단지내 교량구조물의 최적설계 방안

Abstract

최근 급속한 사회·환경 변화에 대응할 수 있는 새로운 단지개발 방식의 도입에 대한 필요성이 대두되고 있는 실정에서, 단지 내 주위의 경관과 환경을 고려한 단지계획 및 설계 등의 질적 향상을 추구하는 Master Architect를 도입하고 있는 추세이다. 이에 따라 안정적이고 경제적인 단지 내의 교량구조물, 특히 교량상부구조물 형식의 선정 및 검토에 활용될 수 있는 기초적인 자료의 필요성이 대두되었다. 본 논문은 일반적인 경우에 대한 교량 상부구조형식의 최적선정안을 제시하고, 단지의 특성에 따른 특수한 경우의 교량구조형식을 선정하는 방법을 제시함으로써 향후 건설될 교량의 구조형식 결정에 도움을 주고자 한다. 단지조성시 교량구조물과 같은 대형 공공사업의 효율적인 추진을 위하여, 토지공사에서 기 조성한 단지 내에 건설된 교량구조물들에 대한 검토를 토대로 교량구조물의 계획 및 설계단계에서 완공, 사후관리까지의 중요한 변수들을 선정한 후, 계층분석적기법 (Analytic Hierarchy Process, AHP)을 이용하여 일반적인 경우에 대한 최적안을 선정하였다. 교량상부구조형식의 최적화 선정을 위하여 계층화분석기법을 사용하여 토지공사가 조성한 단지 내의 교량현황 조사 자료를 토대로, 교량상부구조형식의 선정을 최상위 계층으로 하였다. 교량의 상부구조형식의 선정에 중요한 요소로 생각되는 경관 및 조형성, 경제성, 시공성, 친환경성, 구조안전성, 내구성, 유지관리성의 7가지 항목을 두 번째 계층으로 선택하였고, 마지막 계층으로는 20m이하, 40m이하, 40m이상의 세 가지 경우별로 가장 많이 사용되는 일반적인 교량형식을 3~4가지 선택한 후 AHP를 수행하였다. 그 결과, 경간이 20m 이하인 경우에는 RC Rahmen 구조형식, 경간이 20m~40m인 경우에는 IPC Girder 구조형식, 경간이 40m 이상인 경우에는 Concrete Arch 구조형식이 가장 적합한 것으로 나타났다. 이상의 결과는 평가항목에 대한 간략한 설문조사를 통해서 등급을 산정한 후 평균값을 이용한 것으로 평가자의 주관적인 판단에 크게 좌우되지만 최근 의사결정방법으로 많이 활용되는 AHP를 적용함으로써 주관적인 판단들을 객관화 시키는데 많은 도움이 되었으리라 판단된다.; Recently, the necessity of the site development method which is cope with the prompt change of circumstance is rising. The introduction of Master Architect is on the increasing trend for the quality improvement of the site plan and design considering landscape and environment. Accordingly it is important the fundamental data for the decision of the superstructural form of bridge in site. The thesis let us assist to decide the optimum structural form of bridge through the mathematical method. It shows the optimum bridge form in the general case. The Analytic Hierarchy Process (AHP) is the mathematical method that help to determine the best bridge form. The AHP was used after the choice of main factors related to the data of plan, design, construction and management based on the existing bridge in site. The research was performed as below three levels on the purpose to decide the optimum bridge form. It was regarded as the main level to decide the optimum structural form of bridge and seven factors (the beauty of shape and view, economical efficiency, workability, eco-friend, structural stability, durability, management) were selected for the AHP as second level. Third level depends upon span as for 20m and below, 20m to 40m, 40m and over span. Every span case, 3~4 superstructural forms which were frequently constructed were selected and were performed by AHP. As results, RC Rahmen is the best structure in 20m and below span. IPC Girder in 20m to 40m and Concrete Arch in 40m and over span are concluded as the optimum structure from AHP. The AHP method would help engineer to objectify subjective factors that were surveied to structural engineer.