교대 형식 선정 관련 도공방침

연속교 슬래브 익스텐션 적용방안(도로공사 설계실무 자료, 설계처-3721,2018.10.31.)

VDOT(Virginia Department of Transportation) 매뉴얼

- 교대 형식 결정 우선 순위 명시

1) 완전일체식 교대 -> 2) 반일체식 교대 -> 3) 단부슬래브 연장공법 교대 -> 4) 버지니아 교대 -> 5) 일반교대

- 교대 형식 적용성 요약

구분	완전일체식	반일체식	단부슬래브연장공법
거더 형상 (도로선형 아님)	직선	직선	직선	곡선
강교	최대90m-사각0° 최대45m-사각30°	최대135m 최대사각30°	최대135m 최대사각45°	최대90m 최대사각45°
콘크리트교	최대150m-사각0° 최대75m-사각30°	최대225m 최대사각30°	최대225m 최대사각45°	-
이동량 (교대부)	최대 40mm	최대 60mm	최대 60mm	최대 40mm

 

도로설계요령(2020) 5.10.2.2

<표5.8> 단부슬래브 연장공법 적용 대상

구분		연장	신축량	사각
콘크리트교	직선	225m 이하	60mm 이하	최대 45°이하
강교	직선	135m 이하	60mm 이하	최대 45°이하
	곡선	90m 이하	40mm 이하	최대 30°이하

(2) 교량의 교대에는 가능한 신축이음장치를 제거하는 것을 원칙으로 한다. 설계자는 일체식교대(완전 일체식 또는 반일체식) 교량의 적용을 우선적으로 검토해야 한다. 단부슬래브 연장공법은 일체식 교대 교량의 적용이 어려운 경우에 적용한다. 일체식교대 교량의 설계는 『일체식교대 교량의 설계지침』(한국도로공사, 2018)에 따른다.

(3) 단부슬래브 연장공법의 적용 대상은 다음과 같다. 제시된 기준을 초과하는 경우 기존의 신죽이음장치가 설치된 교대를 적용하기에 앞서 이 지침에서 제시하는 방법 또는 기타 합리적이고 널리 준용되는 방법 등을 활용하여 단부슬래브 연장공법의 적용 가능여부에 대해 상세검토를 실시하고 발주자의 승인을 받아야 한다.

∙ 연장은 신축이음장치 없이 교대와 교대까지 연속화된 거리를 말하며 노출형 접속슬래브는 그 연장을 포함한다. 연장이 매우 길어 신축이음장치 설치가 불가피한 경우 별도 검토를 통해 교각부에 연결슬래브(link slab) 등의 적용을 검토할 수 있다.

∙ 신축량은 전체 온도 변화범위에서의 신장과 수축량 절대값의 합을 말한다. 온도변화범위는 도로교설계기준 한계상태법(2015)에서 제시하는 콘크리트교 및 강교의 설계 온도변화량에 따르며 교량 가설지역의 특성을 고려하여 보통기후와 한랭기후를 구분하여 적용한다.

∙ 직선 및 곡선은 빔 또는 거더의 형상을 의미한다. 이 지침에서는 곡선반지름 500 m 이상이며, 탄성받침을 적용한 교량을 대상으로 검토하였으므로 곡선반지름이 500 m 미만이거나 교량받침 의 횡방향 스프링강성을 고려할 수 없는 형식인 경우 상세해석을 통해 부재력 및 변위 등을 종합적으로 검토하여 적용할 수 있다.

(4) 연약지반에 설치되는 교량은 노출형 접속슬래브를 적용하지 않는 것을 원칙으로 한다.

(5) (3)에서 제시된 기준을 초과하여 단부슬래브 연장공법을 적용하지 않기 위해서는 다음 내용을 포함하여 검토를 하고 발주자의 승인을 받아야 한다. 또한 설계자의 판단에 따라 필요사항을 추가할수 있다.

∙ 지반 상태, 세굴 유무, 설계 및 시공조건, 향후 유지관리 및 기타 필요한 사항 등

∙ 횡방향력에 대한 계산 및 하중을 수용하는 설계 세부사항

∙ 부반력이 예상되는 경우 부반력 처리방안

∙ 기준을 초과하는 연장, 곡률, 사각을 갖는 경우 상부 구조에 예상되는 부재력 및 변위 등에 대한 상세검토

∙ 상기사항과 추가적으로 필요한 사항 들을 평가하기 위해 3D 해석 등을 활용하여 영향 검토

일체식 교대 교량 설계지침 (정리한것)

• 일체식 교대교량 적용성 검토
• 교량연장 : 콘크리트교량 180m이하, 강교량 150m이하
• 상부구조에서 발생하는 온도신축에 의한 변위로부터 벽체교대, 일렬말뚝기초, 교대 연결부등에 응력이 발생되므로 교량 총 연장길이에 대하여 제한을 둠 다만, 교량연장을 초과 적용 시 유한요소해석기법 등을 활용하여 별도의 구조검토를 실시하고, 충분한 안전성을 확인하여 이를 적용할 수 있음
• 교량사각 : 최대 30ﾟ
• 교량사각이 큰 경우에는 양측 교대배면에 작용하는 토압력의 분력영향으로 교량계가 회전 변위할 가능성이 존재하며, 동시에 교대배면에 발생하는 토압력은 말뚝에 조합응력으로 작용하므로 사각은 교축직각방향에서 30ﾟ를 초과하지 않아야 함(도로설계기준, 2008)
• 평면선형 및 종단선형 : 곡선구간 지점(교대 또는 교각)간 곡률 5ﾟ이내, 종단구배 5%이내
• 도로의 평면 곡률을 따라 교량을 설치할 경우 상부구조에 발생하는 실제적 온도변위의 방향을 정확하게 밝히기가 어려우며, 이로 인하여 양측 교대조건에 차이가 발생할 수 있으므로 이를 최소화 하여야 함
• 거더의 배치는 곡선의 접선에 따라 직선으로 배치하고 거더간의 간격은 평행하여야 함
• 박스 거더교와 같이 곡률에 따라 곡선거더를 설치하는 경우 적용 제외
• 온도변위에 대한 재료적 특성에 따라 교량연장을 결정하였으므로 곡률 반경에 대한 제한조건 대신 교량 시종점이 이루는 교각을 5ﾟ이하로 정하였음
• 일체식 교량은 거동 특성상 양측 교대조건이 가능한 동일한 조건으로 계획하는 것이 바람직하며, 다만, 교량종단경사가 5ﾟ를 초과 하는 경우 별도의 구조검토를 통해 적용할 수 있음

 

• 반일체식 교대교량 적용성 검토
  • 반일체식 교대교량은 일반교량과 동일한 조건을 적용 다만, 상부구조의 온도 신축 변위를 고려하여 벽체교대는 일체식 교대교량의 설계조건에 따름
  • 상부구조와 벽체교대는 일체화 시공되므로 벽체교대 설계는 일체식 교대교량의 교대부와 동일한 조건으로 설계하여야 함
  • 연장조건 : 콘크리트교 500m 이하, 강교 400m 이하
  • 무조인트 가능연장 500m이내 교량 내 조인트 설치 시 전체연장과 관계없이 적용가능(협의필요)
  • 사각조건 : 교량사각은 일체식 교량과 동일한 30ﾟ로 제한
  • 평면선형 : 교량 시･종점의 각도가 5ﾟ이내
  • 종단선형 : 5.0%이내
• 일반사항
• 적용조건

교량 시종점이 이루는 각