제 1 장  총  론

1.1 교량의 구성

교량(Bridge)이란 도로, 철도, 수로 등 통로의 일부가 하천, 계곡, 해협, 호수, 운하 등 자연장애물이나 도로, 철도 등의 위를 횡단할 때 가설되는 구조물을 말한다. 도로교 설계기준은 도로법에서 규정하는 도로상에 건설하는 지간 200m이하의 교량에 적용하는 것을 원칙으로 한다. 그러나 지간이 200m를 넘는 경우에도 장대교량의 종류, 구조형식, 가설지점의 상황 등에 따라 적절한 보정을 해야 하는 사항을 제외하고는 이 설계기준을 준용한다.

제 1 장   총  론

일반적으로 교량은 공공구조물로서 그에 기대되는 기능에 상응하는 강도와 안정성(Strength &  Stability)을 지녀야하고, 구조 및 역학적으로 단순(Simple)하고, 가설 및 유지보수가 경제적(Economical)일 것이 요구된다.

교량은 기본적으로 다음 3개 요소로 구성된다.

(1) 상부구조(Super-structure)

직접 교통물을 지지하는 교대나 교각 위에 설치되는 빔, 또는 이에 해당하는 주부재, 바닥틀(세로보와 가로보), 연석, 난간 등이 이에 속한다.

(2) 하부구조(Sub-structure)

상부구조물로부터 전달되는 하중을 기초지반에 안전하게 전달시키는 부분으로 교대나 교각 및 그들의 기초(말뚝, 우물통 포함)를 일컫는다.

(3) 부대구조

상기 이외의 공작물로 날개벽, 호안공, 접속도로, 교량표식물, 조명설비 등 교량 가설시 상하부구조와 동시에 일괄시공된다.

그러나, 교량을 이용하는 가설물(송전선, 송수관, 통신관, 가스관 등)은 그 교량의 설계하중으로 고려하되 부대구조물로는 간주하지 않는다.

그림 1.1 교량의 구성

A. 바닥과 바닥틀

바닥(floor)은 교통하중을 직접지지하는 부분으로서 도로면에서 교면과 그 밑에 있는 바닥판을 말하며, 철도교에서는 궤도가 교면에 해당된다.

바닥틀(floor system)은 바닥에 작용하는 하중을 주형 또는 트러스에 전달하는 역할을 한다. 일반적으로 가로보(cross beam)와 세로보(stringer)로 구성되며, 가로보는 주형 또는 트러스에 직각으로 지지되는 횡방향의 거더이며, 가로보 사이에 연결되어 있는 종방향의 거더가 세로보이다.

그림 1.2 바닥과 바닥틀

B. 주형과 트러스

거더교(桁橋)에서는 2개 또는 그 이상의 주형이 사용되고, 트러스교에서는 양측의 트러스가 상부구조의 주체가 된다. 바닥에 작용하는 하중은 바닥틀을 통하여 주형 또는 트러스에 전달되고 이것이 다시 받침에 전달된다.

C. 브레이싱

좌우의 주형 또는 트러스를 입체적으로 연결시키며 수평하중이나 비틀림에 저항하는 구조이다.

① 수평브레이싱(lateral bracing)

주형이나 트러스 현재의 길이 방향에 설치된 수평방향의 브레이싱으로 횡하중을 받침에 전달하는 역할을 한다. 위에 있는 것은 상부수평브레이싱, 아래에 있는 것은 하부수평브레이싱이라 한다.

② 수직브레이싱(sway bracing)

주형이나 트러스에서 서로 맞보는 수직재를 연결하는 브레이싱으로 중간에 있는 것은 중간수직브레이싱, 교량단부에 있는 것은 단부수직브레이싱이라한다.

1.2 교량의 분류

1.2.1 용도에 의한 분류

(1) 도로교(Road Bridge) : 도로를 통과시키는 교량

(2) 철도교(Railway Bridge) : 철도선로를 통과시키는 교량

(3) 수로교(Aqueduct) : 수로, 수력발전용 또는 관개용수를 통과시키는 교량

(4) 과선교(跨線橋,Over Bridge) : 철도선로 위에 가설하는 교량

(5) 가도교(架道橋,Over Bridge) : 도로 위에 가설하는 교량

(6) 육교(陸橋,Viaduct) :저지( 低地), 계곡 등에서 물이 없는 곳에 가설되는 교량을 말하며 철도 또는 도로를 횡단해서 가설된 보도용 교량도 육교라 한다.

(7) 군용교(Military Bridge) : 군사용으로 가설되는 교량

1.2.2 사용 재료에 의한 분류

(1) 목교(木橋,Timber Bridge) : 목재를 주요 재료로 하는 교량으로 보 또는 트러스교 형식으로 한다.

