2020

도 로 설 계 요 령

AN01145-000145-12

발 간 등 록 번 호

제3권 교량

 

교 량

제8편 교량

제8-1편 교량 계획

제8-2편 교량 상부 구조물

제8-3편 교량 하부 구조물

제8-4편 내진 설계

제8-5편 교량 부대시설물

제8-6편 교량의 확폭

제8-7편 옹벽

제8-8편 가설 구조물

제3권

 

제 8-2 편 교량 상부 구조물

 

제8-2편 교량 상부 구조물

77

3.1 강재

강재는 표 3.1의 최신 KS규격에 적합한 것을 표준으로 하며 강도는 표 3.2를 적용한다.

<표 3.1> 표준으로 하는 강재

강재의 종류 규격

강재기호

(강재대표기호)

1. 구조용강재 KS D 3503 일반구조용 압연 강재 SS235, SS275, SS315, SS410,

SS450, SS550

KS D 3515 용접구조용 압연 강재 SM275A, B, C, D - TMC

SM355A, B, C, D - TMC

SM420A, B, C, D - TMC

SM460B, C - TMC

KS D 3529 용접구조용 내후성 열간 압연 강재 SMA275AW, AP, BW, BP, CW, CP

SMA355AW, AP, BW, BP, CW, CP

SMA460W, P

KS D 3868 교량구조용 압연강재 HSB380, L, W

HSB460, L, W

HSB690, L, W

2. 강관 KS D 3566 일반 구조용 탄소 강관 SGT275, SGT355, SGT410, SGT450,

SGT550

KS F 4602 기초용 강관말뚝 STP275, STP355, STP380, STP450,

STP550

KS F 4605 강관 시트 파일 SKY400, SKY490

3. 접합용강재 KS B 1010 마찰 접합용 고장력 6각 볼트, 6각

너트, 평와셔의 세트

F8T, F10T, F13T

3. 재료

제2권 교량

78

강재의 종류 규격

강재기호

(강재대표기호)

4. 용접재료 KS D 7004 연강용 피복 아크 용접봉

KS D 7006 고장력강용 피복 아크 용접

5. 주단조품 KS D 3710 탄소강 단강품 SF-A, SF-B

KS D 4101 탄소강 주강품 SC

KS D 4106 용접구조용 주강품 SCW

KS D 4102 구조용 고장력 탄소강 및 저합금강

주강품

SCMn

KS D 3752 기계구조용 탄소 강재 SM-C

SM-CK

KS D 4301 회주철품 GC

KS D 4302 구상 흑연주철품 GCD

6. 선재, 선재

2차 제품

KS D 3509 피아노 선재 SWRS-A –B

KS D 3510 경강선 SW-A, SW-B, SW-C

KS D 3514 와이어 로프 -

KS D 3556 피아노선 PW-1, PW-2, PW-3

KS D 3559 경강선재 HSWR -A -B

KS D 7002 PC강선 및 PC 강연선 SWPC, SWPD

7. 강봉 KS D 3504 철근콘크리트용 봉강 SD300, SD400, SD500, SD600

KS D 3505 PC강봉 A종 2호 SBPR 785 / 1030

B종 1호 SBPR 930 / 1080

B종 2호 SBPR 930 / 1180

제8-2편 교량 상부 구조물

79

<표 3.2> 주요 구조용 강재의 재료강도(MPa)

강

도

강재

기호

판 두께

SS235 SS275

SM275

SMA2751) SS315

SM355

SMA3551) SS410 SM420 SS450

SM4602)

SMA4603) SS550

Fy

16 mm

이하

235 275 275 315 355 410 420 450 460 550

16 mm

초과

40 mm

이하

225 265 265 305 345 400 410 440 450 540

40 mm

초과

75 mm

이하

205 245 255 295 335 - 400 - 430 -

75 mm

초과

100 mm

이하

205 245 245 295 325 - 390 - 420 -

100 mm

초과

195 235 235 275 305 - 380 - - -

Fu 330 410 410 490 490 540 520 590 570 690

주1) SMA275CW,CP, SMA355CW, CP 적용두께 100 mm 이하

주2) SM460B, C는 주문자 제조자 협정에 따라 150 mm 이하 강판 제조 가능

주3) SMA460W, P 적용두께는 100 mm 이하

강

도

강재

기호

판 두께

HSB380

HSM5001) HSB460 HSB6902) HSA6502) SM275-

TMC3)

