중요 전문 및 안전 참고 사항: 이는 보관된 전문가의 검토이지 설계, 정적 계산, 기존 교량 평가 또는 건설, 검사 또는 재활 지침이 아닙니다. 원래 분할, 범위, 비율, 응력, 재료, 접합 세부 사항 및 시공 솔루션은 전문적인 검증 없이 전송되었으므로 현대적인 사양으로 사용해서는 안 됩니다. 교량 설계 및 작업에는 승인된 설계자와 계약자, 현행 규정 및 표준, 지질 공학 및 수문학 데이터, 영구 및 가변 효과 계산, 피로, 바람, 온도, 지진, 안정성, 기초, 조립 조건 및 견고성뿐만 아니라 재료, 부식, 연결부 및 구조물의 실제 상태 테스트가 필요합니다. 구조물에 대한 접근, 고소 작업, 교통, 리프팅, 용접, 절단 및 조립은 치명적인 위험을 수반하며 특별한 보호 계획이 필요합니다.
강철 교량의 설계, 건설 및 재건은 Savo Kusić의 새로운 공개 제안의 일부가 아닙니다. 현재 주력하고 있는 분야는 목재창, 목재-알루미늄창, 맞춤창, 문입니다. 창호나 문 공사의 경우 견적요청을 보내주세요.
아치교
모든 종류의 충격을 견딜 수 있는 견고한 아치를 갖춘 실제 아치교와 보강빔의 존재로 견고한 시스템을 얻는 막대로 구성된 아치교가 있습니다. 보강된 아치(랭거 빔)는 힌지 연결을 가정하여 계산되므로 아치에는 수직 힘만 가해집니다. 굽힘 모멘트는 보강 빔에 의해 전달되며, 아치가 빔 위에 위치할 경우 인장 역할도 수행합니다.
아치와 랭거빔은 동일하게 분포된 전체 하중이 아치의 지지선에서만 전달되기 때문에 더 큰 경간을 위한 거더교보다 경제적입니다. 보충력을 제외하고 모멘트는 부분 하중에 의해서만 발생하며 보보다 아치에서 훨씬 더 작습니다.
그림. 1 — 그리드 포트
그림. 2 — 주석 포트
a) 아치 건축. 지지대 클램핑의 어려움으로 인해 클램핑된 항구는 거의 만들어지지 않습니다. 가장 일반적인 것은 두 개의 조인트에 있는 포트입니다. 3개의 힌지가 있는 포트는 지지대의 움직임과 온도 변화로 인해 힘이 발생하지 않는다는 장점이 있습니다. 이는 특히 낮은 비율 _f/l_과 신뢰할 수 없는 토양의 경우에 적용 가능합니다. 견고한 포트는 그리드(그림 1) 또는 금속 지지대(그림 2)로 만들어집니다. 아치형 구조는 도로 위와 아래에 위치하며, 미적인 이유로 움푹 들어간 도로는 피합니다. 도로 위의 포트는 포트의 추진력을 받기 위해 버팀대를받습니다. 아치가 인접한 개구부의 빔에 단단히 연결되어 있는 경우(그림 1 c 및 e) 정적 치수는 넓은 범위 내에서 영향을 받을 수 있습니다.
b) 랭거빔 벤딩 길이가 상부 연결 노드 사이의 거리와 동일하기 때문에 상대적으로 강한 아치를 갖습니다. 포장 도로 아래에 아치가 있는 솔루션(그림 3d)은 교량에서 거의 사용되지 않습니다. 보강재용 보는 판금 또는 그리드일 수 있습니다. 두 솔루션을 모두 사용하면 해당 빔이 인접 필드로 연속적으로 계속될 수 있으므로 연속 또는 거버 시스템이 생성됩니다(그림 3b). 그림에서. 4는 중간 거더가 1개 있는 교량의 단면을 보여줍니다. 지지 구조는 막대 아치, 견고한 행거 및 비틀림 및 굽힘 모멘트를 받는 보강 빔인 폐쇄형 중공 상자로 구성됩니다.