(2) 석교(石橋,Masonry Bridge) : 주 재료로 돌을 사용한 교량으로 보 또는 아치교 형식으로 한다.

(3) 철근콘크리트교(Reinforced Concrete Bridge)

: 철근콘크리트를 사용한 교량으로 슬라브, 형교, 아치, 라아멘교 형식 등 많은 교량에 적용한다.

(4) 프리스트레스트콘크리트교(Prestressed Concrete Bridge)

: 고장력의 PC 강재를 콘크리트 교량에 적용한 것으로 고속도로 및 고가도로에서 많이 가설한다.

(5) 강교(鋼橋,Steel Bridge) : 강재를 주요 재료로 사용한 교량으로 I빔교, 판형교, Box Girder교, 아치교, 트러스교 등을 들 수 있다.

(6) 경금속교(輕金屬橋) : 高力 알루미늄합금을 주 재료로 한 교량이다.

1.2.3 교면의 위치에 의한 분류

(1) 상로교(上路橋,Deck Bridge) : 노면이 교량의 형(桁)이나 트러스 위쪽에 있는 교량(그림 1.3a)

(2) 중로교(中路橋,Half Through Bridge) : 노면이 교형(橋桁) 높이의 중간에 있는 교량(그림 1.3b)

(3) 하로교(下路橋,Through Bridge) : 노면이 교형(橋桁)의 아래쪽에 있는 교량(그림 1.3c)

(4) 이층교(二層橋,Double Deck Bridge) : 통로가 2단으로 나누어져 있는 교량. 가령, 위쪽은 도로, 아래쪽은 철도용이 되어 있는 교량.(그림 1.3d)

그림 1.3 교면의 위치에 의한 교량

1.2.4 교량의 평면형에 의한 분류

(1) 직교(Right Bridge) : 하천이나 계곡 등의 장애물에 직각으로 가설된 교량으로 교량의 받침선이 교량의 중심선(교축)과 직각을 이룬다.(그림 1.4a)

(2) 사교(斜橋,Skew Bridge) : 장애물의 방향과 교량의 방향이 斜角을 이루는 교량으로 교량의 받침선이 교량의 중심선과 斜角이 된다.(그림 1.4b)

(3) 곡선교(Curved Bridge) : 교축선이 곡선을 이룬 교량.(그림 1.4c)

그림 1.4 평면형에 의한 교량

1.2.5 교량의 동․부동(動.不動)에 의한 분류

선박의 항해를 위하여 교형(橋桁)을 개폐하는 교량을 가동교(可動橋,movable bridge)라고 한다. 가동교에는 다음과 같은 종류가 있다.

□도개교(桃開橋, bascule bridge) : 교형이 수평축의 주위를 회전하는 교량(그림 1.5a)

□승개교(昇開橋, lift bridge) : 교형이 수직으로 승강하는 교량(그림 1.5b)

□선회교(旋回橋, swing bridge) : 교형이 수직축 둘레를 수평으로 회전하는 교량(그림 1.5c)

그림 1.5 가동교

1.2.6 구조형식에 의한 분류

(1) 형교(Girder Bridge)

보로 설계되는 형(Beam or Girder)을 주체로 한 교량을 말하며 이때 이 형을 주형이라 하고, 주형에 I형강, H형강을 쓴 교량을 I型형교, H型橋라 하며, 강판을 조합시켜 I型 단면으로 한 플레이트 거어더(Plate Girder)를 주형으로 한 것을 거어더교(판형교)라 한다. 최근에는 상자형의 단면을 주형으로 한 것을 쓰는데 이것을 박스 거어더(Box Girder)교라 하고 병열 주형과 횡형으로 구성하는 구조를 격자로 취급해서 계산하는데 이를 격자형교(Gridwork Bridge)라 한다. 또 철근큰크리트 슬래브와 이를 지지하는 플레이트 거어더를 연결재 등으로 일체구조로 한 것을 합성형교라 한다.

또 형교를 지지상태에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.

① 단순형교(Simple Girder Bridge)

: 양 받침에서 일단은 회전, 타단은 가동(힌지)으로 한 형교를 말한다. 이 경우는 단경간에 적용되고 하부구조의 교각의 수가 많아지게 된다.

② 연속형교(Continuous Girder Bridge)

: 2경간 이상 연속된 주형을 사용한 형교를 말한다. 같은 지간의 단순형교에 비하여 휨모멘트나 전단력이 감소되어 형의 높이를 얕게 할 수 있어서 재료가 절약되나 부정정구조가 되어 해석이 까다롭고 지점 침하의 위험이 있는 곳에는 가설하기 어렵다.

