썬로드의 교량이야기

상부구조에 따른 교량의 종류(5)...아치교⑩(콘크리트 아치교가설공법)



①지보공
접지식 지보공
접지식 지보공은 비교적 평탄한 지형의 중・소 경간의 콘크리트 아치교에 적용되며, 전면적에 지보공(동바리와 거푸집을 조합한 지보공도 포함)을 설치하고 아치리브 콘크리트를 현장 타설하는 공법이다.

· Center재 가설공법

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明池大橋 (CENTER재 가설공법)

Center재 공법은 접지식지보공을 적용하기 곤란한 산악지대나 하천통과구간의 중・소 경간의 콘크리트 아치교의 가설에 적용가능한 공법으로 아치리브 하면에 Center재(아치형상을 한 강재지보재로서 일반적으로는 아치 abut상에 pin받침인 2 hinge 아치구조로 되어있다)를  설치한 다음 이를 지보재로 하여 아치리브 콘크리트를 현장 타설하는 공법이다.
아치리브 콘크리트 폐합후 Center재를 철거하고 연직재,보강형을 시공하므로 아치리브는 자립에 필요한 강성이 필요하게 된다.


· 강재아치 선행공법(합성 아치공법)

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城地橋 (합성아치공법)

강재아치 선행공법은 콘크리트의 아치리브를 직접 타설하지 않고 먼저 콘크리트보다 가벼운 철골 혹은 강관을 아치로 가설한 다음 이동작업차등을 이용하여 양측의 아치abut 에서 크라운부를 향해 강재 아치를 콘크리트로 둘러싸 마감하는 공법이다.
강재 아치용으로 철골 부재를 사용하는 공법을 Melan공법이라 하고, 강관과 강관내부를 콘크리트 로 충진시킨 합성부재를 사용하는 공법을 합성 아치공법이라 한다.
강재아치 선행공법의 특징은 Pylon공법,Truss공법에 비해 가설재의 양이 적고, 강재아치가 선행 가설되므로 인해 아치리브 콘크리트 타설 시에 구조적으로 높은 안정성을 가짐과 동시에 계곡 양안의 조기 통행이 가능하고, 시공성이 양호한 점을 들 수 있다.


②캔틸레버 가설공법
아치교에 있어 캔틸레버 가설의 특징으로는 사장교나 PSC거더교의 형태로 교각 좌우양측에서 균형을 이루면서 동시에 가설되는 형태가 아니라 아치 지점부에서 크라운을 향해 캔틸레버식으로 가설된다는 것이다.  따라서, 아치 지점부가 앵커나 카운터 웨이트의 역할을 위해 기초의 자중을 확보할 필요가 있으며 최근에는 장대화에 수반하여 대단히 규모가 커지는 경향이 있다.

·Pylon 공법
Pylon공법은 아치Abut상의 연직재 또는 Pylon에 경사케이블을 설치하고 케이블에 의해 아치리브 콘크리트를 지지하면서 캔틸레버로 가설하는 공법이다.
아치리브의 콘크리트 타설은 이동작업차로 수 미터의 block을 제작 타설하고, 타설완료후에는 완료된 Block선단까지 작업차를 이동시킨후 다음 Block을 시공하는 것을 반복하여 아치리브를 완성시킨다.

·Truss 공법

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赤谷川橋 (TRUSS 공법)

트러스 공법은 아치리브상의 연직재(연직강재)와 보강형(수평강재)의 교점에 경사 Cable을 설치하여 아치리브를 결합시킨 캔틸레버 트러스 형태로 아치리브 콘크리트를 가설하는 공법이다.
캔틸레버로 가설시의 특징은 Pylon공법과 동일하고, 트러스 형성부분의 가설시의 강성은 Pylon 공법보다 크다.


·Pylon-Melan 병용 공법

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宇左川橋 (Pylon-Melan 병용 공법)

Pylon-Melan 병용 공법은 말 그대로 Pylon공법과 Melan공법의 병용공법으로 아치리브 전구간을 Pylon공법에 의해 캔틸레버식으로 가설하지 않고, 아치리브 단부 양측은 Pylon공법에 의해 캔틸레버식으로 시공하고, 중앙부는 철골(melan재)로 임시 폐합시킨다음 콘크리트를 덧씌워 완성시키는 공법이다.
Melan재를 병용하는 공법은 아치경간이 길어 Pylon공법으로 시공시 경사 cable의 경사각이 작아져 가설시 안정성이 감소되어 효율이 떨어져 비경제적이 되는 것을 해결하기 위해 고안된 공법이다.


·Truss-Melan 병용 공법

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別府明礬橋 (Truss-Melan 병용 공법)

그림 129. Truss・Melan 병용 공법도 Pylon・Melan 병용 공법과 동일한 형태로 트러스 공법과 Melan 공법의 병용 공법으로 아치리브 전구간을 트러스 공법에 의해 캔틸레버식으로 가설하는 것이 아니라 아치리브 양측에서 트러스공법으로 가설하다 중앙부에 와서는 철골(Melan재)로 임시 폐합시킨후 콘크리트로 마감시키는 공법이다.



