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토목 공학 스터디

교량 설계 기초 🚧

by 토공연 2025. 7. 11.
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저도 처음 교량 구조도를 봤을 때 도면에 나오는 ‘지간’, ‘거더’, ‘슬래브’, ‘지점’ 같은 말들이
외계어처럼 느껴졌어요.


설계 소프트웨어도 어렵고, 공법도 다양하고, 하중도 종류가 너무 많더라고요.
“도대체 뭐부터 공부해야 하는 거야...?” 하고 멘붕이 온 적도 있었죠 😭

하지만 핵심은 '흐름'을 아는 것이었어요.


왜 이 구조를 선택하고, 어떤 하중을 적용하며, 무슨 기준으로 단면을 결정하는지.
그 ‘설계의 뼈대’만 제대로 알면 나머지는 그 위에 붙는 디테일일 뿐이더라고요.

 

이 글에서는 바로 그 ‘교량 설계의 뼈대’를 잡아드릴게요.
단단한 기본기를 만들고, 설계가 재미있게 느껴질 수 있도록 도와드릴게요.


📌 목차

  1. 교량 설계란 무엇인가? 설계 목적과 정의
  2. 교량 구성요소 및 용어정리 (초보 필수!)
  3. 교량 설계 프로세스 흐름도
  4. 하중의 종류와 계산 방법 (도로교 설계하중 기준)
  5. 주요 교량 형식 비교 (PSC, RC, 강교, 현수교 등)
  6. 초보가 실수하기 쉬운 포인트 정리

1. 교량 설계란 무엇인가?

교량 설계란 차량이나 사람, 열차 등이 안전하게 통과할 수 있도록
지형의 단절을 연결해주는 구조물을 기획·설계하는 작업이에요.
안전성, 경제성, 미관, 시공성 등 다양한 요소를 고려해서 구조 형식과 부재를 결정하죠.

 

📌 목표는 3가지

  1. 하중에 ‘안전’하게 버틸 수 있도록
  2. ‘경제적’으로 자재와 공법을 효율화
  3. ‘시공 가능’한 구조로 현실적 설계

2. 교량의 기본 구성요소

상부구조 차량이나 열차가 직접 지나는 구조 (슬래브, 거더 등)
하부구조 상부를 지지하는 구조물 (교각, 교대)
기초 지반에 전달하는 기반 (말뚝기초, 직접기초 등)
지간(Span) 교각과 교각 사이 거리
슬래브(Slab) 차량이 실제로 지나는 바닥판
거더(Girder) 슬래브를 지지하는 보 구조물
신축이음장치 온도 변화로 인한 팽창/수축을 흡수
받침장치(Bearing) 상부와 하부 구조물 연결부

 

3. 교량 설계 프로세스 흐름

[1] 노선 선정 및 지형 조사  
     ↓  
[2] 교량 형식 선정 (PSC, RC, 강교 등)  
     ↓  
[3] 하중 설정 (죽은하중, 활하중, 풍하중 등)  
     ↓  
[4] 구조 해석 (모멘트, 전단력, 처짐 등 산정)  
     ↓  
[5] 단면설계 (슬래브, 거더 단면 크기 계산)  
     ↓  
[6] 배근 및 상세도면 작성  
     ↓  
[7] 공법 선정 및 시공계획
 

👉 이 흐름을 이해하는 것이 교량 설계의 기본!

4. 하중의 종류와 계산 방법

교량 설계 시 적용하는 대표 하중은 다음과 같아요👇

자중(Dead Load) 교량 자체 무게
활하중(Live Load) 차량, 보행자, 열차 등
풍하중(Wind Load) 측풍, 고속도로에서 중요
지진하중(Earthquake) 내진 설계 필수 적용
적설하중(Snow Load) 눈 무게 고려 (고지대)
 

🚗 도로교 기본 하중 기준: 도로교 표준시방서 KSCE, 차량 활하중 기준은 DB-24 차량 기준 적용

5. 교량 형식 비교 (PSC, RC, 강교 등)

RC (철근콘크리트) 30m 이하 단경간 공사 간편, 저렴 중량 큼
PSC (프리스트레스트 콘크리트) 30~60m 다경간 처짐 적고 슬림 시공복잡
강교 (강박스, 트러스) 100m 이상 가능 경량, 고강도 부식관리 필요
현수교/사장교 장대교량 미관, 긴 지간 고비용, 고난도
 

📌 국내에서는 PSC 거더교가 가장 보편적으로 사용됨!

6. 초보가 실수하는 대표 포인트

✔ 교량 형식 선택 시 경제성보다 ‘시공성’을 먼저 고려해야 해요
✔ 활하중 조합 계산 시, 차량/보행자 중복 적용 주의
✔ 슬래브 설계에서 ‘충격계수’, ‘분포계수’ 누락 실수 많음
✔ 단면 설계 시, 구조 안전율(ϕ값)을 반영해야 함
✔ 배수계획, 신축이음, 받침 구조는 별도로 설계해야 함 (종종 생략됨)


✅ 교량 설계, 뼈대부터 잡으면 어렵지 않아요

교량 설계는 말 그대로 ‘생명을 지탱하는 구조물’을 설계하는 일이에요.
하지만 겁먹을 필요 없어요. 기본 용어와 흐름만 익히면, 모든 설계는 이 뼈대를 바탕으로 응용되는 거랍니다.

 

오늘 소개한 교량 설계 기초는 시험에도 실무에도 모두 도움될 내용이니,
한 번 정리해두시면 두고두고 써먹을 수 있어요 😊

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