③ 게르버형교(Gerber Girder Bridge)

: 그림 1.6과 같이 연속형교에 힌지(Hinge)를 넣어 부정정구조물을 정정으로 만든 교량이다. 연속교와 마찬가지로 지간을 크게 할 수 있어서 강교나 철근콘크리트교로서 매우 좋은 형식이다. 연속교와는 달리 기초지반이 견고하지 못한 곳에도 이 형식을 쓸 수 있으며 지점이 부등침하하여도 형(Girder)에는 별 지장을 주지 않는다.

1.6 게르버형교

(2) 트러스교(Truss Bridge)

트러스를 주형으로 한 교량을 말한다. 트러스교도 받침 형식에 따라 다음과 같이 구별된다.

① 단순트러스교

: 받침 구조가 단순지지된 것을 말하며 지간은 보통 50m에서 100m까지 가설된다.

② 연속트러스교

: 받침구조는 연속형교와 같고 단순트러스교와 지간이 동일한 경우에는 부재 응력도 작게 일어나서 단면을 감소할 수 있으며 재료를 절약할 수 있으나 부정정구조물이기 때문에 응력 계산이 다소 복잡하고 지반이 나쁜 곳에서는 사용할 수 없다.

③ 게르버트러스교

: 연속트러스교는 부정정구조이기 때문에 n 경간 연속트러스에서는 (n-1)개의 힌지를 넣어서 정정구조로 한 것이다. 연속트러스교의 장점을 살리고 단점을 보완한 것으로장경간( 長徑間)으로 할 수 있어 기초지반이 좋지 못한 곳에서도 가설할 수 있는 특징이 있다.

(3) 아아치교(Arch Bridge)

교량의 주체를 아아치 구조로 하여 지점이 이동하지 못하도록 한 것이다. 장경간의 경우 경제적이나 형태가 아름다워 간혹 소경간에도 사용된다. 상부구조의 주 부재가 압축재로 작용하고 기초지반에 연직(압축) 및 큰 수평반력을 일으킨다.

힌지 수(數)에 의하여 고정아아치(Hingeless Arch), 1힌지아아치(1 Hinge Arch), 2힌지아아치, 3힌지아아치로 구별된다.(그림 1.7)

1힌지아아치를 교량에 사용한 예는 드물고, 2힌지아아치는 1차 부정정으로 주로 강교에 사용된다. 3힌지아아치는 정정구조로 강교 및 철근콘크리트 교량에 사용되며, 고정아아치는 지점에서 수평반력 외에 고정모멘트가 작용한다. 주로 철근콘크리트교에 사용된다.

이 외에도 양 지점을 타이(緊材: tie)로서 연결하여 정정구조로 한 타이드 아아치(Tied Arch)교나 보강재 또는 보강 트러스가 있는 랭거교(Langer Bridge)나 로오제교(Lohse Bridge) 등이 있다(그림 1.8).

그림 1.7 힌지별 아치교

그림 1. 형식별 아아치교

(4) 라아멘교(Rahmen Bridge)

라아멘을 주체로 한 것이 라아멘교이며 그림 1.9에서 (a)와 (b)는 주로 철근콘크리트 또는 PSC 구조로 하며 (b)는 고가도로에서 사용되고 (c)와 (d)는 주로 강교에 사용되는 형식이다. 또 트러스에서斜材를 없애고 현재와 수직재를 강결시켜 일종의 라아멘교 형식으로 한 비이렌디일교(Vierendeel Bridge)가 사용되기도 한다.

그림 1.9 라아멘교

(5) 현수교(懸垂橋,Suspension Bridge)

현수교(일명 조교)는 양단 주탑(tower)에 케이블(Cable)을 걸고, 이에 보강형 또는 보강 트러스를 수직懸材(Hanger)로 매어 단 형식의 교량으로 초대형 장경간에 적합한 형식이다.

이 다리 케이블을 양단 지중에 정착시키는 블록정착식 현수교(block anchored suspension bridge)와 전장을 통하여 연속한 보강형을 사용하고 케이블의 양단을 이 보강형 양판에 결합한 형식이 있는데 이를 자정식 현수교(self anchored suspension bridge)라고 한다.

우리나라의 남해대교는 전장 660m(128m + 404m + 128m)의 현수교로 1973년 6월에 개통되었다.

금문교(Golden Gate Bridge)는 전장 1966.20m(343.02m+1280.16m+128m)으로 모두 블록정착식 현수교이다.

그림 1.10 현수교

(6) 사장교( 斜張橋,Cable Stayed Bridge)

그림 1.11과 같이 중간 교각에 탑(Tower)을 세우고 여기에 경사진 케이블로 연속형을 지지하게 한 구조형식으로 현수교와 마찬가지로 장대교량에 적합한 형식이다.

우리나라에 가설된 교량으로는 진도대교, 돌산대교 및 올림픽대교, 서해대교,삼천포대교가 이 형식이다.