③ 기타 특수 가설공법 (Lowering공법)

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倉橋 (Lowering공법)

Lowring 공법은 아치 Abut상에 아치리브 콘크리트를 연직으로 Climbing form등을 이용하여 시공한 다음 아치리브 선단부를 가설케이블로 결합 시키고, 가설케이블을 풀어 아치리브를 소정의 위치까지 강하시켜 크라운부 및 스프링잉부의 콘크리트를 타설 완료 시키는 공법이다.


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상부구조에 따른 교량의 종류(5)...아치교⑨(강아치교가설공법)



① 대블럭 가설공법
대블럭 가설공법은 공장 또는 현장에서 일체로 조립한 거더를 대형 운반기계와 가설기계를 이용하여 일괄적으로 가설하는 공법입니다. 공기단축이 가능하고 가설 중 구조적으로 불안정하게 되는 기간이 짧아 내풍, 내진 안전성이 높은 장점이 있습니다. 그러나, 대블럭방식은 플로팅 크레인 또는 대선이 가설지점에 진입 가능한 곳이어야 적용될 수 있습니다. 최근에 장대 강아치교 특히 해상에 가설하는 경우에는 이 공법이 주류를 이루고 있으며, 국내의 경우 백야대교, 저도연륙교, 통영대교, 서강대교 등의 가설에 본 공법을 적용하였다.

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백야대교 가설(F/C크레인 이용)

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서강대교 가설(바지선 이용)


② 벤트공법
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광주 유촌1교 가설 (벤트가설)

가설공법의 가장 일반적인 경우로 보강형 하부에 상부구조를 지지하는 벤트를 설치하여 보강형을 직접 지지하여 교량을 완성시키는 공법입니다.

형하고가 낮고 지반이 평평한 경우에 적용하는 것이 경제적이며 거더가 거의 응력을 받지 않는 상태에서 가설이 가능하며 곡선교나 사교에서도 적용이 용이하다는 장점이 있습니다.



③ 케이블공법
수심이 깊은 하천, 가교각을 설치할 수 없는 계곡 등에서 많이 사용하는 공법으로 양쪽 교대 또는 교각 위에 철탑을 세워 그 사이에 케이블을 걸쳐 놓고, 이 케이블로부터 로프를 내려 단위부재를 매달아 가설하는 공법입니다. 이때 단위부재를 운반하거나 조립하기 위해 케이블 크레인을 사용합니다. 가설지점의 지형상 벤트를 설치하기 어려운 경우, 형하공간이 협소한 경우 가능한 공법으로 국내에는 적용실적이 없는 것으로 알고 있습니다.
케이블 공법에는 경사매달기 방식과 수직매달기 방식이 있습니다.
 경사매달기 방식은 아치리브를 케이블로 직접 지지하여 시공하는 방식입니다. 동일한 지간에 대해 수직매달기 방식과 비교하여 가설기재가 적게 들어가는 장점이 있으나 중앙부의 폐합조정을 위한 특별한 조정장치가 필요합니다.
 수직매달기 방식은  가설용 철탑사이에 현수선을 설치하고 현수선과 아치리브를 행어로 연결하여 지지하여 가설한는 공법입니다. 경사매달기와 비교하면 가설기재는 약간 많이 드는 편이나 중앙의 폐합작업은 경사매달기 공법 보다 용이하다는 장점이 있습니다.

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케이블방식 경사매달기 공법

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케이블방식 수직매달기 공법


④ 회전공법

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회전공법이 적용된 모암고가교(교량하부는 경부고속도로)

주로 가설 교량하부에 도로가 있고 교통통제가 불가능하여 가설벤트를 설치할 수 없는 경우에 사용되는 공법으로  케이블공법에 비해 가설이 쉽고 단기간에 시공할 수 있습니다.
교량 상부구조를 일괄 제작하여 한 지지점을 축으로 회전 이동시켜 거치하며, 회전시 지지점의 변화가 없어 별도의 시공 단계별 구조 검토 없이 시공가능하다는 장점이 있습니다.
국내에는 경부고속전철상의 모암고가교에 이 공법이 적용되었습니다.


⑤ 압출공법

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바지선에 의한 압출공법이 적용된 Strasbourg교(프랑스)

아치교 전체나 일부를 제작하여 윈치 등을 이용하여 교축방향으로 압출시켜 거치하는 공법입니다.
수상에서 바지선을 이용한 압출방식과 보강형을 먼저 압출하고 압출완료 후 아치를 제작하는 방법 등이 있습니다.
국내에 시공실적을 없는걸로 알고 있습니다.




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교량은 단순히 건너가는 것이 아니라 사람과 사람을 연결하는 도구입니다. 공학적으로 어쩌구 저쩌구 보다는 일상생활에서 접할수 있는 쉽고 재미있는 "다리"를 이야기합니다.

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