구조형식에따른사장교의특성및발전방향

소개글

구조형식에따른사장교의특성및발전방향에 대한 보고서 자료입니다.

목차

제 1장 서 론
1.1 연구 배경
1.2 연구 내용 및 목적

제 2장 사장교의 경향 분석 및 특성
2.1 사장교의 현황
2.1.1 국내 사장교 현황
2.1.2 세계 사장교 현황
2.2 사장교의 경향
2.2.1 사장교의 주요 기술적 변화
2.2.2 사장의 시공 경향분석

제 3장 구조형식에 따른 사장교의 특성
3.1 사장교 구조 형식의 종류
3.1.1 역Y형 수직주탑 사장교
3.2.2 다이아몬드형 주탑 사장교
3.3.3 문형 주탑 사장교
3.2 사장교의 구조적 특징
3.2.1 장대화와 관련한 구조적 검토
3.2.2 사장교 케이블의 특징

제 4장 결 론
결 론

참 고 문 헌

본문내용

같은 원리로 사장교는 간격을 촘촘히 하고 상부구조를 날렵하게 하는 것이 가능하며 최근의 모든 사장교는 모두 이러한 형식이다.
3.2.2 사장교 케이블의 특징
사장교들을 외관상으로 또한 구조적으로 가장 차별화하는 것이 케이블의 배치형상이다. 그림에서 보듯이 케이블을 주탑의 한 점에서 연결하여 마치 부채살모양을 이루는 방사형과 케이블들을 서로 평행하게 배치하는 하프형(harf), 그리고 이 둘의 중간인 혼합형의 배치로 나뉘어 진다. 방사형 케이블 배치의 장점은 케이블의 경사각이 상대적으로 크기 때문에 연직하중에 대한 효율이 좋아서 주형에 축력을 많이 발생시키지 않으며 주탑에는 반대로 휨모멘트에 대한 부담을 줄여 준다는 것이다. 그러나 주탑의 정부에 케이블이 집중되므로 응력이 집중되어 정착구 설계가 힘들다는 단점이 있다. 이에 반해 하프형은 주탑에서 케이블 정착구 배치에 여유가 있으나 주형의 압축력과 주탑의 휨모멘트가 커지는 단점이 있다.
또한 케이블의 횡방향 배치는 크게 2면 배치와 1면 배치로 나누어 지는데 그 형태는 그림 32과 같다. 케이블을 1면으로 배치하게 되면 케이블 정착을 위한 추가적인 단면폭이 요구되지 않으며 케이블 정착구조가 외부에서 보이지 않아 외관이 향상되는 장점이 있는 반면, 주형의 비틂거동에 대한 저항을 할 수 없어서 주형단면의 비틂강성이 커져야 하는 단점이 있다. 이에 반해 2면 배치는 주형의 비틂거동에 대해 양면에 배치된 케이블이 저항을 하므로 비틂강성이 작은 단면형태도 가능하게 되지만 정착이 구조적으로 힘들어 질 수 있고 또 정착구조가 바깥으로 드러나게 된다.
주탑의 형상으로 사장교를 분류하기도 하는데 그림(31)과 같은 여러 가지 형태로 주탑모양이 사용되고 있다. 1면 배치에는 I형과 A형이 주로 사용되며, 2면 배치에는 A형, H형, 다이아몬드형 등이 주로 사용된다. 최근의 장경간 사장교에는 휨방향 강성이 좋으며 미관이 좋은 A형과 다이아몬드형이 주로 사용된다.
사장교 주형의 단면형상은 케이블의 횡방향 배치 형태와 밀점하게 관계가 있다. 다양한 단면형태들이 사용되는데 앞서 이야기한 바와 같이 케이블을 1면에만 배치할 경우 비틂강성이 큰 박스형 단면이 주로 사용된다. 최근에는 케이블의 수가 점점 늘어가면서 보강형의 휨강성이 그다지 크게 요구되지 않고, 사장교는 케이블구조이며 보강형은 단지 케이블간의 힘을 전달하는 기능을 하면 된다는 설계개념도 나타나고 있다.
이 같은 개념은 사장교가 지닌 역학적 특성을 충분히 고려한 것으로 주목할 가치가 있다. 그러나 정착이 이루어지는 측경간 주형의 경우에는 어느 정도 휨강성이 요구되며 휨강성의 저하는 비틀림강성의 저하를 수반하므로 내풍안정성에 대한 신중한 검토가 필요해진다.
