튼튼한 교량이나 다리를 만드는 방법 알려주세요
튼튼한 교량을 짓는 방법이 궁금한 학생이에요
알려주세요. 짓는 방법 알로주세요. 최대한 세세하고 주제탐구하는거라서 정확하게 알려주세요
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.
튼튼한 교량을 만들기 위해서는 하중을 효과적으로 분산시키고, 교각으로 잘 전달할 수 있게 해야 됩니다. 교각은 그 하중에도 잘 버텨주고, 지반으로 잘 전달할 수 있어야 합니다.
교량을 만들기에 앞서 적합한 형태의 구조로 계획해야 합니다. 설치되는 환경이나 요구 사항에 따라 구조형식을 달리 할 수 있습니다. 그러면서도 구조체가 너무 비대해지기만 하면 안되기 때문에 적절한 부재를 사용하여 효과적으로 힘들 분산시키는 것입니다. 힘이 여러 부재로 분산되면 한 부재의 크기나 강도를 필요 이상으로 만들지 않아도 됩니다. (물론 강하고 크면 좋겠지만 그렇게 할 경우 공사비용이 합리적이지 않게 될 수 있습니다.) 다리는 구조물 자체로도 하중이 많이 작용하지만 그 위에 많은 차량이나 사람들이 지나면서 추가되는 하중도 있습니다. 이때 최대로 올라갈 수 있는 하중(여유치도 있습니다.)을 가정하여 구조계산을 합니다. 최악 보다 더 최악을 상정해야 평상시 문제가 없이 유지될 수 있다고 보는 것입니다. 그 하중은 교각부로 전달되어 다시 지반으로 전달됩니다. 그러면 하중은 각 교각으로 적절하게 나눠서 전달되어야지 교각 한 개소가 부담하는 하중이 줄어들 수 있습니다. 교각은 그 하중을 견뎌낼 수 있는 강도의 부재와 크기로 만들어집니다. 교각은 힘의 분산이 필요하기 보다 지반으로 잘 전달하는 역할이기 때문에 하중을 버텨낼 수 있는 구조체이면 됩니다. 단순하지만 명확한 방법입니다. 교각에는 상부에서 전달되는 힘과 풍하중, 하중에 의해서 구조체가 회전하려는 모멘트 힘 등이 작용하는데 그로 인한 전단력도 발생합니다. 그리고 지반에서 분리되는 것도 안됩니다. 지반에도 잘 정착되어 있어야 합니다. 그 외에도 다양한 하중이 작용하는데 그러한 요소를 다 견뎌낼 수 있도록 만드는 것입니다. 간단하게 하중을 버텨낼 수 있게 만들면 된다고 하지만 그 힘의 종류, 크기나 방향이 다르기 때문에 교각 하나도 복잡한 계산이 이루어지는 것입니다. 추가적으로 유지관리가 용이해야 됩니다. 교량이 건설되면 아주 오랜 기간 유지되어야 하기 때문입니다.
위에서 다 설명하지 못했지만 교량을 만들기 위해서는 다양한 하중을 고려하여 적합한 형태의 구조와 강도를 갖춰야 튼튼한 교량이 건설된다고 생각합니다.
안녕하세요. 임경희 전문가입니다.
교량은 놀라운 과학과 건축 설계기술과 용도(도로, 철도, 보행자)와 재료(목재, 강철, 콘크리트) 및 공법(현장타설공법, 프리캐스트 공법, ILM(압출공법), MSS공법,FCM공법, 캐이블 가설공법)으로 도시의 상징이자 첨단 공학이 집약되어 있는 예술 작품이라 할 수 있습니다.
교량을 건설하기 위해서는 설계단계에서 지형, 하중, 교통조건, 주변환경요소, 경제성과 구조적 안정성과 미관의 조화를 복합적인 기준이 되어 공법을 선택하게 됩니다. 그리고 기초공사 및 하부 구조물 설치, 상부 구조물 조립 및 연결작업, 시공중 철저한 안전관리를 필수로 하여 체계적인 관리로 교량건설을 하게 됩니다.
그리고 교량의 종류는 현수교, 사장교, 아치교, 트러스교, 빔교, 모듈러 스마트교량으로 구분되며 구조물이 아닌 경제, 문화, 관광에도 영향이 있어 교량 구조물은 숨은 공학 예술 작품이라 할 수 있습니다.
현수교는 거대한 주탑 두개를 세워 그 사이 메인 케이블을 설치한 후에 보조 케이블을 도로에 매달아 교량을 지지하는 방식으로 바다나 대하천을 가로지르는데 많이 설치하고 있으며 대표적으로 인천대교가 있습니다.
사장교는 주탑에서 케이블을 직접 도로에 연결하는 방식으로 구조가 단순하여 도심이나 하천 등의 교량에 적합하게 설치하고 있으며 대표적으로 부산 광안대교가 있습니다.
아치교는 가장 전통적인 교량 구조로 압축령을 분산시키는 방식으로 내구성이 뛰어나 자연경관과 어우러지며 대표적으로 경주 월정교가 있습니다.
트러스교는 삼각형 격자 구조를 조합하여 강철을 사용하여 하중을 효율적으로 분산시켜 안정적인 방식으로 경제적이고 시공이 빨라 대표적으로 철도교량이나 산간지역에 설치하고 있습니다.
빔교은 가장 기복적인 교량형태료 양쪽 교각 위헤 보를 얹는 방식으로 시공이 간단하고 유지관리가 쉬워 고속도로나 고가도로 등 도시의 단순 교량에서 볼 수 있습니다.
모듈러교량은 공장에서 제작해 현장에서 직접 조립하고 해체할 수 있는 교량으로 시공이 간단하여 고속도로나 고가도로에 많이 설치하고 있습니다.
이러한 교량은 단순한 길을 연결해주는 구조물이 아닌 경제, 문화, 관광과 연결되어 있으며 건축, 토목, 재료공학, 환경공학이 융합되어 있어있는 집약체라 할 수 있습니다.
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