강박스 거더교(Steel Box Girder)의 특징 및 적용성과 시공 시 주의사항

거더란?

거더(Girder)란 우리나라 말로 보 또는 형으로 부르기도 하며, 상부의 하중을 지지하는 구조물로 특히 전단력과 휨에 저항하여 상부 구조체의 안전성과 활용성을 높이는 역할을 한다. 특히 교각 사이의 거더위에 슬래브를 얹혀 차량이나 장비가 주행하거나, 사람이 이동할 수 있고, 건축물 기둥사이의 거더위에 상부슬래브를 타설하여 슬래브의 평평한 공간을 활용하여 건축물의 사용성능을 높이는 역할을 하는게 가장 대표적인 예다.

 

거더 형태에 따른 거더교의 종류

1. T형교

• T자형의 단면을 가지고 있는 거더로 교량의 축방향으로는 주형 플랜지, 교량 축의 직각방향으로는 슬래브의 역할을 하는 거더교량이다.
• 주로 지간 30m 정도의 교량에 적용된다.

2. Plate girder교

• 강 재질의 I형 거더를 주형으로 하는 교량으로 그 위에 콘크리트 슬래브를 가설하는 교량으로 강 거더교의 가장 기본적이고 보편적인 형식의 교량이다.
• 주로 지간 50m정도의 교량에 경제적이며, 휨 및 전단에 대한 내하력이 좋아 과거에 많이 적용되는 공법이었으나 최근에는 다른 강교 형식에 비해 많이 적용되는 형식의 교량은 아니다.
• I 형의 주형과 수직, 수평 브레이싱과 수직보강재, 전단연결재 등의 강부재가 많아 품질은 좋지만 시공성과 유지관리성이 좋지 않다.
• 최근에는 고강도 강재와 고성능 플레이트를 사용하고 거더수와 부재수를 줄인, 기존 동급 플레이트 거더교 강재량의 2/3 정도를 사용하는 플레이트교가 시공되기도 한다.

3. Steel Box girder교

• 강재로 된 박스형태의 거더로 주로 지간 50~60m 정도의 교량에 경제적이다.
• 곡선교의 확폭부에 제한적으로 적용되기도 한다.
• 공장에서 제작된 강 부재를 현장에서 조립하고 크레인으로 가설한다.

4. Steel Deck girder(강상판형)교

• 상부 슬래브를 콘크리트가 아닌 강판을 사용하여 자중을 감소시킨 교량으로 주로 지간 70~80m 정도의 교량에 적용된다.
• 용접 작업량과 강 부재가 많아 시공이 어렵고 숙련된 기술자를 요한다.
• 콘크리트 슬래브에 비해 진동이 많아 주행안전성이 떨어진다.

5. PSC박스 거더교

• 콘크리트 박스에 프리스트레스를 가한 거더로, 주로 지간 50~100m 정도의 장대교량에 적용할 수 있다.
• 제작장에서 거푸집 조립 부터 콘크리트 타설, 프리스트레스를 도입하기 때문에 품질이 균질하고 양호하며, 현장으로 운반하는데 주의를 기울여야 하며 가설 시 정확한 측량 기술이 필요하다.
• PSC박스 가설 방법에 따라 FCM, ILM, MSS, FSM, PSM 등이 있다.

6. PSC빔 교

• I 형의 콘크리트 거더를 사용하는 교량으로, 지간 20~40m 정도의 교량에 적용된다.
• T형교를 제외하고는 PSC 빔교의 가격이 가장 저렴한 편에 속하며, 단경간 교에 주로 적용된다.

 

Steel Box girder(강박스)교의 특징

• 단면이 박스형으로 비틀림 강성이 크기 때문에 곡선교 부분에 유리하고 적합하다.
• 하중의 횡방향 분배가 양호하여 역학적으로 안정된 특징을 가지고 있다. 
• 박스형의 단면 특성 상 수직하중 뿐만 아니라 수평하중에 대한 저항성도 우수하다.
• 박스거더 내부를 유지관리 통로나 전력,통신 등의 장비를 매설하는 공간으로 활용할 수 있다.
• I형 거더에 비해 플랜지 폭을 크게 할 수 있어 휨모멘트에 저항하기 유리하다.

 

강박스 거더교 설계 및 시공시 유의사항

• 박스의 단면 형상을 유지시키기 위하여 일정 간격에 격벽을 설치해야 한다.
• 플랜지와 복부판은 얇은 형태의 보강재이므로 좌굴을 고려해야 한다.
• 조립 및 설치 시 시공 계획을 철저히 세우고 계획에 맞춰 시공 및 가설해야 한다.
• 용접 및 볼트 체결과 같은 조립 단계가 많아 숙련된 기술자가 필요하고, 크레인과 같은 중장비 사용으로 인한 안전대책을 미치 수립해야 한다.