그림 1.11 사장교

1.3 교량의 주요 치수

교장(橋長), 지간, 경간 및 폭원 등은 교량의 주요 치수를 표시하며, 이들로써 교량 규모의 대소를 알 수 있다.

1.3.1 교장

교장은 그림 1.12에 도시된 바와 같이 양교대 연석 내면간의 교축선에 따른 거리를 말한다. 교량에는 보통 (m)로 표시하는데, 소수점 이하의 수를 붙이지 않는 것이 좋다. 부득이한 경우라 하더라도 소수점 첫째자리까지로 하여야 한다.

그림 1.12 교량의 교장, 지간 및 경간

1.3.2 지간(支間,Span)

지간은 상부구조의 받침 중심간의 거리를 말하며, 상부구조의 응력계산에 사용된다.

1.3.3 경간(徑間,Clear Span)

경간은 교대 또는 교각의 상면측간의 수평거리이다. 교대의 경우에는 교축에 연한 길이가 되지만,사교( 斜橋)의 경우에는 흐름에 직각방향의 길이이다.

1.3.4 폭원(幅員)

폭원은 교축선에 직각 방향인 횡단면의 치수이고, 도로교의 폭원은 보도와 차도의 구별이 없는 경우에는 연석(地覆)간의 거리이며, 접속도로의 폭원에서 양쪽 각각 0.25m 이상, 즉 0.5m 이상 더한 것으로 한다. 보도와 차도의 구별이 있는 경우에는 교량의 차도 폭원은 연석간의 거리이고, 접속도로의 차도폭원에 일치한다. 단, 접속도로에 보도와 차도의 구별이 없을 때에는 도로폭원으로 한다. 또 도로상에 교량의 부재 또는 노상시설대(路上施設帶)가 있을 때에는 보도로서는 유효하지 않다.

도로교의 폭원은 교통 차량의 종류, 교통량에 따라 결정이 된다. 한 사람이 통행하는 폭원은 0.75m, 두 사람이 엇갈려 통행하는 폭원은 1.5m가 필요하다. 2차선에서는 6m, 3차선에서는 9m의 폭원이 필요하며, 4차선 이상의 경우에는 1차선을 2.75m로 취해도 좋다.

1.3.5 교상공간(橋上空間) 및 교하(橋下)의 간격

하로교의 경우 교면상에서의 공간은 교통에 지장이 없도록 충분히 높아야 한다. 도로교에서는 차도의 노면상 최소 4.5m로 규정되어 있다. 단, 특수한 경우에는 4.0m로 축소할 수 있다. 또한, 보도의 높이는 보통 3.0m, 특수한 경우에는 2.5m로 규정되어 있다.

철도교의 경우에는 레일면상 4.3m 이상으로 규정되어 있다.

교하의 간격은 하천상의 교량인가 또는 도로, 철도노선상의 교량인가의 여하에 따라 다르다. 고속도로 건설공사 설계기준 및 하천 시설기준에 의하면 교차조건이 도로인 경우에는 4.7m이상, 가급적 5m이상으로 하고, 하천의 교량에 있어서는 계획홍수량에 따라 다음 표 1.1의 값을 표준으로 한다.

표 1.1 하천에서의 다리밑 공간
계획 홍수량(m3/sec)	다리밑 공간(m)
200 이하 200 ∼ 500 500 ∼ 2,000 2,000 ∼ 5,000 5,000 ∼ 10,000 10,000 이상	0.6 이상 0.8 이상 1.0 이상 1.2 이상 1.5 이상 2.0 이상

단, 선박의 통행이 있는 경우에는 각 하천에 따라 달라지나 보통 3 ∼ 4.5m를 필요로 한다.

외양기선(外洋汽船)이 통과하는 대하천 또는 해협 등의 교량에서는 그 도로 및 철도의 건축한계를 침범하지 않는 정도의 높이에 침하 등을 고려하여 약간의 여유를 둔다.

1.3.6 교면구배

일반적으로 도로교는 교축방향에 종단구배, 이와 직각방향으로 횡단구배를 붙인다. 이것은 교면의 배수를 좋게 하고 외관을 좋게 하기 위함이지만, 전후 도로의 종단구배와의 사이에 급격한 변화가 있어서는 안된다.  철도교의 판형교에서는 교면종단구배는 보통 붙이지 않는다. 도로교의 횡단구배는 1.5∼2.0%를 표준으로 한다.  도로교의 종단구배는 兩橋臺敷石間의 수직구배로서 표시한다. 보통 종단곡선은 兩橋臺의 높이가 같을 때에는 교량의 중앙에 정점을 가진 포물선으로 한다. 혹은 중앙부에 포물선을 넣고 전후에 직선을 넣을 때도 있다. 이들은 가교지점의 상황에 따라 달라진다. 구배로서 완만할 때는 0.5 ∼ 1%, 보통은 1.5 ∼ 2%, 급할 때는 3 ∼ 4%로 한다.

