V형 일면 로제 아치교

아치교(arch bridge)란 그 주구조가 아치 또는 보강아치로 구성된 교량으로서 연직하중의 재하로인해 생기는 수평반력이 효과적으로 작용하고, 부재의 단면력을 줄일 수 있도록 알맞게 설계되었을 경우 대단히 유리하고 경제적인 교량이 될수 있다. 아치교는 독특한 곡선의 아름다움 때문에 옛날부터 널리 사용되어왔고, 현수교와 사장교 다음으로장대지간으로 사용할 수 있다.아치교는 통행로의 위치에 따라 하로교, 중로교,상로교로 구분하고, 아치리브의 형식에 따라, 솔리드리브 아치, 브레이스드 리브아치, 스팬드럴 브레이스드 아치로 구분한다. 기타 아치형식교량으로 랭거교, 로제교, 닐슨교, 타이드 아치로 구분한다. 아치교는 아치높이와 지간길이의 비인 라이즈비와형고에 따라 교량의 경제성과 강성이 결정된다. 따라서, 적절한 라이즈비와 형고의 결정은 아치교설계를 위해 중요한 사항이다. 

아치교는 구조상 외력이 아치구조의 축력으로작용하는 특성을 가졌으나, 로제교는 아치부재에축력이외에 휨모멘트와 전단력이 발생한다. 이때,아치부재와 보강형은 힌지나 강결구조로 결합시킬수 있으나, 강결구조가 일반적이다. 특히, 로제교의 상로교 형식은 역로제교라 부른다. 

로제교의 경우에도 아치리브의 2면으로 배치하거나 1면으로 배치할 수 있는 있는데, 1면의 경우에는 2면에 비해서 교량상에서 차량의 주행시 시야 확보가 좋으며, 2면에 비해 다소 경제적인 장점을 가진다.아치교에서는 라이즈높이 f와 지간의 비(f/L)는보통 1/5~1/10정도로 하는데 1/7~1/8정도의 것이가장 많다. 그러나, 라이즈는 가교의 위치등 여러가지 조건에 관계되어진다. 일반적으로 f/L가 작을수록 미관은 아름다워지나 교량의 중량이 커지고 처짐량, 부가응력 등도 증대하는 경향이 있어서f/L를 크게 취하는 편이 경제적이고 안정한 아치교가 된다.보강형의 높이(h)와 지간의 비(h/L)는 로제교의경우 1/130~1/80정도를 유지하는데, 보강형의 높이(h)가 크게 하면 온도응력은 증가하나, 변형은적게 되는 구조적 특징을 가진다.

아치부재는 소지간의 교량에서는 I형 아치부재가 사용되고, 장대지간의 교량에서는 상자형단면을 사용된다. 아치부재는 축방향의 압축력과 휨모멘트를 받는 부재이므로 아치리브를 설계하는 경우에는 단면의 허용응력의 검토해야 하며, 압축부재의 특성인 전체 및 국부좌굴상태를 검토해야 한다. 이와 같은 좌굴특성을 설계에 적절히 반영하기위해서는 적절한 보강재를 선택하여 설치하여야한다. 보강형의 경우는 아치부재와 동일한 형태의 단면형상을 사용하는데, 소지간의 것은 I형 단면, 장대지간의 것은 상자형 단면을 사용한다.상로교의 수직재의 경우에는 압축응력을 받으므로 지재(支材)라 부르고, 하로교의 수직재는 인장응력을 받으므로 이것을 행거라 부른다.

 

행거에대해서는 케이블이나 강봉등의 고강도의 재료로서가는 단면을 사용하고, 지재에는 강관 등이 사용된다. 지재와 행거의 강성이 작고, 수직브레이싱이설치되지 않는 경우에는 아치부재나 보강형의 좌굴에 대해서 충분한 검토를 하여야 한다. 또 지재나 행거등이 바람에 의한 진동이 생기지 않도록 주의해야 한다V형 일면 로제 아치교는 로제아치교의 구조적형상에 중앙부에 V형 행거를 설치한 아치교이다.V형 행거를 설치하므로서 교량의 미관성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 아치리브에 발생하는 모멘트와 축력을 분산시켜 줌으로서 아치단부의출격과 모멘트를 감소시킴으로서 아치리브의 단부단면형상을 줄일 수 있다. 또한 V형 행거는 면외 저항성을 증가시키는 구조부재이므로 아치교의 전체적인 면외 저항력이 우수해지며 교량전체의 지진하중이나 풍하중에 대한 면외 저항성이 증가되는 잇점을 가진다