팔커크 휠

• 독특한 강철 회전 보트 리프트
• 선형 및 비선형 해석
• 이동 민감 연결의 고체 요소 모델링

LUSAS Bridge 해석 소프트웨어는 토니 지와 파트너스 (TGP)가 팔커크 휠의 초기 및 후속 세부 설계 작업을 위해 사용한 주요 해석 도구입니다. 휠은 글래스고와 에든버러 사이에 포스 & 클라이드 운하와 유니온 운하를 다시 연결하기 위해 설계된 독특한 리프팅 교량입니다. 이것은 세계 최초의 회전 보트 리프트이자 1875년 이후 영국에서 건설된 첫 번째 보트 리프트입니다.

개요

이 프로젝트는 두 운하를 원래 영광으로 되살리기 위한 7800만 파운드 규모의 영국 수로 관리 당국의 일환입니다. 휠, 상부 끝의 고가 수로, 하부의 대기조를 포함하는 환승 구역의 시공은 모리슨과 바키-솔탕체인의 공동 사업이 이끌고 있습니다. 휠의 설계 및 제조를 담당하는 버터리 엔지니어링, 구조 엔지니어링 전문가인 토니 지와 파트너스, 기계 및 전기 엔지니어링 전문가인 베네트 어소시에이츠, 건축가 RMJM 스코틀랜드가 팀을 완성합니다.

휠의 외부 직경은 35m이며, 1.4m 너비의 강철 마디 팔로 구성되어 있어 3.5m 직경의 축을 중심으로 회전합니다. 25m 길이의 300m³ 물이 채워진 카이슨(즉 “곤돌라”) 쌍은 두 운하 사이의 24m 수직 거리에서 보트를 들어 올리는 용기로 사용됩니다. 축 한쪽 끝의 드라이브는 유압 행성 기어 장치를 통해 제공되며, 카이슨의 안정성은 동기화된 기어 네트워크에 의해 보장됩니다. 총 600톤의 하중을 견딜 수 있으며, 보트 이동 시간은 약 15분입니다.

구조의 독특성 때문에 TGP는 혁신적이고 비전통적인 설계 방법을 적용해야 했습니다. 교량, 건물 및 부유체에 관한 영국 설계 기준과 함께 얇은 벽 실린더 행동 및 제한된 얼음 하중과 같은 기준에 대한 노르웨이, 독일 및 미국 기준이 사용되었습니다. 1:50 스케일 모델은 공기역학적 효과를 시험하기 위해 풍동에서 테스트되었습니다. LUSAS Bridge를 사용한 유한 요소 해석은 구조 설계를 지원하며 이동 민감한 연결의 비선형 고체 연속체 모델링을 포함합니다.

“축 방향 하중이 가해지는 조인트 (클로우 팔 안쪽에 위치) 가 분리되지 않을 것이라는 보증이 필요했습니다. LUSAS 모델의 결과는 이 보증의 중요한 부분이었습니다.”

리차드 프로서,
프로젝트 엔지니어,
토니 지와 파트너스.