1.4 橋梁 계획 및 교량 설계

구조물의 설계와 시공은 전과정에 걸쳐 구조물의 안전성, 사용 목적에 대한 적합성, 시공 및 유지관리의 용이성, 경제성, 환경과의 조화 등을 고려하여야 한다.

구조물의 설계계산은 가장 불리하게 재하된 정하중 및 동하중으로 인한 구조물의 응력, 변형, 안정, 피로 등의 제반 구조거동을 검토하여 적당한 안전도를 확보하여야 한다.

1.4.1 기초조사

가교예정지의 圖上 및 實測 踏査로 다음 사항을 조사한다. 旣設 교량의 대체, 또는 도로가 이미 축조되었거나 그 계획 노선이 확정되어 가교 위치가 미리 정해진 경우 이중 일부가 그 대상에서 제외될 수 있다.

(1) 地質, 地形 : 가교예정 노선 및 후보지의 실측평면도 및 종횡단면도 작성; 기초 지반의 柱狀圖 작성

(2) 河川狀況, 洪水量 : 국부적 세굴, 홍수위 및 洪水流向 ; 諸氣象

(3) 교량의 장애물 : 교량 위 또는 아래를 지나는 고압선, 송수, 송유관; 예정 교량 아래를 지나는 車輛, 선박의 치수와 量(교통량)

(4) 교량을 이용할 교통물의 성격: 교통량, 현재 및 장래의 예상

(5) 접속도로: 도로의 유무, 선형계획

(6) 교량에 첨가될 시설: 시설물의 현재 및 장래의 예상

(7) 계획된 교량 공사가 환경에 미치는 영향

: 공사 기간중의 우회로의 유무, 그 상태 ; 假橋의 필요성과 규모; 공사과정 및 그 결과가 현지 구조물, 인가, 주민 및 동식물의 生存환경에 미치는 현재 및 장래의 영향; 용지 수매 보상 등

(8) 기타 : 공사에 투입될 각종 자재의 질과 양의 確保 및 가격 ; 자재 운반로와 방법 ; 動力線의 유무와 소요량 확보, 공사용 가설물의 위치와 규모 등

1.4.2 架橋 位置 選定

예정된 가교 위치가 다른 요인으로 이미 정해진 경우를 제외하고, 일반적으로 가교위치(하천에 설치할 경우를 예상) 선정에 다음 사항을 고려한다.

(1) 河床 및 兩岸의 지질이 양호한 곳

(2) 河床 및 流水가 안정된 곳; 河床 지질, 지형 및 流向이 급변하는 곳이나.하천의 굴곡부는 가급적 피한다.

(3) 가급적 직교가 되도록 하고 과도한 斜橋나 곡선교가 요구될 선형을 피한다.

1.4.3 교량의 형식 선정

架橋 위치가 정해지면 그 위치에 적합한 교량 형식이 정해져야 한다. 경제성, 기술상의 문제, 규모 및 기타 요인이 그 선정에 영향을 미친다.

교량 형식의 선정에 관하여 다음과 같은 지침이 규정되어 있다.

(1) 상부구조 형식: 경제적인 경간 길이와 경간 분할을 정하고 하부구조에 적합한 형식을 택한다.

(2) 하부구조 형식: 기초지질을 고려하여 상부구조에 적합한 형식을 선정한다.

교량은 상하구조가 일체로 되어 그 기능을 발휘하는 것이며, 서로간에 균형이 이루어져야 한다. 교량의 형식선정에 아래 사항들을 고려한다.

(1) 구상된 교량의 중요성 : 교량의 등급, 규모 등. 예컨대 假橋 또는 교통량이 경미한 곳에 木橋 등.

(2) 경간분할

(3) 지질 : 기초지반이 연약한 곳에는 구조가 간단한 단순빔교가 좋을 것이다. 하부구조의 형식은 기초지반의 상황, 지하수위의 높이, 水深의 대소에 따른 시공의 難易性 등으로 정해진다.

(4) 지형 : 교량 아래의 공간이 충분한 곳에는 상로교를 놓는다. 계곡이나 급류 등에서 동바리 架設이 어려운 곳에서는 동바리 없이 架設이 가능할 형식(예컨대 Precast로 되는 Prestress Concrete Girder교 등)을 택한다.

(5) 환경 : 架設地(都邑, 名勝地 등)의 특징, 풍토, 風俗, 역사적 故事, 지형 등에 적응시킨다.

(6) 시공방법 : 자재의 취득, 노무관리, 동력, 시공장비 등

(7) 공사비 : 경제성, 여러가지 代案과 비교하여 가급적 최저 가격의 형식을 택한다.