케이블은 사장교에 있어서 매우 중요한 부재이며 부식이나 정착구의 피로에 대하여 많은 주의를 기울여야 한다. 케이블의 형태에는 다음과 같은 것들이 있다.
(a) Locked Coil Rope (b) Parallel wire strands (c) Parallel wire cable
(d) Parallel Bars (e) Prefabriated Wire Cable
4. 결 론
우리나라는 점차 특수교(사장교, 현수교 및 아치교)의 관심이 고조되고 있는 실정이다. 이는 교량 건설의 목적을 단순히 경제성에 두는 것이 아니라 상징성과 미관성에도 관심을 돌리고 있음을 시사하고 있는 것이다. 그 중 사장교는 케이블과 보강형 및 주탑을 효과적으로 결합시킨 구조형식으로 다양한 구조형식의 채택이 가능하고 주변환경에 용이하게 적용할 수 있는 교량형식이다. 그러나 사장교는 구조해석 및 설계과정에서 고도의 기술을 요하는 구조물로서 다른 형식의 교량에 적용하는 해석이론과 다른 구조해석 및 설계기술을 필요로 한다.
사장교를 구분 할 때 생각해야 할 것은, 케이블의 안정성과 주탑의 형상으로 구분 지을수 있다. 먼저 케이블은 사장교에 있어서 매우 중요한 부재이며 부식이나 정착구의 피로에 대하여 많은 주의를 필요로 하고, 제작시에 철저한 안전검사가 필요하다. 그리고 주탑의 형상으로 사장교를 분류하기도 한다. 1면 배치에는 I형과 A형이 주로 사용되며, 2면 배치에는 A형, H형, 다이아몬드형 등이 주로 사용된다. 최근의 장경간 사장교에는 횡방향 강성이 좋으며 미관이 좋은 A형과 다이아몬드형이 주로 사용된다.
본 논문에서는 사장교의 구조적 형식의 특징에 따라 사장교의 최적 설계에 있어 기초적인 자료를 제공 및 사장교의 현실성에 대해 생각해 보는 것에 목적을 두고 있다.
위의 자료에서 본 내용과 같이 사장교의 주탑과 케이블에 의해 하중과 모멘트를 받게 되는 것을 알 수 있다. 예전의 사장교는 상부 거더의 힘을 지탱하는 역할에만 쓰여 졌지만 현대에 와서는 힘에 저항하는 역할 뿐만 아니라 주변 환경에도 이용할 수 있고, 주변경관과도 어울리는 하나의 미적인 구조물로 자리를 잡고 있다.
- 이를 통하여 얻은 결론은 다음과 같다. -
1. 사장교를 두가지 관점에서 본다면, 환경적인 면으로는 기존의 주탑 형태 대신 V형 주탑, O형 주탑 등으로 설계를 하여 주변 경관 및 주변 환경과도 어울릴 수 있게 하고, 경재적인 면으로는 미적인면을 부각시킴으로 관광 상품화로 발전 할 수 있다.
2. 사장교의 모든 힘을 사장재 및 행어가 모두 지지해야 하기 때문에, 케이블이 주형과 맞닿는 부분의 힘과 모멘트에 잘 저항할 수 있도록 해야 고려해야 한다.
3. 결과적으로 본 논문의 주된 목적은 사장교의 교량으로써의 목적과 미적으로써의 목적, 이 두 가지 측면을 어느 한쪽에 치우치지 않도록 해야 한다. 또한 미래의 사장교의 방향은 안정적인 측면과 더불어 미적인 측면까지 고려하여 편리시설과 관광시설까지 겸비한 교량으로 발전해야 할 것이다.
< 참 고 문 헌 >
1. 김문영, 김호경, 케이블지지교량의 해석법에 대한 고찰
2. 박재영, 전긍렬, 김정웅, 2003, 강사장교, 과학기술
3. 박찬민, 2001, 사장교 구조해석 및 설계
4. 이병철, 1993, 강사장교의 설계과 시공, 엔지니어즈
5. 조효남, 1999, 교량공학, 구미서관
6. 인터넷 검색 사이트 (네이버, 엠파스, 다음 등등...)

키워드

사장교,   특성 ,   발전방향,   구조,   구조형식,   종류