SM355-

TMC3)

SM420-

TMC3)

SM460-

TMC3)

Fy

100 mm

이하

380 460 690 650 275 355 420 460

Fu

100 mm

이하

500 600 800 800 410 490 520 570

주1) HSM500 적용두께는 22 mm 이하

주2) HSA650, HSB690 적용두께는 80 mm 이하

주3) 열가공제어(TMC)를 한 경우 두께에 따른 항복강도의 저감없이 기준값(16 mm 이하의 항복강도)을 적용한다

건축 강구조에 적용되는 TMC강재의 적용두께는 80 mm 이하

제2권 교량

80

강

도

강재

기호

판 두께

SN275 SN355 SN460 SHN2752) SHN3552) SHN4202) SHN4602)

Fy

6 mm 초과

40 mm 이하

275 355 460

275 355 420 460

40 mm 초과

100 mm이하

2551) 335 440

Fu 100 mm이하 410 490 570 410 490 520 570

주1) SN275A의 항복강도는 265 MPa

주2) SHN강의 적용두께는 75 mm 이내

온도구역 및 강종

온도구역 Ⅰ

(-15℃)1)

온도구역 Ⅱ

(-25℃)1)

온도구역 Ⅲ

(-35℃)1)

구분 기호

충격시험3)

최대 허용판두께2)(mm)

시험온도(℃)

샤르피

흡수에너지(J)

용접

구조용

압연

강재

SM275B

SM275C

SM275D

0

- 20

- 40

27 이상

27 이상

27 이상

40

100

100

40

100

100

40

90

100

SM355B

SM355C

SM355D

0

- 20

- 40

27 이상

27 이상

27 이상

40

100

100

40

80

100

40

70

100

SM420B

SM420C

SM420D

0

- 20

- 40

27 이상

27 이상

27 이상

40

80

100

40

65

100

40

55

80

SM460B

SM460C

0

- 20

47 이상

27 이상

65

75

55

60

45

50

용접

구조용

내후성

열간

압연

강재

SMA275B

SMA275C

0

- 20

27 이상

27 이상

40

100

40

100

40

90

SMA355B

SMA355C

0

- 20

27 이상

27 이상

40

100

40

80

40

70

SMA460 0 47 이상 65 55 45

<표 3.3> 인장 또는 교번응력을 받는 주부재의 강종별 인성규격과 온도구역별 최대 허용 판두께

제8-2편 교량 상부 구조물

81

온도구역 및 강종

온도구역 Ⅰ

(-15℃)1)

온도구역 Ⅱ

(-25℃)1)

온도구역 Ⅲ

(-35℃)1)

구분 기호

충격시험3)

최대 허용판두께2)(mm)

시험온도(℃)

샤르피

흡수에너지(J)

교량

구조용

압연

강재

HSB380

HSB380L

HSB380W

-5℃

-20℃

-5℃

47J 이상

47J 이상

47J 이상

85

100

85

70

95

70

60

80

60

HSB460

HSB460L

HSB460W

-5℃

-20℃

-5℃

47J 이상

47J 이상

47J 이상

70

95

70

60

80

60

50

65

50

HSB690

HSB690L

HSB690W

-20℃

-40℃

-20℃

47J 이상

47J 이상

47J 이상

55

80

55

45

70

45

40

60

40

주1) 선형보간법에 따라 최대 허용판두께를 산정할 때 사용되는 각 구역별 기준 공용온도.

