보도육교 설계기준

1. 보도육교 설계기준

1.1 적용범위

본 설계기준은 보행자 전용도로, 자전거 전용도로에 있어서 교량폭원, 승강방식, 경사, 선형, 부근의 도로 이용 상황 등을 감안하여 보행자 및 자전거 이용자 이외의 통행이 발생할 가능성이 없는 입체횡단시설물에 적용한다.

1.2 적용 기준

･ 보도 설치 및 관리지침 건설교통부 (2004. 12)

･ 시설물 설계․ 시공 및 유지관리 편람 서울특별시 (2001)

･ 콘크리트 구조설계기준해설 한국콘크리트학회 (2004. 2)

･ 도로교 설계기준 한국도로교통협회 (2005. 2)

･ 구조물 기초설계기준 해설 한국지반공학회 (2003. 2)

･ 기타 건교부에서 제정각종 공사시방서 및 관련법규 건설교통부

･ 기타 참고자료 및 지침서

1.3 설계적용 방법

∘ 철근콘크리트 구조물의 설계방법은 강도설계법을 적용함을 원칙으로 하고 강재 구조물, 프리스트레스트 콘크리트, 가설 구조물, 기타 허용응력설계법이 보다 타당한 경우는 허용응력설계법에 따른다.

■ 허용응력설계법 : 철근 콘크리트를 탄성체로 보고 적합한 안전율을 고려한 허용응력을 사용하여 설계하는 법

■ 강 도 설 계 법 : 실제하중이 작용하여 부재가 파괴될 때 콘크리트의 압축응력 분포를 알아내어 이에 맞도록 적합한 하중계수(Load Factor)에 따라 설계하는 법

적 용

설계법

주 요 대 상 구 조 물

비 고

강도

설계법

R.C

구 조 물

1) 교량 상부공

∙합성형교의 콘크리트 바닥판

∙라멘교 (문형, π형)

∙슬래브교

2) 교량하부공 : 교대, 교각

사용하중하에서 균열, 처짐

등 사용성 검토

허용응력

설 계 법

P.S.C

구 조 물

1) 프리스트레스트 콘크리트 거더

(P.S.C Beam, I.P.C Girder, P.S.C Box)

2) 프리플렉스 합성형 거더(PreFlex Beam)

강도설계법으로 안정성 검토

강교 및

가 시 설

구 조 물

1) 강합성형 거더교

(S.T BOX, S.T PLATE)

2) 가교 및 기타 강재 가시설물

필요시 허용 피로 응력 검토

1.4 시설한계

가. 폭원

폭원과 보행자수와의 관계를 고려하여 설계보행자수를 처리할 수 있고, 자전거 등의 통행이 가능한 횡단보도교의 최소폭원은 다음과 같다.

- 횡단보도교의 최소폭원 (m) -

승 강 방 식	통로의 최소폭원	계단의 최소폭원
승 강 방 식	통로의 최소폭원	규 정 폭	축 소 폭
계 단	1.5	1.5	1.2
경 사 로	2.0	2.0	1.7
경사로 설치 계단	2.0	2.1	1.8

나. 형하 높이

횡단하는 도로의 건축한계를 넘어서 침범하면 안 되며 그 외 적설, 노면전차의 통행 등의 특수한 사정이 있을 경우에는 그에 따른 충분한 여유높이를 둔다.

다. 계단

계단의 계단턱 높이 및 계단폭은, 다음 값을 표준으로 한다. 단, 부득이할 경우에는 우측 값을 취할 수 있다.

구 분	표 준	부득이한 경우
계 단 높 이	150mm	180mm이하
계 단 폭	300mm	260mm이상

1) 승강방식

보행자만을 대상으로 할 경우는 승강길이가 길어지지 않도록 계단으로 함을 원칙으로 하나, 자전거 횡단이 많은 장소, 유모차, 휠체어 등의 통행이 많은 장소에는 경사로를 설치한다.

2) 계단의 구조

계단구조의 수직높이가 3m를 넘는 경우에는 높이 3m이내의 계단 도중에 계단참을 설치한다.