그림. 3 — 랑거빔
그림. 4 — 하나의 중간 주 대들보가 있는 교량의 단면
c) 프레임 브리지. 개구부의 전체 폭에 걸쳐 프로파일의 자유 높이를 보장해야 하는 경우 프레임의 작용으로 인해 단순 빔보다 지지 높이가 낮은 2~3개의 조인트에 프레임을 적용합니다(그림 5).
e) 계산. 아치는 일반적으로 축이 변형되지 않는다는 가정하에 계산됩니다. 그러나 탄성 변형은 상당할 수 있습니다. 정지 장력이 있는 솔루션에서는 변형으로 인해 정적 값이 크게 변하지 않는 반면 직선 아치 및 랭거 빔의 변형은 정적 값에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
그림. 5 — 프레임 브리지
현수교
그 자체로 견고한 격자 현수교는 매우 드물게 건설되었습니다. 현대식 현수교에는 집중된 힘으로 인한 굽힘을 제한하고 균등화하는 보강 빔이 있습니다. 경간이 큰 현수교는 샌프란시스코 인근 금문교(그림 6a) 경간 1280m와 뉴욕 인근 워싱턴 브리지(그림 6b) 경간 1067m.
강화 빔은 판금 또는 격자로 되어 있으며 높이가 일정하거나 중간 지지대 위로 높이가 약간 증가합니다. 붐-스팬 비율은 대부분 1/9 ~ 1/11 비율로 선택됩니다. 다양한 사고를 통해 낮은 높이에서는 특히 자중이 낮고 교량 폭이 작은 경우 강성이 너무 낮을 수 있음이 나타났습니다.
그림. 6 — 미국 현수교: a) 샌프란시스코의 금문교(1937), b) 뉴욕의 워싱턴 브리지(1931), c) 브라질리아의 플로리아노폴리스 브리지(1926)
스프라켓
a) 서로 자유롭게 평행하게 놓여 있고 인접한 필드의 링크가 겹치는 조인트에서 서로 마주보는 확장된 끝이 있는 링크 체인은 두 가지 방법으로 만들어집니다. 끝 부분의 라멜라에서 못으로 보강된 보강재를 사용하거나 단조로 얻은 확장된 끝을 사용합니다(그림 7). 라인강을 가로지르는 다리의 체인은 인장 강도가 5,5~6,5 t/cm2인 니켈강으로 제작되었습니다. 미국의 소형 현수교에서는 체인이 일반 주강으로 만들어지며 경우에 따라 합금 또는 경화강으로도 만들어집니다.
그림. 7 — 플로리아노폴리스 브리지 체인
b) 나선형 로프 케이블. 닫힌 로프는 밝은 와이어로 만들어집니다. 전선의 내부 층은 최소납 코팅으로 보호되고, 개별 전선의 외부 표면은 보호 층으로 코팅됩니다.
미국 교량의 나선형 원형 와이어 로프는 대부분 용융 아연 도금된 와이어로 구성되며 부분적으로 유사한 방식으로 감겨 있습니다.
냉간 인발 브리지 와이어의 절단 강도는 12에서 20 t/cm2까지입니다. 냉간인발선의 외부 표면 상태가 좋지 않으면 피로강도가 현저히 저하될 수 있습니다.
나선형 로프의 신율은 와이어의 재질과 로프를 만드는 방법에 따라 달라집니다. 정상적인 허용 응력 영역의 탄성 팽창은 0,003 ~ 0,004에 이릅니다. 로프는 첫 번째 하중 동안 0,001에 의해 영구적으로 소성 늘어나기 때문에 때로는 사용하기 전에 로프에 가장 큰 힘이 미리 작용되어 늘어납니다. 추가 설치 중에 로프를 느슨하게 한 후 “영구적 스트레치”의 상당 부분이 손실되므로 이 스트레치의 이점은 제한됩니다.
역사적 단위, 강철 이름, 보호 코팅, 강도, 확장 및 케이블 헤드를 만들거나 붓는 방법은 현대적인 사양이 아닙니다. 기존 체인, 로프, 앵커, 케이블 헤드 및 보호 코팅의 상태는 문서화, 검사 및 테스트를 통해 결정됩니다. 이 일반 텍스트에서는 추론할 수 없습니다.
고정
발목 체인은 고정용 기초에 콘크리트로 만들어진 지지대 플러그를 사용하여 고정됩니다.
나선형 로프의 끝에는 해당 헤드가 있습니다(그림 8). 얽힌 전선을 빗자루 모양으로 풀고 청소 후 흰색 금속으로 채워지는 방식입니다. 전문적으로 캐스팅된 헤드는 로프와 동일한 강도를 갖습니다.
