Zemplen 723 교량

활용사례

Zemplen 723 교량

세계 기록을 경신한 보행자 캐터너리 교량
정밀한 기하학적 비선형 시공 해석
현장 측정을 통한 해석 정확성 검증

MSc Engineers and Consultants Ltd.는 고객인 S�toralja�jhely 시를 위해 세계 기록을 경신한 보행자 캐터너리 교량 설계를 돕기 위해 LUSAS Bridge 해석 소프트웨어를 사용했습니다. 이 교량은 Zemplen Adventure Park의 새로운 명소로, 헝가리 S�toralja�jhely의 Zemplen Mountains의 두 언덕 사이에 700m를 가로지릅니다. 2024년 6월 완공되면 세계에서 가장 긴 스팬을 가진 같은 종류의 교량이 됩니다. 총 길이(유리 발코니가 있는 교대 포함)는 723.7m에 달하며 교량의 이름인 Zemplen 723의 유래입니다.

교량 설명

Zemplen 723은 캐터너리 교량으로, 전통적인 현수교와 달리 장대와 행거가 없기 때문에 보행자의 데크 높이는 6개의 주 케이블의 포물선 형태를 따릅니다. 중간 부분에서 유리 바닥이 있는 1.2m 너비의 양방향 보행로는 계곡 바닥에서 약 84m의 높이에 위치합니다. 이 교량은 두 개의 주요 풍 하중 케이블과 두 번째 풍 하중 타이 케이블로 구성된 풍 설계 시스템에 의해 보강됩니다. 두 개의 주요 풍 하중 케이블은 교량 쪽으로 기울어진 평면에 포물선 형태로 있습니다. 교량의 시작 부분에는 추가 고정 앵커 케이블이 제공됩니다. 6개의 주 케이블에서 발생하는 약 3300kN의 큰 인장력은 철근 콘크리트 교대에 통합된 강철 구조물에 의해 지탱됩니다. 전체 정적 평형은 다카이트 암석에 내장된 23m 길이의 스트랜드 앵커에 의해 보장됩니다. 이 시공에는 149톤(6490m)의 강철 케이블과 추가로 96톤의 구조 강철이 필요했습니다. 하부 구조(교대 및 풍 케이블 하부 구조물)는 1700m³의 철근 콘크리트로 구성됩니다.

일반 배치
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수치 모델링

교량 설계에는 대변위와 케이블의 정확한 인장력 변화를 고려하기 위해 기하학적 비선형 시공 해석이 필요했습니다. 이와 같은 해석 기능을 위해 LUSAS 유한 요소 모델이 생성되었으며, 케이블은 막대 요소로, 교량 데크의 지지 프레임 요소는 빔 요소로 모델링되었습니다.

풍 하중 시스템의 최종 기하학은 매개변수 해석에 의해 결정되었습니다. 형상 발견 절차는 LUSAS의 단계 기록 기능을 활용하여 작성된 스크립트를 사용하여 수행되었습니다.

설계 과정의 일환으로 철저한 물리적 풍 해석도 수행되었습니다. 풍 해석을 위한 초기 데이터로 필요한 고유 모드 및 고유 주파수는 LUSAS 글로벌 모델 결과로부터 얻었습니다.

풍 하중 케이블의 세부 사항



첫 번째 수직 고유 모드	첫 번째 비틀림 고유 모드

구조 부재의 검증 외에도, 주 케이블 및 풍 하중 케이블의 시공 과정도 LUSAS를 통해 단계별로 설계, 검토 및 제어되었습니다. 이는 글로벌 모델 및 보조 케이블 모델을 활용하여 수행되었습니다.

풍 하중 시스템 장력 조정 애니메이션 (측면, 끝 및 평면 보기)

LUSAS 해석의 정확성은 교량의 시공 중 주요 단계가 높이 및/또는 힘 측정을 통해 모니터링 되었고, 완공 후에는 개통 전에 정적 및 동적 하중 시험이 수행되어 입증되었습니다. 계산 결과와 측정 결과는 매우 잘 일치했습니다.

교량에 대한 출입은 300명 이상의 보행자가 동시에 사용할 수 없도록 제어되며, 이는 정적 하중의 용량이 아닌 편안함을 고려한 제한입니다.

MSc Engineers and Consultants Ltd.의 수석 엔지니어인 Peter Gondar는 "이 프로젝트는 독특한 교량 설계가 숨기고 있는 수많은 엔지니어링 문제들 덕분에 우리 회사 역사상 가장 도전적인 프로젝트 중 하나였습니다. 전체 설계 과정은 계산에 의해 주도되었으며, 이는 일반 구조 안전성뿐만 아니라 교량의 기하학적 형태, 시공성 및 최종 사용성 또한 케이블 힘의 정확성에 의존했습니다."