철도교

1. 개요

철도교는 철도가 통과하도록 설계된 교량으로, 도로교와 비교하여 높은 단면 성능, 낮은 구조 높이, 높은 강성이 요구된다. 용도에 따라 교량, 고가교, 가도교, 선로교 등으로 분류되며, 선로의 형태에 따라 무도상교와 유도상교로 구분된다. 한국에도 다양한 철도교가 존재하며, 일본에는 1921년에 준공되어 현재까지 사용되는 철도교가 있다.

2. 철도교에 요구되는 성능

도로교와 비교하여, 철도교에는 다음과 같은 성능이 요구된다.

* 높은 단면 성능 (강도)

철도는 도로 교통에 비해 활하중 즉, 열차 하중이 크다. 따라서 도로교에 비해, 거더 높이를 크게 하거나 부재 두께를 두껍게 할 필요가 있다.

* 낮은 구조 높이

교량 구조에서는 교량 하부 공간(공두=쿠토)의 확보가 요구된다. 하천을 건너는 경우에는 계획 홍수위, 도로나 철도 노선을 건너는 경우에는 해당 건축 한계를 확보한 후 그 위에 교량 구조물을 설치해야 한다. 한편, 철도는 종단 구배의 제한이 엄격하기 때문에 급격한 비고 변화에는 적합하지 않다. 그래서 교량 하면과 선로의 높이 차이, 즉 구조 높이를 가능한 한 낮게 억제하는 구조가 바람직하다. 철도교에 하로 형식이 많은 것은 구조 높이를 낮게 억제할 수 있기 때문이다.

* 높은 강성

철도는 노면의 높이 오차에 대한 제한이 엄격하기 때문에, 열차 하중에 의한 "처짐"량이 엄격하게 제한되어 있다.

과거에는 굽은 철도교를 만드는 것이 어려웠기 때문에, 철도교는 하천에 대해 직각, 직선으로 건설하고, 그 전후의 선로를 곡선으로 하는 건설 방법이 사용되었다. 오래된 시대에 만들어진 노선이, 중규모 이상의 철도교 전후에서 불필요하게 큰 커브를 그리고 있는 것은 이 때문이다. 하천에 대해 직각으로 가교하는 것은 교량 자체를 짧게 할 수 있다는 장점도 있다.

2.1. 높은 단면 성능 (강도)

철도는 도로 교통에 비해 활하중, 즉 열차 하중이 크다. 따라서 도로교에 비해, 거더 높이를 크게 하거나 부재 두께를 두껍게 할 필요가 있다.

2.2. 낮은 구조 높이

도로교와 비교하여 철도교에는 낮은 구조 높이가 요구된다. 교량 구조에서는 교량 하부 공간(공두)의 확보가 필요하다. 하천을 건너는 경우에는 계획 홍수위, 도로나 철도 노선을 건너는 경우에는 해당 건축 한계를 확보한 후 그 위에 교량 구조물을 설치해야 한다. 한편, 철도는 종단 구배의 제한이 엄격하기 때문에 급격한 비고 변화에는 적합하지 않다. 그래서 교량 하면과 선로의 높이 차이, 즉 구조 높이를 가능한 한 낮게 억제하는 구조가 바람직하다. 철도교에 하로 형식이 많은 것은 구조 높이를 낮게 억제할 수 있기 때문이다.

2.3. 높은 강성

철도는 도로 교통에 비해 활하중 즉, 열차 하중이 크다. 따라서 도로교에 비해, 거더 높이를 크게 하거나 부재 두께를 두껍게 할 필요가 있다. 철도는 노면의 높이 오차에 대한 제한이 엄격하기 때문에, 열차 하중에 의한 "처짐"량이 엄격하게 제한되어 있다.

교량 구조에서는 교량 하부 공간(공두=쿠토)의 확보가 요구된다. 하천을 건너는 경우에는 계획 홍수위, 도로나 철도 노선을 건너는 경우에는 해당 건축 한계를 확보한 후 그 위에 교량 구조물을 설치해야 한다. 한편, 철도는 종단 구배의 제한이 엄격하기 때문에 급격한 비고 변화에는 적합하지 않다. 그래서 교량 하면과 선로의 높이 차이, 즉 구조 높이를 가능한 한 낮게 억제하는 구조가 바람직하다. 철도교에 하로 형식이 많은 것은 구조 높이를 낮게 억제할 수 있기 때문이다.

과거에는 굽은 철도교를 만드는 것이 어려웠기 때문에, 철도교는 하천에 대해 직각, 직선으로 건설하고, 그 전후의 선로를 곡선으로 하는 건설 방법이 사용되었다. 오래된 시대에 만들어진 노선이, 중규모 이상의 철도교 전후에서 불필요하게 큰 커브를 그리고 있는 것은 이 때문이다. 하천에 대해 직각으로 가교하는 것은 교량 자체를 짧게 할 수 있다는 장점도 있다.

3. 철도교의 분류

3.1. 용도별 분류

철도교는 그 용도에 따라 명칭이 다르다. 다음은 JR 등에서 일반적으로 사용되는 호칭이다.

* 교량 B: 하천이나 바다를 건너는 다리이다. '량(梁)'은 상용한자가 아니므로, 공식 문서에서는 'りょう(료)'라고 히라가나로 표기한다. 약칭인 B는 Bridge의 약자이다.

* 고가교 Bl: 철도를 지표면보다 높게 유지할 필요가 있을 때 사용되는 다리이다. 고가식 철도의 대다수가 고가교가 된다.
* 가도교 Bv: 철도가 도로를 건너는 다리이다. 고가식 철도에서 자주 보이며, 지평을 달리는 철도에서도 도로가 선로 아래로 통과하는 경우 가도교라고 불린다. 반대로 도로가 철도를 건너는 다리는 육교(Bo)이지만, 이는 도로교의 범주에 속한다.
* 선로교 Bi: 철도가 철도를 건너는 다리이다. 과선 선로교라고도 칭한다. 노선이 분기되는 역 등에서 입체 교차로 하거나, 다른 계통의 철도가 입체 교차하는 경우에 볼 수 있다.

또한 철도와 자동차를 모두 통과시키는 다리를 철도 도로 병용교라고 칭한다.

3.2. 무도상과 유도상

철도교에서는 선로, 즉 2개의 레일만으로 충분하므로, 침목을 주형에 직접 고정하고 바닥판이나 도상을 설치하지 않는 교량이 있는데, 이를 무도상교라고 한다. 무도상교는 도상이나 바닥판이 없어 경량화할 수 있어, 플레이트 거더나 트러스 등의 강형에 많이 사용되어 왔다.

하지만 레일로부터의 진동이 침목을 거쳐 직접 강형에 전달되기 때문에 소음과 진동이 크고, 도상에 의해 하중이 분산되지 않아 하중이 제한된 부분에 집중되는 단점이 있다. 최근에는 이러한 이유로 무도상교의 채용 사례가 줄어들고 있다.

4. 한국의 철도교

4.1. 현황

4.2. 주요 철도교

4.3. 최장 철도교

4.4. 최고(最高) 철도교

5. 일본에서 가장 오래된 현역 철도교

JR 아테라자와선 모가미강 철교(야마가타현 사가에시, 히가시무라야마군 나카야마정)는 1921년 준공되었다. 메이지 시대의 완전 연철제 더블 워렌 트러스교이다. 원래는 1887년 구 도카이도 본선의 기소강에 가설되었던 것을 이전한 것이다. 같은 다리가 구 국철 나가이선(현 야마가타 철도 플라워 나가이선)에도 1923년에 이전되어 현역으로 사용되고 있다.