프리스트레스트 고속도로 콘크리트 교량

프라하 | Czech Republic
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프라하 외곽에 총 연장 12.2km의 새로운 고속도로 구간이 건설 중이며, 이 구간은 D0 순환도로(체코 공화국에서 가장 중요한 교통 구조물 중 하나)를 D10 및 D11 고속도로, 그리고 수도와 주변 지역을 연결하는 여러 주요 도로와 이어주게 됩니다. 이 순환도로 구간에서 두 번째로 중요한 교차로에 교량이 필요하였으며, 이에 따라 AFRY CZ의 구조 엔지니어 Jan Lamparsky의 전문성이 성공적인 납품을 보장하기 위해 활용되었습니다.

프로젝트 개요

최종 교량 설계는 단경간 43.5m이며, 폭은 중앙부 78.3m에서 단부 89.6m로 변화합니다. 지지 구조는 후장 긴장 프리스트레스트 콘크리트로 제작된 23개의 빔으로 구성됩니다.

교량의 총 면적은 3,800m2  이며, 1미터 두께의 토층으로 덮여 있어 방수, 방수면 배수 및 전이 구간에 대한 다양한 상세가 요구되었습니다.

대부분의 교량 교통이 종방향으로 이루어지는 것과 달리, 이 교량의 교통은 45° 각도로 통행합니다.

엔지니어링 과제

후면 벽체 설계 및 지지 구조와의 프레임 연결의 어려움 외에도, Jan Lamparsky에게 가장 큰 과제는 교량의 기초였습니다.

처음 검토한 설계안은 프레임 교량이었으나, 이는 경제적으로 매우 비효율적이고 시공 기술적으로도 까다로운 방안이었습니다. 이 방안을 채택할 경우 하부 구조에 정착시켜야 하며, 모서리부에서 철근을 결속하는 커넥터가 필요하고, 옹벽과 프레임 모서리에 프리스트레싱을 적용해야 했습니다.

IDEA StatiCa를 사용하여 교량의 다양한 정적 시스템 설계를 평가했습니다. 어떤 제안이 실현 가능한지, 그리고 경제적으로 가장 유리한 것이 무엇인지를 매우 빠르게 파악할 수 있었습니다. 연속적인 계산을 거친 후, 저는 데크 기초 위의 반통합형 단경간 교량으로 구조를 설계하기로 결정했습니다.
Jan Lamparsky
Jan Lamparsky
구조 엔지니어 – AFRY CZ
Czech Republic

더 많은 수의 받침이 필요함에도 불구하고, 이 방안이 최선의 해결책으로 입증되었습니다. 벽체는 철근 콘크리트로 효율적으로 설계할 수 있었습니다. 빔의 프리스트레싱 케이블 수를 줄임으로써 지반에 정착할 필요 없이 얕은 기초로 설계하는 것이 가능하였습니다.

IDEA StatiCa 덕분에 많은 시간과 작업을 절약할 수 있었습니다. Midas Civil에서 모델을 IDEA StatiCa로 직접 변환하는 기능을 활용했습니다. 이후 철근의 설계 및 규정 검토는 더 이상 문제가 되지 않았습니다.
Jan Lamparsky
Jan Lamparsky
구조 엔지니어 – AFRY CZ
Czech Republic

해결 방안 및 결과

비정형적인 치수와 형상을 가진 이 교량 구조는 후장 긴장 프리스트레스트 콘크리트로 된 단경간 43.5m입니다. 시공은 2026년에 완료될 예정이며, 총 예상 비용은 약 4억 유로입니다.

설계 과정에서 다양한 문제가 발생했음에도 불구하고, 이 교량 작업을 통해 많은 것을 배울 수 있었습니다. 동료들과 IDEA StatiCa 헬프 데스크의 도움 덕분에 기능적이고 경제적으로 유리한 최종 설계안을 성공적으로 도출할 수 있었습니다.
Jan Lamparsky
Jan Lamparsky
구조 엔지니어 – AFRY CZ
Czech Republic

AFRY CZ s.r.o 소개

AFRY는 국제적인 엔지니어링, 설계 및 자문 회사입니다. 17,000명의 전문가로 구성된 조직은 인프라, 산업 및 디지털 솔루션, 공정 산업, 에너지, 경영 컨설팅 등의 사업 부문에 걸쳐 대형 국가 투자자, 지역 및 지방자치단체를 포함한 다수의 고객에게 혁신적인 엔지니어링 및 설계 서비스를 제공합니다.

브르노, 필젠, 프라하를 기반으로 시작한 AFRY는 여러 차례의 성공적인 합병을 통해 현재의 모습으로 성장하였으며, 건축, 교통, 산업, 에너지, 건물 및 인프라 분야를 아우르는 독보적인 서비스를 제공할 수 있게 되었습니다.

지속 가능한 엔지니어링 및 설계 솔루션 창출에 집중하는 이 회사는 국내외 여러 중요한 상을 수상하였습니다. 교육 및 R&D에 대한 강조는 주요 대학 및 연구 기관과의 관계를 강화하였습니다.

AFRY는 이 D1 교량 제안으로 인프라, 산업 & 레크리에이션 구조물 부문에서 2021 IDEA StatiCa Excellence Award를 수상하였습니다.

이 회사는 D1 고속도로 콘크리트 교량으로 IDEA StatiCa Excellence Awards 2021에서 인프라, 산업 & 레크리에이션 구조물 부문을 수상하였습니다.

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엔지니어의 프로젝트 소감