468 ❙ 기 타

84

기 타 스마트톨링 갠트리 설계지침(안) (추스20진마17단트.0-톨56.2링668)

1 검 토 목 적

□ 스마트톨링 갠트리 구조 및 특징을 반영한 설계기준을

재정립하고, 아울러, 체계적이고 효율적인 설계를 위한

지침을 마련하고자 함

※스마트톨링＊ 갠트리 무정차 요금수납을 위한 차량감지장치, 영상촬영

장치, 안테나 등 통신시설물들을 적정위치에 설치

하도록 하는 지주구조물

2 추 진 경 과

□ 2016. 8 ~ 11 스마트톨링 갠트리 설계기준 연구용역 시행

□ 2016. 11 스마트톨링 갠트리 설계기준 기술자문(도교원)

□ 2017. 4 스마트톨링 갠트리 설계지침 심의(기술심사처)

□ 2017. 5 스마트톨링 갠트리 설계지침 심의결과 조치완료

3 국내 구조물 설치사례

구 분 설치부서 형 태 개 소

서부산영업소

2차로 하이패스

(남해2지선 10K)

ITS처

(2014년)

1개소

차세대ITS 시범사업

(대전당진선 88k)

스마트하이웨이사업단

(2015년)

1개소

원톨링시스템

(서울춘천선 등

7개노선)

ITS처

(2016년)

18개소

해인사 시험도로

(해인사IC 인근폐도)

스마트톨링추진단

(2016년)

1개소

기 타 ❙ 469

기 타

4 지주구조물 국내·외 설계기준

□ 국내 설계기준

구 분 관 련 내 용 비 고

도로표지관련규정집

(건교부, 2006)

•표지판 지주, 기초 등 형식별 설계사례 수록

도로교설계기준

(국토부, 2015)

•도로 교량관련 설계 등 기준

(2012년 한계상태설계법 개정)

강구조설계기준

(국토부, 2014)

•강재를사용한토목, 건축, 공작물관련설계등기준

(2009년 하중저항계수설계법 개정)

건축구조기준

(국토부, 2016)

•건축물 및 공작물관련 설계 등 기준

교량점검시설설치지침

(건교부, 2003)

•교량점검시설 설계 등 기준

도로안전시설 설치 및 관리

(건교부, 2014)

•차량충돌, 방호울타리 등급 등 도로안전시설 기준

□ 국외 설계기준

구 분 관 련 내 용 비 고

AASHTO LRFD

(AASHTO, 2015)

•미국 고속도로 부속구조물관련 설계 등 기준

DMRB

(Highways Agency, 1998)

•Eurocode를 기반으로, 영국 도로 및 교량관련

설계 등 기준

□ 우리공사 설계기준

구 분 관 련 내 용 비 고

표지판 세부기준

(설계처, 2005)

•표지판 설계하중, 허용응력 및 지주규격 등

설계 기준

고속도로 지주구조물 성능향상연구

(도교원, 2015)

•한계상태설계법 기반의 고속도로 부속시설물

설계 등 기준

470 ❙ 기 타

5 현 실태 및 문제점

□ 현 설계실태

구 분 원톨링 시스템(2015) 서부산영업소(2014)

구조설계법 허용응력설계법 좌 동

구조설계기준 도로교설계기준(2005) 좌 동

재 질

(재료)일반구조용 각형강관(SPSR400)

(도금)용융아연도금

＊부재:550g/㎡, 볼트,너트:350g/㎡

좌 동

하

중

고정하중

VMS:3.0kN, LCS:0.5kN,

바닥판:0.2kN, 적재자중:3.5kN/㎡

VMS:10kN

장비거치대:0.9kN~2.1kN/개소

활하중 1.5kN/㎡(출처 불분명) 미적용

설하중 3.0kN/㎡(도로교설계기준) 0.5kN/㎡(건축구조설계기준)

풍하중   







(도로표지관련규정, 2006)

좌 동

온도하중

피로하중

부등침하

미 고 려 미 고 려

□ 문 제 점

o 설계대상, 구조물 설계시기 및 설계자 등에 따라 적용기준을

다르게 적용함.

o 강구조물의 설계법이 허용응력설계법에서 한계상태설계법으로

변경(2014)

신규 설계법 반영 및 체계적이고 효율적인 설계기준 마련필요

기 타 ❙ 471

기 타

6 설계지침 적용(안)

□ 기본원칙

구 분 적 용 기 준 비 고

적용범위 ◦스마트톨링 갠트리의 설치 및 지주 설계에 적용

구조설계법 ◦한계상태설계법

구조설계기준 ◦강재부재 : 강구조설계기준 ◦기초부(철근Con’c) : 도로교설계기준

재 질

◦(재료)일반구조용 각형강관(SPSR490) ◦(도금)용융아연도금(부재:550g/㎡, 볼트,너트:610g/㎡) 등

＊기초연결재 품질기준 개선(녹색환경처-346, 2013.1.22) 적용

설계

조건

설계수명 ◦50년(문형식 및 내민식 표지판과 동일)