그림. 8 — 케이블 헤드: a) 단순 헤드, b) 아메리칸 헤드, c) 라인 브리지 헤드
서스펜션 및 케이블 타이
행거는 둥근 강철, 특히 파이프나 와이어 로프로 만들어집니다(그림 9 및 11). 폐쇄형 로프의 경우 케이블 로프는 케이블 타이로 덮여 있습니다(그림 10). 별도의 케이블 묶음의 경우 서스펜션은 필요한 경우 개별 로프를 새 로프로 교체할 수 있도록 설계되었습니다. 로프 행거는 케이블 헤드로 묶고, 길이의 작은 차이는 심으로 동일하게 만듭니다.
그림. 9 — 서스펜션, 라인강 위의 오래된 다리
그림. 10 — 라인강 교량의 케이블 타이: a) 새로운 다리, b) 오래된 다리
그림. 11 — 케이블 타이 및 행거 로프
타워(탑)
현수교의 주탑은 하단에 경첩이 달려 있거나 고정할 수 있는데, 이는 미국의 경우가 대부분입니다. 체인이 타워에 단단히 부착되어 있습니다. 이동식 지지대는 고정 지지대에서 발생하는 수평력을 타워에 맡길 수 없는 경우에만 필요합니다.
대형 현수교의 경우 낮은 쐐기형 타워가 선호됩니다. 이 경우 타워를 먼저 장착한 다음 체인링과 행거, 마지막으로 보강 빔을 장착할 수 있습니다. 자체 고정 현수교에서는 보강 빔이 닫힐 때만 정적 시스템이 작동하기 시작하므로 광범위한 비계가 필요합니다.
도로 지지대 및 도로 보드
교통 및 유지 관리 측면에서 교량의 포장은 가능하면 도로 또는 철도 연결 부분의 포장과 다르지 않도록 노력해야 합니다. 포장 자체에는 충분한 강성이 없기 때문에 수직 방향의 표면 시스템과 수평 측면 지지를 제공하는 시스템에 의존해야 합니다. 소위 _트랙 보드_는 주로 세로 및 가로 지지대로 구성된 트랙 지지대 위에 놓입니다.
가로 지원
횡형 거더는 움직이는 하중을 주 거더에 전달합니다. 그들은 또한 커플 링의 중요한 부분입니다. 횡방향 거더는 주 거더 바로 위에 놓여 있고 경사교의 경우에는 횡방향 거더의 경간이 주 거더의 간격과 동일합니다. 가로 지지대는 일반적으로 짧은 길이 및 일반 압연 지지대의 경우 판금입니다. 높이가 1/6 ~ 1/8 범위인 것이 유용합니다. 하지만 큰 교량의 경우 가로 지지대 사이의 거리가 짧고(특히 포장 보드의 경우) 이 높이는 1/20일 수 있습니다. 범위.
원칙적으로 횡형 거더는 단순 보로 간주되며 주 거더에 견고하게 연결되어 교량 단면에 개방형 또는 폐쇄형 프레임이 형성됩니다. 이로 인해 끼이는 순간이 발생하므로 특히 연결 시 이를 고려해야 합니다.
그림. 12 — 크로스바 연결
포장이 아래에 있는 경우에는 간단한 연결 각도로 연결하거나, 크로스 멤버(그림 12) 또는 I-섹션의 수직 부분에 리브 대신 삽입되는 로드 플레이트(그림 13). 그림의 솔루션. 14는 캔틸레버 시트가 가로 지지대와 수직 모두에 내장되어 있어 모서리의 모멘트가 전단 볼트에 의해 전달되므로 특히 견고합니다. 다른 솔루션을 사용하면 나사가 부분적으로 찢어지고 연결 각도가 구부러지는 것을 피할 수 없습니다. 그림에 따른 연결. 12 및 13는 그림에 따른 것보다 순간의 영향으로 훨씬 더 변형됩니다. 14. 다른 포장 위치에서도 유사한 솔루션이 발생합니다. 메인 지지대에 가로 지지대를 놓는 것은 구조적 높이가 충분한 경우에만 가능합니다. 그런 다음 하중이 작용하는 위치의 주요 판금 지지대를 강화해야 합니다.
