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 8-5 편 교량 부대시설물

 

제3권 교량

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3.1 일반사항

(1) 신축이음장치는 교량의 온도변화, 콘크리트의 크리프, 건조수축 및 하중에 의한 거더 단부의 변위

에 대해서 차량이 교면을 지장 없이 주행할 수 있어야 한다.

(2) 신축량은 기본신축량과 신축여유량의 합계를 말한다.

(3) 표준온도는 신축장치 설치 시의 연간 평균기온을 말하고, 15℃를 표준으로 한다.

(4) 신축이음장치는 적정형식과 적정유간확보가 가장 중요하므로 신축량 · 사교여부 · 적설지역 여부 ·

슬래브 유간 등을 감안하여 형식과 규격을 선정하고, 슬래브 타설 시와 신축이음장치 설치 시의

온도 · 신축이음장치 형식 · 규격 등에 따라 슬래브와 신축이음장치 유간을 조정하여 시공한다.

(2)에 대하여

신축량이라 함은 보의 가동단에서 움직임을 나타내는 용어로서, 신축이음장치의 설계 시를

기준으로 해서 보의 온도변화(+)에 의한 신장량(△ℓ+t)과 온도변화(-)에 의한 수축량(△ℓ-t)

과 건조수축, 크리프에 의한 보의 수축량(△ℓs)과의 합계이다.

즉, △ℓ = △ℓ+ t + △ℓ - t + △ℓs

이에 대해서 유간량이라 함은 신축이음장치 자체의 상태를 나타내는 용어로서, 신축이음장치

의 틈이 최소로 된 때를 말한다. 강교량인 경우 노면 틈새 간격은 계수하중을 고려한 극한

이동 상태에서 최소 25 mm 이상이어야 한다. 콘크리트교량인 경우 크리프 및 건조수축 변

형을 감안하여 초기에 일시적으로 최소 틈새 간격이 25 mm 보다 작을 수 있다.

(3) 설치 시 온도는 통상 신축이음장치 설치 시의 월평균 기온으로 하는데 PSC교, RC교 등에서

이동량이 적은 것에 대해서는 사계절별의 평균기온을 취하는 경우도 있다.

(4) 신축이음장치 설치 시에는 슬래브 유간을 실측하여 슬래브 유간에 맞는 규격을 설치해야 한다.

슬래브 유간 과다 시 신축이음 장치를 큰 규격으로 설치하거나 슬래브 단부에 콘크리트를

타설하여 슬래브 유간을 좁혀서 신축이음장치를 설치한다.

3. 신축이음장치

제8-5편 교량 부대시설물

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슬래브 유간 부족 시 단부를 깨어내어 적정 유간을 확보한 후 신축이음 장치를 설치한다.

슬래브 타설 시에는 신축이음장치 형식과 규격 및 타설 시의 온도를 고려한 슬래브 유간 계

산서를 작성하여 감독원이 확인한 후 거푸집을 설치해야 한다.

신축이음 장치 교체나 보수공사 시에는 건조수축 크리프량을 다시 계산하여 신축이음장치의

규격을 줄여야 한다.

3.2 형식 선정 시 고려사항

신축이음의 허용 신축량과 극한 신축량은 발생 가능한 모든 하중들의 조합들 중에서 가장 불리한 경

우에 대하여 각각 계산해야 한다. 신축이음장치 본체와 그 지지부는 최대로 신축하였을 때 계수 하중

에 안전하도록 설계해야 한다.

눈이 많이 내리는 지역에서는 신축이음 연결부 및 앵커는 제설기에 의해 신축이음에 가해질수 있는

수평하중에 저항하도록 설계해야 한다.

교량 구조물에서 신축이음 수는 최소화하도록 하고 교량 종방향 기울기를 고려하여 곡선부 최고 점에

설치하는 것이 바람직하다.

3.3 설계일반

(1) 신축량의 산정

(가) 상부구조이동량은 가동받침에서 발생하는 이동량과 동일하므로 이를 적용하고 하부 구조이동

량 지반변동에 의한 크리프변위를 고려해야 한다.

(나) 상부구조 이동량 산정

이동량은 일반적으로 다음 식을 따른다.

        

여기서,

 : 온도변화에 의한 이동량( ․  ․ )(mm)

 : 활화중으로 거더의 처짐에 의한 이동량 Σ ․  (mm)

 : 콘크리트의 건조수축에 의한 이동량( ․  ․  ․  )(mm)

 : 콘크리트의 크리프에 의한 이동량

 

 

∅ ․  ․ (mm)

α : 열팽창계수

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(나)에 대하여

이동량을 산정하는 식과 계산방법은 한계상태설계법과 일반설계법이 모두 동일 하나 하중조

건별 계수(극한상태)를 고려해야 한다.

