아치교

• arch bridge
• 虹蜺橋
• 무지개다리

개요

아치를 교량의 주부재로 사용하여 교량의 하중을 지탱하게 하는 형태의 교량으로 여기서 아치란 곡선으로 된 부재를 의미한다. 아치의 특성상 원호 형상의 보가 교량 양단에 지지되어있고 그 지점이 수평축으로 구속되어있는 형태로 건설되어 하중으로 인한 휘는 힘을 수평 방향으로 분산시켜 하중을 견디는 형태의 교량이다.

통상 50~300m이상의 경간장을 가지는 교량에 널리 사용될 수 있으며, 곡선부의 특성상 미관이 뛰어나 예술적인 가치도 함께 가지는 교량이라 할 수 있다.

아치교의 구성과 용어

일반적인 아치교량은 다음과 같은 구성요소를 가진다.

• 상판 : 사람이나 차량을 비롯한 통행물의 하중을 직접 받는 구조물
• 스팬드럴(Spandrel) : 상판과 아치리브 사이의 공간을 의미하며, 상판의 하중을 아치리브로 전달한다.
• 아치리브 : 아치교에서 아치형태를 가지는 구조물로 아치교의 주부재라 할 수 있는 핵심적인 구조물이다. 스팬드럴을 통해 전달된 상판의 수직하중을 압축력으로 부담한 뒤 수평 방향으로 분산시켜 지반으로 전달하는 역할을 담당하는 구조물이다.
  • 아치축선 : 아치리브의 중심선을 의미한다.
  • 아치크라운 : 아치축선의 곡선부에서 가장 높은 부분을 의미하는 용어이다.
  • 라이즈 : 아치의 높이라 할 수 있는 것으로 아치리브의 가장 낮은 곳과 가장 높인 아치크라운과의 높이차이를 의미한다.
• 스프링잉 : 아치의 양 끝 지점을 의미한다.
  • 아치지간 아치의 양 끝단인 스프링잉 사이의 거리로 이 거리가 경간장을 결정하게 된다.

역사

아치교는 인간이 만든 교량 형식 중 가장 긴 역사를 가지고 있는 고량이다. 인류가 최초로 아치를 사용한 흔적은 기원전 4천년 경 메소포타미아 지역에서 찾을 수 있으며, 이후 이러한 구조물이 지중해 지역으로 건너와 에트루리아의 건축양식에 영향을 주었으며, 이는 다시 고대 로마 건축의 기본적인 양식이 되었다.

아치교 중 가장 오래된 것은 기록상으로는 기원전 1800년에 건설된 것으로 추정되는 이라크의 님로드 다리이며, 현존하는 아치교 중에서는 그리스의 Mycenaean bridge가 기원전 1300년경에 축조된 것으로 보인다.

현대의 아치교와 유사한 철제 아치교는 1779년 영국에서 등장하였으며, 이후 19세기 콘크리트의 발명으로 점차 아치교의 경간장이 늘어나게 되었다.

현재 아치의 지간이 최대인 아치교는 1977년에 건설된 미국의 New River Gorge Bridge로 그 아치의 지간이 518m에 달하며, 콘크리트 아치교 중에서 최대 지간장을 가지는 1997년에 건설된 아치교는 중국의 Wanxian Bridge로 그 지간이 425m이다.

아치교의 분류

형상에 따른 분류

상판의 위치에 따른 분류

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구조역학에 따른 분류

• 2힌지 아치교
• 3힌지 아치교
• 고정 아치교
• 타이드 아치교
• 랭거형
• 로제형
• 닐센계

스팬드럴 형상에 따른 분류

• 충복식 아치교
• 개복식 아치교