그림. 13 및 14 — 크로스빔 연결의 변형
종방향 지지대
종단 지지대는 도로 아래와 횡단보도 아래에 있을 수 있습니다. 교량 난간에 연결되는 경우가 많은 외부 거더를 가장자리 세로 거더라고합니다. 세로 지지대는 압연 및 판금 지지대로 만들어집니다. 범위는 최대 12 m입니다. 종방향 빔은 이동 하중의 가장 직접적인 영향을 받기 때문에 굽힘에 대한 강성이 특히 중요합니다. 철도교량의 경우 거더높이는 1/8~1/10경간을 목표로 합니다. 고품질 강철로 만들어진 세로 지지대는 일반적으로 높은 굽힘으로 인해 부적합합니다. 많은 오래된 교량에서는 세로 대들보의 연결이 그림에 따라 수행되었습니다. 15. 하나의 연결 각도는 롤링 지지대의 다리 사이에 있고 다른 각도는 교차 지지대의 전체 높이에 있습니다. 이러한 유형의 연결에서는 상당한 2차 응력이 발생하며 많은 경우 피로 파괴가 발생하고 다리가 절단되는 지점에 균열이 발생합니다. 이러한 이유로 철도 교량에서는 이러한 연결이 허용되지 않습니다. 다리 절단을 피할 수 없는 경우 균열 위험을 방지하기 위해 크게 둥글게 절단해야 합니다.
그림. 15 — 종방향 지지 연결
배수
교량의 배수에는 각별한 주의가 필요합니다. 신속하고 완전한 물 배수는 교량뿐만 아니라 도로 표면의 긴 수명을 위한 가장 중요한 전제 조건입니다. 부식이 증가하고 유지 관리 비용이 증가하는 것 외에도 수분 보유 영역도 동결 피해로 인해 위험합니다. 교량의 높이가 허용하는 경우 도로 교량은 배수구로 물의 흐름을 보장할 수 있는 특정 종방향 낙차(1% 이상)를 가져야 합니다. 기름과 먼지로 오염된 물은 홈통을 통해 배수됩니다. 이 홈통은 세로 방향으로 충분히 떨어져야 하며 정기적으로 청소할 수 있도록 접근이 용이해야 합니다.
그림. 16 — 도로 표면의 배수 및 보호층
아스팔트 포장은 절대 불투수성이 아닙니다. 아스팔트가 진동된 콘크리트 슬래브 위에 있고 해당 슬래브 자체가 대부분 불투수성인 경우 아스팔트 아래의 특수 단열재는 필요하지 않을 수 있습니다. 포장 도로의 불투수성이 충분하지 않아 빗물의 일부가 침투하는 경우 단열재를 제공해야 합니다. 강철 교량의 경우 아스팔트 역청 코팅 또는 테라 등, 양모 펠트 또는 황마 직조로 된 단단한 종이 삽입물이 있는 역청 절연 덩어리의 _절연 층_뿐만 아니라 구리 또는 알루미늄의 _금속 호일의 절연 층_이 고려됩니다. 절연층은 보호층으로 기계적 손상으로부터 보호해야 합니다.
폭포, 홈통, 아스팔트, 콘크리트 슬라브, 역청 덩어리, 펠트, 황마 및 금속 호일에 대한 설명은 역사적입니다. 현대적인 배수, 방수, 강철 보호, 관통 세부 사항 및 유지 관리는 현행 규정, 기후 조건, 교통 및 실제 건설에 따라 조화로운 시스템으로 설계되었습니다.
그림. 17 — 다리 가장자리를 따른 배수 상세도
커플링
주석 지지대는 지지면에 수직인 방향으로 강성이 거의 없으며 노드에 가정된 조인트가 있는 그리드는 가로 방향으로 여러 개 움직일 수도 있습니다. 따라서 공간적으로 안정된 구조를 만들기 위해서는 먼저 윈드 브레이스와 크로스 프레임이 필요합니다. 또한, 주 지지대의 평면에 가로 방향으로 작용하는 하중을 받아야 하며 최종적으로 좌굴 및 전복에 대한 구조를 보장해야 합니다.
바람에 대항하는 커플링
이 커플링은 바람 및 기타 수평 하중으로부터 힘을 받을 수 있도록 치수가 지정되었습니다. 벨트에 따라 직선 또는 곡선의 그리드 또는 프레임 지지대로 구성됩니다. 바람에 대항하는 커플 링 벨트는 대부분 주요 지지대의 벨트이기도합니다. 종종 가로 지지대는 바람에 대항하는 커플링의 수직이기도 합니다.
재재교량은 무재재교량에 비해 풍하중을 덜 받습니다. 단면이 허용하는 경우 트러스 교는 주 거더의 거더 사이에 두 개의 바람 버팀대를 갖는 것이 바람직합니다. 그림의 시스템 스케치를 참조하십시오. 18에는 방풍 커플링과 횡방향 커플링이 점선으로 표시되어 있습니다.
