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튼튼한 교량이나 다리를 만드는 방법 알려주세요

안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.튼튼한 교량을 만들기 위해서는 하중을 효과적으로 분산시키고, 교각으로 잘 전달할 수 있게 해야 됩니다. 교각은 그 하중에도 잘 버텨주고, 지반으로 잘 전달할 수 있어야 합니다.교량을 만들기에 앞서 적합한 형태의 구조로 계획해야 합니다. 설치되는 환경이나 요구 사항에 따라 구조형식을 달리 할 수 있습니다. 그러면서도 구조체가 너무 비대해지기만 하면 안되기 때문에 적절한 부재를 사용하여 효과적으로 힘들 분산시키는 것입니다. 힘이 여러 부재로 분산되면 한 부재의 크기나 강도를 필요 이상으로 만들지 않아도 됩니다. (물론 강하고 크면 좋겠지만 그렇게 할 경우 공사비용이 합리적이지 않게 될 수 있습니다.) 다리는 구조물 자체로도 하중이 많이 작용하지만 그 위에 많은 차량이나 사람들이 지나면서 추가되는 하중도 있습니다. 이때 최대로 올라갈 수 있는 하중(여유치도 있습니다.)을 가정하여 구조계산을 합니다. 최악 보다 더 최악을 상정해야 평상시 문제가 없이 유지될 수 있다고 보는 것입니다. 그 하중은 교각부로 전달되어 다시 지반으로 전달됩니다. 그러면 하중은 각 교각으로 적절하게 나눠서 전달되어야지 교각 한 개소가 부담하는 하중이 줄어들 수 있습니다. 교각은 그 하중을 견뎌낼 수 있는 강도의 부재와 크기로 만들어집니다. 교각은 힘의 분산이 필요하기 보다 지반으로 잘 전달하는 역할이기 때문에 하중을 버텨낼 수 있는 구조체이면 됩니다. 단순하지만 명확한 방법입니다. 교각에는 상부에서 전달되는 힘과 풍하중, 하중에 의해서 구조체가 회전하려는 모멘트 힘 등이 작용하는데 그로 인한 전단력도 발생합니다. 그리고 지반에서 분리되는 것도 안됩니다. 지반에도 잘 정착되어 있어야 합니다. 그 외에도 다양한 하중이 작용하는데 그러한 요소를 다 견뎌낼 수 있도록 만드는 것입니다. 간단하게 하중을 버텨낼 수 있게 만들면 된다고 하지만 그 힘의 종류, 크기나 방향이 다르기 때문에 교각 하나도 복잡한 계산이 이루어지는 것입니다. 추가적으로 유지관리가 용이해야 됩니다. 교량이 건설되면 아주 오랜 기간 유지되어야 하기 때문입니다.위에서 다 설명하지 못했지만 교량을 만들기 위해서는 다양한 하중을 고려하여 적합한 형태의 구조와 강도를 갖춰야 튼튼한 교량이 건설된다고 생각합니다.

학문 / 토목공학

25.10.13

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