장사이의 단차를 방지하고 이에 따른 포장체의 파손 및 주행성 저하방지에 그 목적이 있다.
접속슬래브의 설치 폭은 차로 및 내외 양 측대를 포함한 폭을 원칙으로 하며, 접속슬래브의 길이는 6~10m로 한다.
5. 경사 교대
사방향 교대에 대하여 θ가 75°보다 큰 경우 토압의 합력이 커짐을 고려하여 기초의 앞굽 사선부를 확대하여 계획한다.
(도로설계요령; 제3권 교량; 8-3 교량 하부구조물, 2008)
6. 교대 · 교각 단면 표준화
교대 단면을 계획함에 있어 앞서 나열한 사항들을 고려하여 단면을 계획하고, 교각 단면 계획시, 교량 폭원에 따라 T형, Π형 교각이 구별되어 계획되어진다. 실제 교량 설계업무에서 처음 단면을 계획할 때는 이전의 유사 프로젝트 교량계획을 많이 참고 하기도 한다.
작자는 과거 참여하였던 프로젝트에서 정리, 배포한 교대 · 교각 단면 표준화 자료를 공유려한다. 이를 통해 처음 하부 단면을 계획하는 엔지니어들에게 조금의 도움이 되었으면 하는 바램이다. 단, 표준화 단면은 참고사항이므로 실제 현황 및 조건을 고려하여 단면 계획을 하여야 한다.
(1) 교대단면 표준화
➀ 직접기초
|
직접기초 (단위:m) |
|||||
|
|
H |
h’ |
b’ |
B |
비고(B/H) |
|
6 |
1.0 |
1.0 |
3.8 |
0.63 |
|
|
7 |
1.1 |
1.0 |
4.5 |
0.64 |
|
|
8 |
1.2 |
1.2 |
5.0 |
0.63 |
|
|
9 |
1.3 |
1.5 |
5.5 |
0.61 |
|
|
10 |
1.4 |
1.6 |
6.0 |
0.60 |
|
|
11 |
1.5 |
1.8 |
6.5 |
0.59 |
|
|
12 |
1.6 |
2.0 |
7.0 |
0.58 |
|
|
13 |
1.6 |
2.0 |
7.5 |
0.58 |
|
※ 상기 제시 치수는 기준(표준)규격으로 상세설계(한계상태설계법 적용)를 통해서 단면 여유 최적화
➁ 말뚝기초
|
말뚝기초 (단위:m) |
||||
|
|
H |
h’ |
b’ |
B |
|
6 |
1.0 |
1.1 |
기초폭은 |
|
|
7 |
1.1 |
1.4 |
||
|
8 |
1.2 |
1.5 |
||
|
9 |
1.3 |
1.7 |
||
|
10 |
1.4 |
1.8 |
||
|
11 |
1.5 |
2.0 |
||
|
12 |
1.6 |
2.2 |
||
|
13 |
1.6 |
2.2 |
||
※ 상기 제시 치수는 기준(표준)규격으로 상세설계(한계상태설계법 적용)를 통해서 단면 여유 최적화
(2) 교각단면 표준화
➀ 4차로 경간장별 교각 정리(슬래브 일체화 구간)
|
구분 |
π형 교각 (상부 = 24.3m) |
||||
|
경간장 |
(30M), 35M |
40M |
(45M), 50M |
||
|
10M 미만 (H2) |
코핑폭 |
(C) |
2.5m |
2.8m |
3.0m |
|
기둥 |
(D) |
1.8m |
2.0m |
2.0m |
|
|
기초 |
(A×B) |
6.8m × 6.8m |
8.0m × 8.0m |
8.0m × 8.0m |
|
|
기초높이 |
(H1) |
2.0m |
2.2m |
2.2m |
|
|
말뚝본수 |
(EA) |
5 × 5 = 25ea |
6 × 6 = 36ea |
6 × 6 = 36ea |
|
|
10M ~ 15M (H2) |
코핑폭 |
(C) |
2.5m |
2.8m |
3.0m |
|
기둥 |
(D) |
1.8m |
2.0m |
2.0m |
|
|
기초 |
(A×B) |
6.8m × 6.8m |
8.0m × 8.0m |
8.0m × 8.0m |
|
|
기초높이 |
(H1) |
2.0m |
2.2m |
2.2m |
|
|
말뚝본수 |
(EA) |
5 × 5 = 25ea |
6 × 6 = 36ea |
6 × 6 = 36ea |
|
|
15M ~ 20M (H2) |
코핑폭 |
(C) |
2.5m |
2.8m |
3.0m |
|
기둥 |
(D) |
2.0m |
2.2m |
2.2m |
|
|
기초 |
(A×B) |
6.8m × 6.8m |
8.0m × 8.0m |
8.0 × 8.0m |
|
|
기초높이 |
(H1) |
2.0m |
2.2m |
2.2m |
|
|
말뚝본수 |
(EA) |
5 × 5 = 25ea |
6 × 6 = 36ea |
6 × 6 = 36ea |
|
|
검토 단면 |
 |
※ 말뚝본수는 지반조건에 따라 다를 수 있음
➁ 2차로 경간장별 교각 정리(선형분리구간, 엇교)
|
구분 |
T형 교각 (상부 = 12.3m) |
||||||
|
경간장 |
(30M), 35M |
(40M) |
(45M), 50M |
||||
|
10M 미만 (H2) |
코핑폭 |
(C) |
2.5m |
2.8m |
3.0m |
||
|
기둥 |
(D) |
1.8m |
2.0m |
2.0m |
|||
|
기초 |
(A×B) |
6.8m × 6.8m |
8.0m × 8.0m |
8.0m × 8.0m |
|||
|
기초높이 |
(H1) |
2.0m |
2.2m |
2.2m |
|||
|
말뚝본수 |
(EA) |
5 × 5 = 25ea |
6 × 6 = 36ea |
6 × 6 = 36ea |
|||
|
10M ~ 15M (H2) |
코핑폭 |
(C) |
2.5m |
2.8m |
3.0m |
||
|
기둥 |
(D) |
2.0m |
2.0m |
2.0m |
|||
|
기초 |
(A×B) |
7.0m × 7.0m |
8.0 × 8.0m |
8.0m × 8.0m |
|||
|
기초높이 |
(H1) |
2.0m |
2.2m |
2.2m |
|||
|
말뚝본수 |
(EA) |
5 × 5 = 25ea |
6 × 6 = 36ea |
6 × 6 = 36ea |
|||
|
15M ~ 20M (H2) |
코핑폭 |
(C) |
2.5m |
2.8m |
3.0m |
||
|
기둥 |
(D) |
2.2m |
2.2m |
2.2m |
|||
|
기초 |
(A×B) |
8.0m × 8.0m |
8.0 × 8.0m |
8.0m × 8.0m |
|||
|
기초높이 |
(H1) |
2.2m |
2.2m |
2.2m |
|||
|
말뚝본수 |
(EA) |
6 × 6 = 36ea |
6 × 6 = 36ea |
6 × 6 = 36ea |
|||
|
검토 단면 |
 |
※ 말뚝본수는 지반조건에 따라 다를 수 있음
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구조공학 석사를 취득하고 국내 설계사의 구조설계 분야에서 고급기술자로 업무를 수행하고 있습니다.
도로 교량 및 지하차도, 전력구 등의 구조물 설계를 주로 수행하였습니다.
저의 컨텐츠가 후배님들에게 구조설계 분야에 대해 흥미를 갖게 되고 실무에 조금이나마 도움이 되었으면 좋겠습니다.
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