표 1.2 조사의 종류
조사의 종류	조사내용	조사목적
1. 지형조사	․지형도 작성	․가교의 위치, 교장, 경간분할 결정
2. 지질조사	․지질역사, 지질자료 수집 ․지질도 작성 ․물리탐사	․가교의 위치, 교장, 경간분할 결정 ․하부공 위치선정과 구조계획
3. 교차도로 등의 조사	․교차도로․철도 등의 폭원, 교량 높이, 건축한계, 횡단구조, 종단구배 등의 상황 및 장래계획 조사 ․자하매설물의 조사	․교장, 경간분할, 교하공간, 시공방법의 선정
4. 하천조사	․하천횡단형상 ․유량, 유속, 고수위, 저수위, 하천구배 등의 형상 및 장래계획 조사 ․ 항해선박의 조사	․경간분할, 교하공간, 교각형상, 기초, 근입깊이의 선정 ․시공시기, 시공방법의 선정 ․월류방지 소요단면의 결정 ․경간분할, 교각형상 시공방법의 결정, 충돌하중의 결정
5. 바다, 호수, 늪의 조사	․조수위, 파고, 조류조사 ․항해선박의 조사	․계획고의 선정 ․수압, 시공시기, 시공방법의 선정 ․경간분할, 교각형상, 충돌하중의 결정
6. 토질조사	․보링 ․포준관입시험 ․토질시험 ․테스트 비트 ․pressure meter 테스트 ․지하수위 측정	․하부공의 설계 ․지지층의 선정, 허용지내력의 결정 ․흙의 단위중량결정, 내부마칠각, 점착력의 결정 ․압밀침하량의 산정 ․시공방법의 선정
7. 지진조사	․지진기록, 지진피해 기록의 조사 ․지반상시 미동측정 ․지진기반의 확인	․설계진도의 결정
8. 기상조사	․기상관측 기록의 조사 (풍속, 온도, 강설, 천후)	․온도변화의 결정, 풍하중, 설하중의결정 ․피복두께의 선정, 재료의 선정, 시공시기 및 방법의 선정
9. 교량첨가물 조사	․교량위치의 기설 지하매설물 조사 ․상수도, 하수도, 전력, 통신선 등의 신설계획 조사	․첨가물의 치수, 중량의 결정
10. 부식조사	․기존구조물의 부식상황 조사 ․유기물 조사, pH 조사 ․도료에 대한 시험	․사용재료의 선정 ․방청방법의 결정
11. 재료조사	․콘크리트용 골재 및 물의 품질과 물량조사	․사용재료의 선정 ․방청방법의 결정
12. 시공조사	․재료운반로의 현황조사	․운반될 최대부재의 결정 ․공사용 도로계획

(8) 교량의 維持 : 자연 또는 인위적인 부식작용(생산공장에서의 매연, 폐수, 해안지방의 염분 등)에 강하고, 유지보수가 쉬운 형식이 요구된다. (일반적으로 강교는 정기적으로 塗裝 등 보수를 요하여 다년간에 걸쳐 유지비가 소요된다.)

要는 주어진 요건하에서 지배할 수 있는 여러가지 변수를 조정하여 기술상(구조 및 역학적)으로 가장 합리적이고, 경제적(직접공사비, 사후유지비, 耐久年限 등)으로 가장 유리하고, 전체적으로 가장 美的인 형식이 선정되는 것이 이상적이다.

1.4.4 교량의 등급

교량은 접속도로와 교통량에 따라서 각 등급으로 나누어서 설계한다.

“도로의 구조․시설기준에 관한 규정”에서는 교량을 3등급으로 규정하고 있는데 DB 24로 설계하는 교량을 1등교, DB 18로 설계하는 교량을 2등교, DB 13.5로 설계하는 교량을 3등교로 하고 있다. 즉 도로교에서는 국도와 일반국도․특별시도․산업도로․이에 준하는 도로 중에서 건설교통부 장관이 지정하는 도로상에 가설하는 교량을 원칙으로 1등교로 하여 DB-24로 설계한다. 그러나 교통량이 많고 중차량의 통과가 불가피한 도로, 국방상 중요한 도로상에 가설하는 교량과 장대교량은 1등교로 할 수있다.

일반국도, 특별시도와 지방도상의 교통량이 적은 교량은 2등교로 하여 DB-18로 설계하되, 시도 및 군도 중에서 중요한 도로상에 가설하는 교량은 원칙적으로 2등교를 채택하는 것이 타당하다. 한편 산간벽지에 있는 지방도와 시도 및 군도 중에서 교통량이 적은 곳에 가설하는 교량은 3등교로 계획하여 DB-13.5로 설계하는 것이 합리적이다.

