MRT 고가교 설계
프로젝트 개요
설계는 싱가포르 국가 부속서와 PD6687-1 및 PD6687-2를 참조하여 최신 유로코드 기준을 준수합니다. IDEA StatiCa를 활용하여 Surbana Jurong 그룹 산하 SMEC의 교량 설계 책임자인 Ei Sheng Hong과 그의 팀은 상부 구조를 설계하며 다양한 과제를 극복했습니다.
이 고가교는 혁신적인 Floating Slab Track(FST) 기술을 적용합니다. 소음 및 진동 제어를 강화하기 위해 완전한 구조적 불연속성을 갖춘 이중 교각 시스템을 채택하였습니다.
상부 구조는 두 가지 유형의 LTA 표준 후장 긴장 박스 거더로 구성되며, 고가교와 일체로 시공된 비대칭 및 불균등 재하 크로스헤드에 의해 지지됩니다. 접근 개구부는 이 크로스헤드 내에 전략적으로 배치되어 있습니다. 탈선 하중에 견딜 수 있도록 설계된 지붕 기둥은 UIC777-2R 기준을 준수합니다.
UIC774-3R 지침에 따라 FST 적용을 고려한 광범위한 궤도-구조 상호작용 해석이 수행되었습니다. 고가교 설계는 시공 순서, 상부 지붕 구조, 하부 건물 구조와 긴밀하게 연계되어 있습니다. 고가교의 하부 구조는 건물 구조와 원활하게 연결되며, 파일 캡은 B2 지하층 슬래브 및 서측 동 구조의 지하 연속벽과 일체를 이룹니다.
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설계 과제
주요 과제 중 하나는 콘크리트 크로스헤드 설계였습니다. 여기에는 서로 다른 방향의 레일을 지지하는 두 개의 단일 박스 거더가 공유하는 크로스헤드가 포함되었습니다. 크로스헤드의 두 개구부로 인해 일반적인 거동이 변화하였으며, 수동 계산으로는 처리하기 어려운 비대칭 구조의 설계가 필요하였습니다.
고가교 설계에는 고가교 크로스헤드 위에 기둥이 지지되는 조경 지붕이 포함되며, 이 크로스헤드는 중앙 및 측면에서 지지됩니다. 또한 한쪽에는 큰 하중이, 반대쪽에는 하중이 없는 불균등 재하 조건을 갖습니다.
해결 방안 및 결과
Ei Sheng Hong 팀은 실제 철근을 IDEA StatiCa Detail에 성공적으로 적용하여 활용에 관한 유용한 보고서를 생성하였습니다. 소프트웨어의 자동 위상 최적화 기능이 스트럿-타이 모델 경로를 계산함으로써 시간이 많이 소요되는 시행착오 과정을 생략할 수 있었습니다.
검증을 포함한 계산 과정은 단 하루 만에 완료되었으며, 이는 수동으로 수행할 경우 수개월이 소요되는 것과 비교하여 획기적인 단축입니다. 이러한 효율성 덕분에 설계 완료 및 철근 배근도 작성을 신속하게 진행할 수 있었습니다.
IDEA StatiCa 도입 이전에는 팀이 구조 거동을 파악하기 위해 설계 과정에서 많은 가정과 단순화를 적용해야 했습니다. 따라서 IDEA StatiCa Detail은 이러한 한계를 극복하는 데 필요한 바로 그 소프트웨어였습니다.
또한 팀은 소프트웨어가 간단한 해석을 수행하는 능력에 깊은 인상을 받았으며, 필요한 결과를 추출하여 표 형식으로 제시하는 유연성도 높이 평가하였습니다. 여기에는 피로 해석 등 다양한 규정 검토가 포함되었습니다.
또한 모든 것을 한 번만 모델링하면 되므로 시간이 절약되었습니다. 클릭 한 번으로 결과가 표시되었으며, 생성된 견고한 설계 검토 결과는 추가적인 질문이나 설명의 필요성을 없애 주었습니다.
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SMEC 소개
SMEC는 70년 이상에 걸쳐 전 세계 주요 교통 및 에너지 인프라 프로젝트에서 신뢰받는 파트너로서의 명성을 쌓아왔습니다. 당사의 설계 전문가와 특화 팀은 세계에서 가장 외딴 지역부터 가장 밀집된 도심 환경에 이르기까지 다양한 환경에서 프로젝트를 수행한 풍부한 전문 지식과 경험을 바탕으로 활동합니다.