주2) 교량이 건설되는 지역의 최근 30년 내 최저기온(T)를 알고 있는 경우, 주 1의 기준공용온도에 따른 선형보

간법을 적용하여 최대 허용판두께를 산정해도 좋다. 예를 들어 SM520C의 경우, 어느 지역의 최저기온(T)

이 –20℃라면 구역 Ⅰ의 -15℃와 구역 Ⅱ의 -25℃를 기준으로 하여 최대 허용판 두께는 77.5 mm(≒78

mm)로 된다. 단, 최저기온의 범위가 -35℃≤T-15℃일 때만 선형 보간을 적용할 수 있다.

주3) KS B 0810 “금속 재료 충격 시험 방법”에 따라 측정하며 강재의 인성을 충격에 대한 에너지흡수능력으로

표현하는 값임.

제2권 교량

82

3.2 콘크리트

(1) 콘크리트는 원칙적으로 표 3.4의 설계기준강도 이상의 것을 사용하는 것으로 한다.

(2) 휨과 축방향력을 받는 부재의 강도는 KDS 24 14 21(3.1.2.1)을 참조하도록 하며, 전단강도에

대해서는 같은 기준 4.1.2를 참조하도록 한다. 또한 프리스트레스트 콘크리트의 응력한계는 같은

기준 4.2.2 응력한계ʼ를 따른다.

<표 3.4> 콘크리트의 설계기준강도 및 적용 구조물

종류

설계기준

강도

(MPa)

골재

최대치수

(mm)

적용구조물 비고

고강도

(PSC)

45 ~ 60 13 ∙ 개량형 PSC Girder

40 19

∙ 일반 PSC Beam, Preflex 아래플랜지 ∙ 교각(코핑,기둥) ∙ 프리스트레스트 PC패널

일

반

콘

크

리

트

35 25

∙ 교량 노출바닥판 ∙ 교량하부구조(교대, 교량날개벽) ∙ 주형교량 슬래브(Steel Box, ST Plate, Preflex, PSC

GIRDER) ∙ RC라멘, 함형라멘 ∙ 방호벽, 방음벽 기초 ∙ 콘크리트포장 접속 및 완충슬래브

27 25

∙ 교대, 교각(기초) ∙ 현장제작 철근콘크리트관 ∙ SP 패널 ∙ 암거(구체, 날개벽)

27

25

(수중) ∙ 수중콘크리트 (단일 현장타설말뚝) ∙호칭강도35

24 25 ∙ 라이닝 등 필요시

25

∙ RC 옹벽 ∙ 암거접속슬래브 ∙ 도수로 집수거 ∙ 갓길 집수정 ∙ 문형식 및 내민식 표지판 기초 철근 콘크리트

24 25

(수중) ∙ 수중콘크리트(현장 타설 말뚝, 우물통 저면 슬래브) ∙호칭강도30

제8-2편 교량 상부 구조물

83

종류

설계기준

강도

(MPa)

골재

최대치수

(mm)

적용구조물 비고

일

반

콘

크

리

트

21

25 ∙ 절성토부 도수로, 도수로 집수거 ∙ L형, V형, U형 측구

40

∙ 중력식 옹벽, Mass 콘크리트 ∙ 부대시설 기초 ∙ 배수관 기초

15 40

∙ 레벨링 콘트리트 ∙ 우물통 속채움 콘크리트(유수부세굴우려 부위 및 폐기물

상에 위치한 교각에 적용)

기계타설

소구조물

24 25 ∙ 일반지역(L형측구, 다이크)

30 25 ∙ 특수지역(L형측구, 다이크)

포장 fbk = 4.5 30 ∙ 시멘트 콘크리트 포장슬래브 ∙ 통로암거 접속저판 콘크리트, 부체도로

빈배합 fck7 = 5.0 40 ∙ 포장중간층용 콘크리트

주) ∙ 적용재료비중 : 시멘트(1종, 3.15), 잔골재(2.6), 굵은골재(2.65), 플라이애시(2.2), 고로슬래그(2.9)

∙ 수량산출 : 골재 - 설계강도 - 슬럼프치(20 - 40 - 15), 도면에는 설계법 NOTE란에 fck = 40 MPa로 표기

∙ 현장 여건 및 사용 장비에 따라 골재치수는 변경될 수 있다.

