사례 연구

• 다스리기 다중 경간 조적 아치 교량
• 신규 아치 구조물 2D 해석
• 스판드렐 벽의 하중을 결정하기 위한 국소 횡 해석

킹스턴 온 Thames, 서리의 킹스턴 교량에 대한 상세 점검 결과, 1914년에 건설된 구조물에서 수많은 결함이 발견되었으며, 하중 평가 결과 38톤 이상의 차량이 교량을 통과하는 것이 금지되었습니다. 교량의 하중 증가를 위해 보강 작업을 수행하는 동안 교통 흐름을 유지할 수 있도록 영구적인 폭 확장 계획이 선택되었으며, 시공 동안 환경 영향을 줄이는 데 도움이 되었습니다. 또한 버스와 자전거를 위한 영구 시설을 도입할 기회를 제공했습니다. 설계자들은 Symonds Group Ltd가 로열 킹스턴 자치구의 의뢰를 받아 확장된 구조의 경간을 모델링하기 위해 LUSAS Bridge를 사용했습니다.

교량의 폭 확장은 이전의 17.5 m에서 6.6 m 추가됩니다. 새로운 기둥은 보강된 콘크리트 줄기로 구성되어 있으며, 보강된 콘크리트 파일 캡 위에 기초가 놓여 있습니다. 기둥은 자연 포틀랜드 석회암으로 마감되었습니다. 조립식 콘크리트 아치 유닛이 교량의 확장을 위해 사용되어 시공 중 수상 교통에 대한 중단을 최소화합니다. 확장된 교량의 경간을 형성하는 조립식 유닛은 인사이트 콘크리트를 사용한 짝짓기 보강 바와 함께 아치의 정점에서 연속성을 유지합니다. 이러한 조립식 유닛은 기존 아치 프로파일 및 마감재에 맞게 석조 및 벽돌로 마감됩니다. 조립식 유닛의 외측에는 복합 섹션을 형성하기 위해 인사이트 경량 보강 콘크리트 새들이 캐스팅됩니다. 이러한 조립식 유닛의 외곽에는 새들에 대한 연속성을 제공하기 위해 스타터 바가 돌출되어 있습니다.
확장된 교량의 경간은 2차원 LUSAS Bridge 모델을 사용하여 해석되었습니다. 각 경간은 기둥에 의해 각각 고정된 상태로 이상화되었습니다. 수축 및 열에 의한 영향을 수용하기 위해 각 아치의 끝에 이동 조인트가 통합되었습니다. 아치의 횡 방향 강성은 해석에서 무시되었습니다. 따라서 단위 폭에 대한 평면 응력 해석이 평면 응력 요소를 사용하여 수행되었습니다. 스판드렐 벽의 강성 효과는 복합 보강 콘크리트 아치 배럴의 설계에서 고려되지 않았습니다. 스판드렐 벽의 힘을 결정하기 위한 국소 횡 해석이 수행되었습니다. 끝 지지 조건은 교량 건설 중 제공되는 고정도를 시뮬레이션하기 위해 모델링되었습니다. 해석은 이를 고려하여 삼각 조인트 고정, 이조 고정 및 고정 상태를 검토했습니다.

상부 구조는 또 다른 해석 프로그램을 사용하여 전역적으로 다섯 경간의 조적 아치로 모델링되었습니다. 이 해석은 기둥의 불균형 하중을 조사하고, 시공 단계와 보강이 완료된 후 안정성을 확인하는 데 사용되었습니다. 경량 보강 콘크리트 새들 및 벽돌 아치의 복합 거동 해석은 중앙 강의 비선형 해석에 기반하였습니다. 기존의 벽돌 아치는 인장 응력이 없다고 가정하여 재료 모델을 구성하였습니다. 보강 콘크리트 새들은 균열이 없는 섹션 거동을 기반으로 선형 탄성적으로 모델링되었습니다. 유한 요소 모델의 거동은 중앙 경간과 가까운 위치에 점하중을 위치시켜 단일 경간 모델과 비교하여 경첩 형성이 이루어지는 순서와 위치를 점검하였습니다.

이 교량의 확장 및 보강 프로젝트에 대한 자세한 사항은 런던 교량 엔지니어링 그룹 웹사이트를 방문하십시오.