접근 방식: 바스코 다 가마 교량을 위한 교각 설계

• 강화 콘크리트 다이어프램

• 프리스트레스 해석 및 내진 하중

• 철근 수량 계산

Kvaerner Technology Ltd는 포르투갈 리스본의 뉴 타구스 크로싱 설계를 위한 컨소시엄의 일원입니다. 이들은 LUSAS Bridge의 광범위한 고체 모델링 기능을 활용하여 6.5km 길이의 중앙 교각 구간에서 강화 콘크리트 다이어프램을 해석했습니다.

각 77m 길이의 교각 스팬 유닛은 8개의 프리캐스트 박스 섹션으로 구성되어 있으며, 이들이 조립, 프리스트레스를 받고, 콘크리트가 타설된 후 떠내려 가서 처음에는 임시 지지대 위에 제자리에 설치됩니다. 인접한 스팬이 제자리에 놓인 후, 연속 프리스트레스 텐던이 인접 유닛의 다이어프램 벽을 통해 고정되고, 유닛 간 1m 넓이의 ‘작업 공간’ 간격이 콘크리트로 채워져 인접 유닛의 웹 및 플랜지 두께와 일치합니다. 1m x 1m 크기의 영구 베어링 두 개가 인필 콘크리트 바로 아래에 설치되고 모든 임시 지지대는 제거됩니다.

세 가지 다른 다이어프램 설계가 필요했습니다. 표준 스팬 유닛, 더 넓은 데크와 두꺼운 벽을 가진 특별한 ‘대기’ 유닛 및 이동 조인트가 있는 유닛을 위한 것이었습니다. 각 다이어프램 유형에 대해 다양한 LUSAS 모델이 필요하여 데크 하중, 프리스트레스의 고정력 및 베어링 반응으로 인한 응력을 해석했습니다. 각 스팬 유닛 유형의 끝 6m 모델은 8-node 강화 변형률 고체 벽돌 요소를 사용하여 구축되었습니다. 스프링 지지대는 베어링을 나타내었고, 사망 하중, 지지된 하중, 생체 하중 및 내진 하중 모두 고려되어야 했습니다.

LUSAS는 3단계의 시공을 해석하는 데 사용되었습니다: 단계 1은 캐스팅 야드에서의 프리스트레스; 단계 2는 유닛이 최종 위치에 놓여 인필 구역이 콘크리트가 타설된 이후의 프리스트레스; 단계 3은 정상 및 내진 하중에서의 베어링 반응을 제공합니다. 다양한 하중 사례에 대해 선형 정적 해석이 완료되었고, LUSAS 슬라이스 섹션 기능을 사용하여 다이어프램의 웹과 플랜지의 주요 구간에서 모멘트와 힘이 쉽게 얻어져 다이어프램 철근 수량을 계산할 수 있었습니다.

“LUSAS를 처음 사용해 보았습니다. 사용이 편리했고 슬라이스 섹션 기능을 사용하여 구조물의 동작에 대한 더 나은 이해를 얻을 수 있었습니다. 이 덕분에 대체 간소화된 방법으로는 쉽게 할 수 없는 상세한 설계를 생산할 수 있었습니다.”

Walid Mahmoud, Kvaerner Technology Ltd 수석 교량 엔지니어