3) 경사로의 경사

◈ 휠체어가 자력으로 올라갈 수 있는 경사는 8% 이하, 자전거로 편하게 달릴 수 있는 경사는 5% 이하로 한다.

◈ 경사로 설치가 곤란한 경우 보조자가 밀어서 휠체어가 올라갈 수 있고, 자전거를 끌고 올라갈 수 있고, 유모차에도 큰 지장이 없도록 경사는 12% 이하로 한다.

◈ 경사로를 설치할 여유가 없는 경우에는, 계단을 따라서 자전거 끌어올리는 식의 경사로는 설치하지만, 이 경우 경사는 25% 이하로 한다.

4) 에스컬레이터

에스컬레이터 등의 자동승강시설은 관리상의 문제가 있고, 공사비가 대폭 요구되므로, 특히 필요하다 여겨지는 특수 지역의 관리가 용이한 장소에 한해 설치한다.

1.5. 설계하중

가. 하중의 종류『“ 시설물 설계․ 시공 및 유지관리 편람“ 서울특별시 (2001)』

보도교 설계에 있어서 다음 하중을 고려한다.

(주하중)

1. 고정하중

2. 활하중

3. 난간에 작용하는 수평력

(부하중)

4. 풍하중

5. 온도변화에 영향

6. 지진의 영향

(특수하중)

7. 설하중

8. 지점 이동의 영향

9. 가설시하중

10. 충돌하중

11. 기타하중

나. 하중의 구성

다음의 하중구성 중 가장 불리한 구성에 관해 행한다.

구분

하중의 구성

주하중 + 주하중에 해당하는 특수하중

주하중 + 주하중에 해당하는 특수하중 + 온도변화의 영향

사하중 + 주하중에 해당하는 특수하중 + 풍하중

사하중 + 주하중에 해당하는 특수하중 + 온도변화의 영향 + 풍하중

주하중 + 주하중에 해당하는 특수하중 + 풍하중 + 제동하중

주하중 + 주하중에 해당하는 특수하중 + 충돌하중

풍화중

제동하중

활하중 및 풍격 이외의 주하중 + 지진의 영향

가설시하중

도로교에서는 지진시에 활하중의 영향을 고려하지 않으나, 횡단보도교는 비교적 경량이어서, 활하중의 영향이 크므로, 안전을 고려해서 활하중을 받는 상태에서 지진의 영향을 고려한 것이다.

다. 고정하중

고정하중 산출시 단위질량은 다음 값을 기준으로 하되 실하중이 명백한 것은 그 값으로 사용한다.

- 각 재료의 단위질량 -

재 료	단위질량(kg/m3)	재 료	단위질량(kg/m3)
강재, 주강, 단강	7,850	도상 자갈, 쇄석	1,900
주 철	7,250	목 재	800
알 미 늄	2,800	역청재 (방수용)	1,100
철근 콘크리트	2,500	역 청 포 장	2,300
무근 콘크리트	2,350	석 괴 포 장	2,600
프리스트레스트 콘크리트	2,500	벽 돌 포 장	2,400
시멘트 모르터	2,150	벽 돌 쌓 음	2,000
석 재	2,600

라. 활하중

활하중은 다음 값을 표준으로 한다.

∘ 상판 및 바닥판을 설계하는 경우 5kN/m2

∘ 주거더를 설계하는 경우 3kN/m2

단,

- 지진의 영향 혹은 충돌하중과 연결시킬 경우의 활하중은 1kN/m2으로 한다.

- 보도교는 비교적 세장한 구조로 되기 쉬우므로 하중의 편재에 의한 영향을 검토한다.

- 주거더를 지지하는 교각이나 계단의 보 등의 주구조 설계 활하중은 3.5kN/m2로 한다.

마. 난간에 작용하는 수평력

난간의 정부에는 교축 직각방향에 2.5kN/m2의 수평력이 작용하는 것으로서 설계한다. 상판 및 바닥판에 관해서는 난간에 작용하는 수평력과 활하중의 결합에 대하여 안전성을 조사한다.

바. 풍하중

풍하중은 활하중을 재하하지 않은 상태에서 고려하는 것으로 하고, 그 크기는 다음 값을 표준으로 한다.