철도교에서는 통과하는 기관차의 크기에 따라 1급선(LS-25), 2급선(LS-22), 3급선(LS-18) 및 4급선(LS-18)으로 나누어 진다. 그러나 가설지점의 교통량, 통과하중의 크기 등을 고려해서 위의 등급을 변경할 수 있다.

1.4.5 구조 규격

교량은 도로의 일부분이므로 도로의 규격에 따라 계획되어야 하고, 도로의 종류․위치․지형․계획교통량에 따라 도로의 규격이 구분된다. 규정에 수록되어 있는 도로의 구분과 설계속도는 표 1.3과 같다.

표 1.3 도로의 구분
구분			설계속도(km/hr)	계획교통량(대/일)
지방지역	고속도로	평지	120
		산지	100
	주간선도로	평지	80	10,000이상
		산지	60
	보조간선도로	평지	70	2,000 ～ 10,000
		산지	50
	집산도로	평지	60	500 ～ 2,000
		산지	50
	국지도로	평지	50	500미만
		산지	40
도시지역	도시고속도로		100
	주간선도로(광로, 대로)		80	20,000이상
	보고간선도로(대로, 중로)		60	5,000 ～ 2,000이상
	집산도로(중로)		50	2,000 ～ 5,000
	국지도로(소로)		40	2,000미만

도로의 기하학적 구조요소 중 곡선반경․편구배․시거 등의 선형요소는 설계속도에 의해서 정해지며, 횡단구성은 설계속도․계획교통량․교통처리 능력․인접지역의 토지이용실태 및 계획․유지관리․경관들을 고려하여 결정된다. 도로의 횡단구성 요소는 그림 1.13과 같이 차도․중앙분리대․갓길․정차대․자전거도․보행차도․보도․식수대․측도로 구성된다.

그림 1.13 횡단구성요소와 그 조합의 예

(1) 차도 및 차선

차도는 차량통행을 목적으로 설치된 도로의 일부분(자전거도 제외)으로서 차선으로 구성되며, 회전차선․추월차선․오르막차선․양보차선 등이 있다. 차선의 폭은 노면 표시의 중심선에서 중심선까지 하며 도로의 설계속도에 따라 결정되고, 도로규정에 있는 기준은 표 1.4와 같다.

표 1.4 차선폭
설계속도(km/hr)	차선의 최소폭(m)
80 이상	3.5
60 이상 80 미만	3.25
60 미만	3.0
[주] 도시직역의 도로에서 도로의 지형 등으로 인하여 부득이 하다고 인정되는 경우에는 설계속도가 80km/hr인 도로의 차선폭을 3.25m이상으로, 설계속도가 60km/hr인 도로의 차선폭을 3.0m이상으로 할 수 있다.

1.4.6 교량의 폭원

철도교의 폭원은 그 교량이 놓일 노선의 성격에 따라 자동적으로 정해진다(단복선 또는 廣軌, 標軌 등에 따른 빔 간격, 개수 결정 등).

도로교의 폭원은 그것이 가설될 도로의 폭과 같거나, 장래의 확장에 대비하여 그보다 크게 잡는 것이 바람직하다. 도로의 폭원은 교통량, 가설지점의 지형, 노선의 등급 등에 따라 정해지고, 도로의 일부인 교량은 당연히 그 도로에 적용될 해당 규정(구조령)을 따르는 것이 원칙이나 별도기준(도로교 기준)의 적용을 받기도 한다.

1.4.7 교량의 길이와 경간분할

(1) 교량의 길이

하천에 가설될 교량의 교대는 治水上 유효한 洪水流通面積을 줄이지 않도록 둔다. 有堤河川에서는 고수위선(그림 1.14) 안으로 교대를 두고, 無堤河川에서는 治水上 지장이 없는 위치에 둔다. 공사비 절감을 목적으로 양측 접속도로를 堤外 깊이 연장하여 교대를 하천의 유효 홍수유통면적 안으로 架設했기 때문에 홍수시에 그 교량 자체(예컨대 접속도로가 流失하여 교대와 교량이 수중에 孤立하는 일) 및 그 上下流部(예컨대 流通面積減少로 排水現象을 誘發하여 上流의 田畓浸水 등)에 被害를 일으키는 일이 없도록 한다.

과선교 또는 가도교는 당연히 그것이 架設될 도로에 통용되는 건축한계를 따르고, 곡선부의 視野, 擴幅 등을 고려한다.

그림 1.14 교량의 경간분활

(2) 경간분할

교량의 경간분할(경간 길이와 數 결정)은 治水, 用途, 外觀, 경제성 등으로 제약을 받으며, 교량 계획과 설계 과정에서 극히 중요한 몫을 차지한다. 과선교나 가도교는 가급적 단일 경간으로 하여 교량 아래의 철도 또는 도로 중간에 교통장애 내지 미관을 상하는 여분의 교각을 생략하도록 한다. 도로의 폭이 넓을 때나 步車道의 구분이 있을 때는 보도상에, 차도와의 경계선 부분의 緣石에 붙여 교각을 둔다.

