트러스교(Truss Bridge)는 트러스(Truss) 구조를 주된 하중 지지 구조로 사용하는 교량 형식을 말한다. 트러스는 삼각형 단위를 기본으로 하여 직선 부재들을 연결한 골조 구조로, 부재가 주로 축력(인장력 또는 압축력)만을 받도록 설계되어 있어 재료의 강도를 효율적으로 활용할 수 있다.
구조적 특징 트러스교는 상현재(Upper Chord), 하현재(Lower Chord), 그리고 이들을 연결하는 경사재(Web Member, 대각재 및 수직재)로 구성된다. 외부 하중이 작용할 때 상현재는 압축력, 하현재는 인장력을 주로 받으며, 경사재는 전단력을 분담하여 상·하현재로 전달한다. 부재 간 연결은 핀(Pin) 접합 또는 강접(Rigid Joint) 방식으로 이루어지며, 이론적으로는 마찰이 없는 핀 접합을 가정하여 해석하는 경우가 많다.
주요 형식 트러스의 형상과 부재 배열에 따라 다양한 형식이 존재하며, 대표적인 것은 다음과 같다.
- 워렌 트러스(Warren Truss): 정삼각형 또는 이등변삼각형을 연속적으로 배열한 형식으로, 수직재가 없는 것이 특징이다. 구조가 단순하고 미려하여 강교량에 널리 쓰인다.
- 프랫 트러스(Pratt Truss): 수직재가 압축, 대각재가 인장(하중 중심으로 향함)을 받도록 배열된 형식이다. 강재 트러스에 유리하여 19세기 후반부터 널리 보급되었다.
- 하우 트러스(Howe Truss): 프랫 트러스와 반대로 대각재가 압축, 수직재가 인장을 받는다. 목조 트러스나 초기 철교에 적합했던 형식이다.
- 케이 트러스(K Truss): 경간이 긴 교량에서 부재 길이를 줄이기 위해 대각재를 두 개의 부재로 나누어 K자 형태로 배열한 형식이다.
- 보우스트링 트러스(Bowstring Truss): 상현재가 아치 형상을 띠며 하현재가 인장재 역할을 하여 아치의 수평 추력을 하현재가 흡수하는 형식이다.
상·하현재 위치에 따른 분류
- 상로 트러스(Deck Truss): 상판이 상현재 위에 위치하여 차량 등이 상현재 위를 통행한다. 트러스 높이가 교량 상판 아래에 위치하므로 경관 확보에 유리하다.
- 중로 트러스(Through Truss): 상판이 하현재 높이에 위치하며, 상현재 사이로 차량이 통행한다. 상현재 사이에 가로보(Lateral Bracing)나 포탈 브레이싱(Portal Bracing)을 설치하여 좌굴을 방지하고 측방 안정성을 확보해야 한다.
- 하로 트러스(Under-deck Truss / Pony Truss): 중로 트러스와 유사하나 상현재 사이에 상부 가로보가 없는 낮은 트러스로, 비교적 짧은 경간에 사용된다.
장단점 및 용도 장점으로는 부재가 축력 위주로 작용하여 재료(강재, 목재, 콘크리트 등)의 단면 성능을 효율적으로 사용할 수 있어, 중량 대비 강성이 크고 장경간 구현에 유리하다. 또한 공장 제작 후 현장 조립(가설)이 용이하여 공기 단축이 가능하다. 단점으로는 부재 수가 많고 접합부가 복잡하여 제작 및 유지관리(도장, 피로 균열 점검 등)에 비용과 노력이 많이 든다. 또한 단면 형상이 복잡하여 공기역학적 안정성(진동, 버클링 등) 검토가 필요할 수 있다. 주로 철도교, 도로교, 보도교 등 중·장경간 교량에 적용되며, 미관적 요소를 고려하여 랜드마크 교량으로 설계되기도 한다.
대한민국의 사례 한국에서는 근대 철도 부설 시기에 다수의 트러스교가 건설되었으며, 대표적으로 경인선 한강철교(구교), 경부선 낙동강철교(구교) 등이 있다. 현대에는 강합성 트러스교, 콘크리트 충전 강관 트러스교(CFT Truss) 등 신기술이 접목된 형태로 장대교량에 지속적으로 적용되고 있다.