∘ 풍상측 상부고의 유효 연직투영면적에 대하여, 2.0kN/m2

∘ 풍하측 상부고의 유효 연직투영면적에 대하여, 1.0kN/m2

단, 가교조건에 의해 특별히 고려해야 할 경우의 풍하중은 도로교 설계기준 2.1.11의 풍하중 항에 규정한 풍하중을 사용한다.

풍하중은 일반적으로 교축직각방향에 수평으로 부는 바람에 의한 풍압력을 기본으로하여 규정하며, 풍하중은 다음식으로 표현된다.

여기서, P : 풍하중 (MPa)

ρ: 골기밀도 (kg/m3)

Vd : 설계기준풍속 (m/sec)

: 항력계수(무차원수)

: 거스트 응답계수

보도교의 경우, 일반적으로 시가지에 가설되는 일이 많다. 따라서 도로교 설계기준의 규정까지 취할 필요는 없다고 생각되므로, 본 규정의 값처럼(ρ=1.225㎏/m3, V=45m/sec, Cd=1.6) 저하시킨 것이다.

횡단보도가 해안, 산위, 벼랑 등 직접 강한 바람을 받는 경우는 풍속에 대해 별도로 고려할 필요가 있다.

사. 온도변화의 영향

일반적으로 온도의 승강은 강구조물에 있어서는 -10~+50℃, 콘크리트 구조물에 있어서는 ±15℃를 표준으로 한다.

아. 지진의 영향

지진의 영향에 대하여는 도로교 설계기준 제6장 내진설계편을 적용한다. 단, 지진의 영향은 사하중과 1.0kN/m2의 활하중을 받는 상태에서 고려하는 것으로 한다.

횡단보도교는 중요한 간선도로상에 설치되는 것이 일반적이므로, 지진에 대하여 낙교의 위험이 없게끔 배려해야 한다. 따라서, 지진방재상의 관점에서부터 횡단보도교에 대해서도 도로교와 같은 정도의 내진성을 확보한다.

자. 설하중

설하중을 고려할 필요가 있는 지방에 있어서는, 활하중을 재하하는 경우 설하중은 1.0kN/m2을 표준으로 하고, 적설이 특히 많고 활하중을 재하시키지 않고 설하중만을 재하하는 경우에는 가설지점의 실정에 따라서 적절한 값을 정한다.

차. 지점이동의 경우

부정정구조물에 있어서, 지반 압밀침하 등 때문에 장기에 걸쳐 발생하는 지점의 이동 및 회전의 영향을 생각해야 할 경우에는 그 최종 이동량을 추정하여 단면력을 산정한다.

카. 충돌하중

횡단보도교에서는 그 특성상 횡단하는 도로에 교각을 세우는 경우가 많다. 따라서 이들 교각은 자동차 충돌의 위험이 있으며, 그 파손은 때로는 낙교를 일으킬 수도 있으므로, 자동차 충돌의 위험이 있는 교각에는 교각본체와는 독립된 단단한 방호시설을 설치하는 것을 원칙으로 한다.

방호시설을 설치하지 않은 경우에는 다음 충돌하중이 차도 노면으로부터 1.8m의 높이에 수평으로 재하 시킨다.

∘ 차도방향 : 1000kN

∘ 차도직각방향 : 500kN

1.6 처짐

활하중에 의한 주거더의 최대 처짐은 주거더 지간 길이의 1/600을 넘지 않게 한다. 다만, 이용자의 영향에 대하여 배려했을 경우에는 지간길이의 1/400을 넘지 않게 한다.

1.7 진동

최근에는 간선도로 등을 횡단하는 횡단보도교로서 규모가 큰 것이 계획되는 일이 많으나, 지간 길이가 40m 정도를 넘는 판형교 형식에서는, 진동에 대한 적절한 배려를 무시하면 보행자에 불안감, 불쾌감을 줄 위험이 있다. 보행자의 보조는 약 2Hz이다. 이 때문에 보행자가 교량에 주는 힘도 2Hz의 주기력으로 간주해도 거의 차가 없다.