라멘교의 종류 및 특징 알아보기

라멘교는 상부구조와 하부구조가 강절로 연결된 교량으로, 단경간이나 형하공간 확보가 필요한 곳에 적합한 교량입니다. 이 글에서는 라멘교의 종류 및 특징, 장단점, 시공방법 등에 대해 알아보겠습니다.

라멘교란 무엇인가?

라멘교(Rahmen Bridge)는 교량의 상부구조와 하부구조를 강절로 연결함으로써 전체구조의 강성을 높임과 동시에 지간내에 발생하는 휨모멘트의 크기를 줄이는 대신 이를 교대나 교각이 부담하게 하는 교량입니다. 교량에서의 라멘구조는 상부구조를 하부구조로 지지하는 대신 상부 및 하부구조를 강결로 연결하여 문형태로 구성한 구조를 의미하며 라멘교의 역학적 거동은 아치교와 비슷합니다. 라멘교는 통상적인 거더교에 비해 형고를 낮출 수 있어 주로 형하공간 확보가 필요한 도로의 횡단교량이나 하천통과 구간 등에 적용되고, 장경간 교량에 V각 라멘교가 적용되기도 합니다.

라멘교의 역사

라멘교의 역사는 고대 로마 시대에 거슬러 올라갑니다. 로마 사람들은 다리를 건설할 때 돌을 쌓아서 문형태의 구조물을 만들었는데, 이것이 바로 라멘의 원형입니다. 이러한 문형 구조물은 아치교와 비슷한 원리로 하중을 견디고, 현수교나 사장교보다 간단하고 견고하게 만들 수 있었습니다.

라멘교는 19세기 후반에 콘크리트가 발명되면서 다시 주목받기 시작했습니다. 콘크리트는 압축력에 강하지만 인장력에 약한 재료이므로, 철근을 넣어서 보강하면 라멘구조를 만들 수 있었습니다. 이러한 철근콘크리트 라멘교는 20세기 초반부터 많이 건설되었으며, 현재까지도 도로나 철도의 횡단교량이나 하천통과 구간 등에 널리 사용되고 있습니다.

라멘교의 종류 및 특징

라멘교는 지점의 구조에 따라 문형 라멘교, 연속 라멘교, π형 라멘교, V각 라멘교 등으로 분류할 수 있습니다. 각 종류별로 특징은 다음과 같습니다.

1. 문형 라멘교

문형 라멘교는 상부구조와 하부구조가 문자 형태로 연결된 교량으로, 단순하고 경제적인 구조입니다. 문형 라멘교는 신축이음장치나 교량받침이 없이 가설이 가능하고, 유지관리면에서 유리합니다. 그러나 온도변화에 따른 신축에 취약하고, 교대나 교각의 두께가 상대적으로 두껍습니다.

2. 연속 라멘교

연속 라멘교는 여러 개의 문형 라멘교를 연결한 교량으로, 경간을 길게 할 수 있는 장점이 있습니다. 연속 라멘교는 처짐 및 진동이 적고 내진저항성이 우수합니다. 그러나 시공이 복잡하고, 온도변화에 따른 신축을 고려해야 합니다.

3. π형 라멘교

π형 라멘교는 상부구조와 하부구조가 π자 형태로 연결된 교량으로, 문형 라멘교보다 강성이 높고, 형고를 낮출 수 있습니다. π형 라멘교는 교대나 교각의 두께가 상대적으로 얇고, 날렵한 모양을 이루어 교량의 미관이 수려합니다. 그러나 시공이 복잡하고, 온도변화에 따른 신축을 고려해야 합니다.

4. V각 라멘교

V각 라멘교는 상부구조와 하부구조가 V자 형태로 연결된 교량으로, 장경간 교량에 적합한 구조입니다. V각 라멘교는 강성이 높고, 형하고가 낮아 통수단면 확보에 유리합니다. 그러나 시공이 복잡하고, 온도변화에 따른 신축을 고려해야 합니다.

국내 라멘교 예시

국내 라멘교의 예시로는 다음과 같은 것들이 있습니다.

• 화봉육교: 지방도329호선에 위치해 있는 화봉육교는 교량길이가 70.0m 이며 교량 폭은 9.0m 입니다.
• 청담대교: 서울특별시 광진구 자양동과 강남구 청담동 사이를 연결하는 길이 1,211m, 너비 27m의 교량입니다.
• 조동철교: 강원도 정선군 신동읍에 있는 라멘식 철교로 태백선에 있으며, 예미역과 조동역 사이에 위치한 철교입니다.
• 서울대학교 대학원 건물 굴다리: 서울대학교 대학원 건물과 학생회관을 연결하는 굴다리로, 길이 50m, 폭 6m입니다.

라멘교의 장점과 단점

라멘교는 상부구조와 하부구조가 강절로 연결된 교량으로, 다음과 같은 특징이 있습니다.

1. 장점

• 일체로 거동하기 때문에 강성이 우수하고, 교량받침이 없어 이부분에서의 하자보수가 필요없습니다.
• 신축이음장치나 교량받침 없이 가설이 가능하므로 구조가 간단하고 경제적입니다.
• 상부의 두께를 줄일 수 있어 교량의 미관이 수려하고, 형하공간 확보에 유리합니다.
• 처짐 및 진동이 적고 내진저항성이 우수합니다.

2. 단점

• 통상적으로 30m 이내의 단경간에 주로 사용되묘 긴 경간장을 내는데에는 한계가 있습니다.
• 온도변화로 인한 길이변화를 흡수할 수 있는 장치가 없기 때문에 온도변화에 따른 신축에 상대적으로 취약합니다.
• 구조적 안정성을 위해 하부의 교대나 교각이 상대적으로 두꺼워 미관상 좋지 않을 수 있습니다.

라멘교의 시공방법

라멘교의 시공방법은 FCM공법과 PSC공법이 있습니다. FCM공법은 Free Cantilever Method의 약자로, 교대에서부터 거더를 양쪽으로 동시에 쌓아가는 방법입니다. PSC공법은 Pre-Stressed Concrete의 약자로, 콘크리트에 인장력을 가하여 압축력을 발생시키는 방법입니다. FCM공법은 장경간 교량에 적합하고, PSC공법은 단경간 교량에 적합합니다.

마치며

라멘교는 상부구조와 하부구조가 강절로 연결된 교량으로, 단경간이나 형하공간 확보가 필요한 곳에 적합한 교량입니다. 라멘교는 문형, 연속, π형, V각 등의 종류가 있으며, 각각 장단점이 있습니다. 라멘교의 시공방법은 FCM공법과 PSC공법이 있으며, 경간의 길이에 따라 선택할 수 있습니다.

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