＊AASHTO 및 도로표지관련규정집 적용

제작‧설치 ◦지주는 가이드레일에서 최소 1.0m 이상 이격

＊도로표지 규칙, 제작‧설치 및 관리지침 적용

형하공간 ◦시설한계(4.5m이상) + 여유공간(처짐+300mm)≥5.0m

＊고속도로 지주구조물 성능향상연구 적용(도교원)

처 짐 ◦연직처짐량 L/150이하

＊AASHTO 문형식 연직처짐 적용

□ 부재 설계기준

구 분 적 용 기 준 비 고

지주부재

(강재)

인장부재 ◦강구조설계기준 (제4장 인장부재)

압축부재 ◦강구조설계기준 (제5장 압축부재)

휨 부 재 ◦강구조설계기준 (제6장 휨부재)

조합력과

비틀림부재 ◦강구조설계기준 (제7장 조합력과 비틀림부재)

기타부재

앵커볼트 ◦콘크리트 구조기준, 부록Ⅱ

베이스 플레이트 ◦지주구조물 성능향상연구(베이스 플레이트) AISC

피로설계 ◦지주구조물 성능향상연구(피로설계)

AASHT

O

기초설계 ◦도로교설계기준 (제7장 하부구조)

472 ❙ 기 타

□ 하중 및 하중조합

o 설계하중

구 분 적 용 기 준 비 고

고정

하중

자 중

(DC)

◦부재자중은 도로교설계기준 반영

* 실중량이 명백한 것은 그 값 사용

재료 단위질량(kg/㎥)

강재, 주강, 단강 7,850

주철, 주물강재 7,250

알루미늄 합금 2,800

철근콘크리트 2,500

프리스트레스

콘크리트

2,500

콘크리트 2,350

시멘트 모르타르 2,150

도로교설계기준

부가하중

(DS)

실하중 적용 ◦부착장비의 실중량 적용

토 압

(ES)

″ ◦갠트리 기초 상면의 상재토 하중적용

* 상재토=토사부피×흙단위중량

활하중(PL) 3.5 KN/㎡ ◦유지보수 상황(작업공간)을 고려

재하길이 및 위치 선정

도로교설계기준

설하중(IC)   

◦적설량을 고려 하중 적용(Sq)

건축구조설계기준

기 타 ❙ 473

기 타

구 분 적 용 기 준 비 고

온도하중(TU) -30 ~ 50oC ◦갠트리 전국설치를 고려 한랭조건

적용 및 상하연 온도차 미적용

도로교설계기준

정적

풍하중(WS)

  



 

  

◦문형식 표지판과 동일하게 적용

ㆍ계산식 :   





 

-  : 단위면적당 풍하중(N/m2)

-  : 설계기준풍속

(=     

 

)

  : 기본풍속(m/s)

  : 풍속환산계수(0.95)

- : 공기밀도(kg/m3): 1.225

- : 거스트계수(     )

  : 난류강도

-  : 항력계수

지주구조물

성능향상 연구

(도로교설계기준

,

케이블교량편)

피로

풍하중

(WF)

자연풍    ◦트럭풍(차량통과에 따른 풍하중)

및 자연풍의 반복 지속하중 고려

-  : 항력계수, If : 피로 중요도계수

지주구조물

성능향상 연구

트럭풍  (AASHTO기준)    

부등침하(SD)

수직방향

10mm

◦기초 가설오차, 부재제작오차

개념으로 적용

지주구조물

성능향상 연구

o 하중조합

하중

하중조합

DC, DS, ES PL WS WF TU IC SD

극한한계상태-1 ɤp* 1.60 - - - - 1.20

극한한계상태-2 ɤp* - 1.20 - - - 1.20

극한한계상태-3 ɤp* - 0.70 - - 1.10 1.20

극한한계상태-4 ɤp* - - - 1.20 - 1.20

사용한계상태-1 1.0 1.20 - - - - 1.00

사용한계상태-2 1.0 - 1.00 - - - 1.00

피로한계상태 - - - 1.00 - - -

※ PL:활하중, WS:정적풍하중, WF:피로풍하중, TU:온도, IC:설하중, SD:부등침하

474 ❙ 기 타

o 하중계수

하중의 종류

하중계수

최대 최소

DC:구조부재와 비구조적 부착물 1.25 0.9

DS:지주구조 부착물 1.5 0.65

ES:상재토 하중 1.50 0.75

7 적용방안 및 향후계획

□ (적용방안) 본 방침이후 시행하는 실시설계시 지침내용 반영

□ (향후계획)

◦스마트톨링 갠트리 설계지침(안) 책자발간(2017. 6)

◦스마트톨링 갠트리 지주 보호시설 설치방안 수립(2017. 12)

# 붙 임 : 1. 스마트톨링 갠트리 설계지침(별도송부) 1부.

2. 기본도면(별도송부) 1부.

기 타 ❙ 475

기 타