횡방향 커플링의 수와 유형은 공간적으로 견고한 시스템을 만들기에 충분해야 합니다. 볼 조인트의 경우에도 그리드가 안정성을 확보하는 것이 일반적입니다. 작은 교량을 제외한 포트와 거버 빔은 바람과 좌굴을 방지하기 위해 특수 커플링으로 강화되었습니다. 메인 지지대의 조인트에서 커플링은 조인트의 작용에 영향을 주지 않는 방식으로 이루어져야 합니다(그림). 18e.
그림. 18 — 바람에 대한 커플링 레이아웃
판금이나 철근 콘크리트로 만들어진 넓은 포장판은 평면이 매우 단단합니다. 경간이 너무 크지 않으면 포장판이 적절한 역할을 할 수 있으므로 바람에 대한 특수 커플링을 생략할 수 있습니다. 조립 중에만 횡력을 받도록 조치를 취해야 합니다.
충전물을 선택할 때 일반적으로 막대에 가해지는 힘은 작고 막대의 굽힘 길이는 크다는 점을 명심해야 합니다. 따라서 막대 길이가 짧은 격자(예: K 시스템 또는 마름모 시스템)가 선호됩니다. 때로는 굽힘 길이를 줄이기 위해 방풍 커플링을 도로 지지대에 걸어 놓기도 합니다. 포장 위의 커플링에는 수직선이 없는 마름모 시스템이 자주 사용됩니다.
바람에 대한 커플링의 높이 위치는 주로 구조적 조건에 따라 결정됩니다(그림 19). 가능하다면 여기서도 편심 연결을 피하십시오. 특히 높은 힘이 가해지며 바람에 대한 커플링은 로드의 샤프트가 주 지지대 평면에서 교차하도록 설정됩니다(그림 20).
그림. 19 — 방풍 커플링의 고도 위치
그림. 20 — 방풍 커플링 노드
크로스 프레임
위에 도로가 있는 교량은 그림에 따라 가벼운 격자 프레임으로 보강될 수 있습니다. 22. 프레임 형태의 가로 커플링은 판금 빔의 주요 보강재에 연결할 수 있습니다. 그림에서. 21 많은 케이블이 두 조인트의 장력 프레임 위에, 즉 크로스 멤버 아래 그릴 위에 배치되어 중간 검사 트랙에서 접근할 수 있습니다.
그림. 21 — 가로 프레임 및 설치 가이드
그림. 22 — 격자 크로스 프레임
아래에 도로가 있는 교량의 경우 횡프레임의 모양은 차량 통행에 대한 자유 프로파일에 따라 결정됩니다. 격자형 가로 프레임이 있는 브리지가 그림에 나와 있습니다. 23d. 부분적인 하중에도 모든 주요 지지대의 협력을 이끌어내기 위해서는 그릴에 하중을 분산시키는 가로 프레임(그림 24)이 필요합니다. 곡선 선로가 있는 철도 교량이거나 주 거더가 곡선에 있는 경우 커플링의 정적 계산 시 이를 고려해야 합니다.
그림. 23 — 가로 커플링 및 메인 지지대의 예
그림. 24 — Herdecke 근처 루르 강 교량의 하중 분배를 위한 단면 및 가로보
측면 충격 커플링
철도 교량의 종방향 지지대(그림 23c) 사이에는 차량의 측면 충격을 수용하기 위한 특수 커플링을 제공해야 합니다. 종방향 I형 거더는 비례적으로 횡방향의 강성이 매우 낮기 때문에 횡방향 충격에 대한 커플링을 통해 횡방향 좌굴에 대한 안전성을 높이는 것이 바람직합니다(그림 25).
그림. 25 — 측면 충격에 대한 커플링
제동 방지 클러치
횡형 거더는 교량의 종방향으로 작용하여 제동 또는 차량 주행 시작 시 발생하는 힘을 전달받지 못하므로 제동방지 커플링을 설치하여 이를 완화시켜야 합니다. 이는 바람에 대항하는 커플 링으로 세로 지지대를 연결하는 격자형 평면 지지대(그림 26)입니다(그림 27). 캐리어와 커플링 사이에 높이 차이가 있는 경우가 많습니다. 그리고 지지대의 길이를 방풍 커플링과 직접 연결할 수 있는 경우에는 방풍 커플링을 채우는 로드가 상당한 굽힘 하중을 받을 수 없으므로 특수한 제동 방지 커플링이 필요합니다. 경우에 따라 단일 풍로 방지 커플링, 측면 충격 방지 커플링, 제동 방지 커플링으로 결합할 수도 있습니다.
그림. 26 — 제동 방지 클러치 시스템
그림. 27 — 제동 방지 클러치