<표 3.1> 하중조합과 하중계수

하중

한계상태

하중조합

DC

DD

DW

EH

EV

ES

EL

PS

CR

SH

LL

IM

BR

PL

LS

CF

WA

BP

WP

WS WL FR TU TG

GD

SD

이 하중들은 한 번에

한 가지만 고려

EQ IC CT CV

극한 Ⅰ p 1.80 1.00 - - 1.00

0.50/

1.20

T G SD - - - -

극한 Ⅱ p 1.40 1.00 - - 1.00

0.50/

1.20

T G SD - - - -

극한 Ⅲ p - 1.00 1.40 - 1.00

0.50/

1.20

T G SD - - - -

 : 신축거더 길이(mm)

β : 건조수축, 크리프의 저감계수

  : 프리스트레싱 직후의 PS 강재에 작용하는 인장력(N)

Ac : 콘크리트 단면적(mm2)

Ec : 콘크리트 탄성계수(MPa)

Ø : 콘크리트의 크리프계수

T : 건조수축에 해당하는 온도변화(℃)

 : 거더의 중립축으로부터 받침의 회전중심까지의 거리(mm)

 : 받침 상부의 거더의 회전각(rad)

(2) 신축장치의 여유량

(가) 모듈러형 신축이음 :

여유량을 포함한 최소 이동량 = 계산이동량 + 25 mm

(나) 핑거형 신축이음 :

극한이동 상태에서 최소겹침길이 : 38 mm

하절기 틈새 축소되어 겹쳐진 경우 : 20 mm

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극한Ⅰ 조합에 의해 증가되는 이동량

① 활하중 처짐(LL) : 하중계수 1.8

② 온도이동량(TU) : 하중계수 1.2

③ 크리프(CR), 건조수축(SH) : 하중계수 1.0(비세그멘탈교량의 상부구조)

④ 지반이동 및 지반변동(GD, SD) : 하중계수 1.0(특별시방서 명기)

극한Ⅲ 조합에 의해 증가되는 이동량

① 풍하중에 의한 이동량 (WS) : 하중계수 1.4(횡방향 지배하중)

따라서, 일반설계법 대비 한계상태 설계법에 의한 이동량은 온도에서 1.2배 , 활하중 처짐에

서1.8배 차이에 의해 발생된다.

일반설계법은 지반변동 등 별도의 여유량을 고려하는 반면 한계상태설계법의 지반변동에 대

한 여유량은 없으며, 산출이 가능하다면 별도의 하중조합으로 고려가 해야한다. 일반설계법

과 달리 한계상태설계법에서는 신축이음 장치의 제품상에서 필요한 여유량 별도로 고려되도

록 하였다.

제품상의 여유량은 (2) 신축이음장치의 여유량에 정의하였으며, 고무계열 신축이음의 경우에

는 유간이 80 mm 이하에서만 적용되므로 별도의 여유량을 고려하지 않아도 극한상태의 이

동량을 고려한다면, 신축이음장치의 여유량은 확보된다.

3.4 단부거푸집

(1) 신축량 100 mm 이하는 블록아웃 깊이가 150 mm 이내이므로 단부거푸집으로 신축이음 장치에

사용되는 흡음재는 거푸집으로 사용한다.

(2) 신축량 100 mm 초과 시에는 유간이 크고 블록아웃 깊이가 비교적 깊으므로 아연도금 철판(T =

2 mm)을 거푸집으로 사용한다.

(1), (2)에 대하여

블록아웃 길이가 얕은 경우 무수축콘크리트에 의한 거푸집 변형이 적으므로 흡음재를 거푸집

으로 사용하나, 유간이 크고 블록아웃깊이가 비교적 깊은 경우 흡음재나 스티로폼 사용 시

변형이 우려되고 합판 거푸집은 설치 및 제거가 곤란하므로 아연도급합판(T = 2 mm)을 거푸

집으로 사용한다.

제3권 교량

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3.5 사교에서의 형식 및 규격 선정

(1) 사교에서는 다음 식에 의한 전단변형량과 교축방향 신축량을 동시에 만족하는 신축이음장치 형식

과 규격을 사용해야 한다.

<표 3.2> 전단변형량

조 건

전단변형량(mm)

맞댐, 고무판. 레일형식 비 고

강핑거 형식

PSC교 RC교

고정단에서 가동받침의 이동 방향을 교축

직각 방향 설치 시

0.7L × Cosθ

+ 0.8B

0.5L × Cosθ

+ 0.8B

0.8B

L : 신축장(m)

고정단에서 가동받침의 이동 방향을 B : 폭원(m)

사각방향 설치 시

0.7L × Cosθ

+ 0.4B

0.5L × Cosθ

+ 0.4B

0.4B

(2) 전단변형에 대한 적응성이 불량한 고무판형식(에이스, 트랜스 플렉스 형식)사용을 지양하고 모노

셀 형식과 레일형식을 사용해야 한다.

(3) 강핑거 형식과 레일형식은 사각을 감안하여 주문제작 설치해야 한다.

(1) 맞댐 형식과 고무판 형식 설치 시는 슬래브 유간을 ΔL ⇒ ΔL/sinθ로 늘여서 시공하고

(2) 사각을 보정한 레일형식과 강핑거 형식 설치 시는 신축이음 장치 규격을 ΔL ⇒ ΔL×sinθ로

줄여서 설치한다.

ΔL : 교축방향 수평변위(신축 유간)

ΔD : 사각 직각방향 수평변위(ΔLsinθ)

ΔS : 사각 방향 수평변위

교축방향

신축유간

<그림 3.1> 사교의 유간

제8-5편 교량 부대시설물

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▶ 사교의 신축량 계산 및 형식선정 예

∙ 교량 형식 : PSC BEAM교(가동받침의 이동방향을 교축직각 방향 설치)

연장 : 35 m

폭원 : 12.14 m

사각 : 45ﾟ

∙ 계산 신축량(ΔL) = 0.84 × 35 + 10 = 39.4 mm ⇒ H사의 4G 모노셀 사용

(신축장 100 m 미만)

∙ 전단변형량계산 = 0.7L × Cos45 + 0.8B = 0.7 × 35 × Cos45 + 0.8 × 12.14 =

28.52 mm ⇒ 4G 허용 전단 변형량 30 mm 보다 작으므로 모노셀 4G 사용 가능함.