단면이 안정되어 있는 하천에 橋坮, 橋脚을 設置함으로써 수문적인 평형을 깨뜨려, 水位上昇, 流水帶流, 河床洗掘, 土沙堆積 등을 일으켜 교량이나 제방 파괴의 원인을 유발할 수 있다. 治水上 고려할 사항은 대략 다음과 같다.

① 流水斷面績을 줄이지 않는다.

교각 설치로 인한 水位上昇과 背水를 검토한다.

② 하천의 狹小部에 놓을 교량은 그 교각 수를 줄인다.

河川의 狹小部는 出水의 通過를 해치고, 水位가 上昇하는 부분이어서 治水上 교량 등의 장애물을 두지 않는 것이 바람직하다. 架橋地點으로서는 경제적으로 유리하여 전적으로 이런 곳의 架橋를 금할 수 없다. 따라서 治水上의 장애를 緩和하기 위하여 徑間 길이를 늘리고 교각 수를 줄이는 것이 바람직하다.

③ 河川屈曲部에 架設하는 교량은 그 교각 수를 줄이고, 旣設工作物에 적절한 保護措置를 취한다.

河川屈曲部는 橫流, 渦流, 流向急變 등 복잡한 水流가 일어나는 곳으로 治水上 架橋地로서 부적당하나 전체 도로의 保型관계로 부득이한 경우, 長徑間 설계로 교각 수를 줄이고 護岸, 堤防 등 旣設 工作物의 보강 등 적절한 보호조치를 하여 원래의 하천의 水文平衡을 깨뜨리는 데서 일어나는 불리한 영향을 최대한 억제한다.

④ 流木, 流氷이 많은 하천에서는 교각 수를 줄이고 이들이 걸리지 않는 구조로 한다.

홍수 또는 解氷時 流出하는 木材나 氷塊가 교각에 걸려서 流水를 막아, 교각 또는 인접지대(田畓 또는 居住地)에 피해를 주는 예가 많다. 이러한 우려가 있는 하천에 架設되는 교량은 교각 수를 줄이고(流木의 경우 교각의 간격이 그 길이의 4 ∼ 5배 이상), 또 교각 자체에 이들이 끼어들지 않는 構造(예컨대 構柱式일 때 기둥 사이에 낀다. 壁式에는 이런 우려가 없을 것이다.)로 한다.

⑤ 폭이 좁은 하천의 流心部에 교각을 두지 않는다.

좁은 하천에, 더구나 그 流心部에 교각을 두면 洪水流通面積이 크게 侵害 내지 攪亂당한다.

單徑間으로 설계하는 것이 바람직하다.

⑥ 流路가 일정하지 않은 하천에서는 가급적 長徑間으로 한다.

流心이 變動될 때 長徑間이면 洪水流通에 크게 支障이 미치지 않는다.

⑦ 低水路가 일정한 하천에서는 그 부분의 경간을 길게 한다.

低水路가 일정한 하천에서는 이 부분의 水深과 流速이 최대가 되므로 가급적 長徑間으로 하여 流水에 대한 장애를 줄인다. 低水路와 高水路가 뚜렷하게 구분되어 유지된 하천에서는 低水路에 長徑間, 高水路에 (필요에 따라) 短徑間을 적용한다.

⑧ 2개(또는 여러개)의 橋梁이 하천의 上下流(특히 동일 지점)에 인접하는 경우는 서로 동일한 경간분할, 또는 하나 건너는 분할로 한다. 단경간의 기존 교량에 (도로 확장 등에 따라) 新橋를 붙여 架設할 때 (대개의 경우 재료와 시공기술의 향상 등으로 長徑間 설계가 가능할 것이므로) 기존 교각의 하나 건너서 新교각을 세우고 舊橋의 倍徑間으로 한다. 교각의 亂立으로 인한 流路 교란을 막기 위해서이다.

斜橋는 (대개 그 架設支點의 地形特性上 治水에 관한 考慮로) 直橋보다 長徑間을 요구한다. 架設支點의 하천의 계획 홍수량도 徑間 결정에 영향을 미친다.

그림 1.15

표 1.5 계획 홍수유량에 따른 경간길이

계획홍수유량(m3/sec)	경간길이(m)
500 ～ 2,000 2,000 ～ 4,000 4,000 이상	20 이상 30 이상 40 이상

1.4.8 교량의 설계도에 기재할 사항

설계도에는 다음 사항을 기재하여야 한다.

(1) 노선명 및 架橋 위치

(2) 교량명

(3) 책임기술자

(4) 설계년월일

(5) 주된 설계조건

(6) 내진설계