제2권 교량

84

3.3 철근

(1) 철근은 KS D 3504에 적합한 재료를 기준으로 하며, 구조물별 철근의 강도는 원칙적으로 표 3.5

의 설계기준강도를 사용하도록 한다.

<표 3.5> 철근 설계기준강도 및 적용 구조물

종류 설계기준강도 적용 구조물

SD 500 fy = 500 ∙ 교각 기둥 및 기초의 주철근

SD 400

fy = 400

∙ fck = 27 MPa 이상 구조물 ∙ 교각 기둥 및 기초의 전단철근 ∙ 일반적인 부재

fy = 400 ∙ 바닥 및 지간이 10 m 이하인 슬래브교 ∙ 수중 혹은 지하수위 이하에 설치되는 구조물

SD 300 fy = 300 ∙ fck = 27 MPa 미만 구조물

3.4 강연선과 강봉

PS강선, PS강연선 및 PS강봉의 품질규격 등은 KDS 24 14 21(3.3 프리스트레싱 강재)에 따른다.

PS강재의 기계적 성질, 공칭단면적, 단위중량 등은 KS D 7002(PC 강선 및 PC 강연선) 및

KS D 3505(PC 강봉)을 따른다. 일반적으로 PS강재는 고강도 강재를 사용하는 편이 경제적

으로 유리한 경우가 많지만 응력부식, 지연파괴 등의 문제가 있으므로 강도 선정에 주의를

기하도록 한다.

3.5 설계계산에 사용하는 물리상수

설계계산에 사용하는 물리상수는 KDS 14 31 05 (3.5 물리상수), KDS 24 14 21(3.1.2.2 재료특

성)을 적용한다.

제8-2편 교량 상부 구조물

85

(1) 강재

설계계산에 사용하는 강재의 물리상수의 값은 다음 표 3.6의 값을 사용하면 된다.

<표 3.6> 설계계산에 사용하는 강재의 물리상수

종류 물리상수의 값

강과 주강의 탄성계수

철근의 탄성 계수

PS강선, PS강봉의 탄성계수

PS강연선,의 탄성계수

주철의 탄성계수

강의 전단탄성계수

강과 주강의 포아송 비

주철의 포아송 비

210,000 MPa

200,000 MPa

205,000 MPa

195,000 MPa

100,000 MPa

81,000 MPa

0.30

0.25

프리스트레스의 감소량을 산출하는 경우의 PS강재 릴랙세이션율은 표 3.7의 값을 표준으로

한다. 다만, PS강재가 고온을 받는 경우의 PS강재의 겉보기 릴랙세이션율은 표 3.7의 값에

2%를 가산하는 것을 원칙으로 한다.

<표 3.7> PS강재의 릴랙세이션율(%)

PS강재의 종류 겉보기 릴랙세이션율

PS강선, PS강연선

PS강봉

5

3

이것에 따르기 힘든 경우에는 PS강재 인장응력에 따라서 측정된 릴랙세이션율에서 콘크리트

의 크리프, 건조수축 등의 영향을 고려하여 별도로 PS강재의 릴랙세이션율을 정하는 것으로

한다.

(2) 콘크리트

(가) 보통 콘크리트의 탄성계수 Ec (fcm점에서 구한 할선 탄성계수)의 근사값은 다음 식으

로 평가할 수 있다.

Ec  mc    fcm (MPa) (3.1)

여기서, mc 는 콘크리트의 단위 질량kgm 이다.

(나) 콘크리트의 전단탄성계수는 식 3.2에 따라 계산하는 것으로 한다.

Gc  Ec    v  (3.2)

제2권 교량

86

여기서,

Gc : 콘크리트의 전단탄성계수(MPa)

Ec : 콘크리트의 탄성계수(MPa)

ν : 포아송 비

(다) 콘크리트의 크리프계수와 건조수축률은 ‘KDS 24 14 21 (3.1.2.3∼4)’의 크리프와 건조

수축 규정에 의한다.