므제 강 위의 고가교
프로젝트 개요
이 중요한 교통 노선은 3.3킬로미터 길이로 도시를 우회하여 교통 혼잡을 줄이고 지역 연결성을 향상시킵니다. 2023년 2월에 개통된 이 우회도로는 균형 캔틸레버 교량을 포함하는 므제 강 침수 구역 위의 인상적인 고가교를 특징으로 하며, 이는 전체 인프라의 핵심 하이라이트입니다.
고가교는 총 36개의 지지대로 지지되는 세 개의 신축 구간으로 나뉩니다. 각각 약 510미터에 걸친 처음 두 구간은 점진적 압출 공법을 사용하여 시공되었습니다. P33 지지대에서 시작하는 세 번째 구간은 균형 캔틸레버 공법을 사용하여 시공되었습니다. 이 교량은 52.543미터, 85.416미터, 51.106미터의 세 개의 이론적 경간으로 설계되었습니다. 므제 강은 두 개의 인접한 지방 도로가 양쪽에 위치한 두 번째 경간 아래를 흐릅니다. 하부구조는 세 개의 교각으로 구성되며, 그 중 하나에는 신축 이음부와 교대가 포함됩니다.
상부구조의 시공은 교각 P34에서 시작되었습니다. 처음에는 교각 테이블이 설치되고, 현장 타설 세그먼트를 위한 두 개의 거푸집 이동대차가 조립되었습니다. 이후 이 이동대차를 사용하여 5미터 세그먼트가 대칭적으로 시공되었습니다. 각 세그먼트를 설치하기 위해 VSL이 제공한 Y1860S7-15.7 프리스트레싱 강재로 만든 19선 텐던 2개가 사용되었습니다. 각 세그먼트의 단면 높이는 경간 중앙을 향해 5미터에서 2.1미터로 점차 줄어듭니다. P34에서 균형 세그먼트 쌍이 완성된 후, 동일한 방법으로 교각 P35에 유사한 쌍이 시공되었습니다. 마지막으로 하부구조의 각 구간은 경간 중앙에 배치된 클로저 세그먼트로 연결되었습니다.
엔지니어링 과제
균형 캔틸레버 공법은 일련의 시공 단계를 포함하며, 각 세그먼트마다 별도의 설계가 필요합니다. 또한 각 단면의 설계는 두 단계로 수행되었는데, 먼저 하부 U자형 부분에 대해, 그 다음에는 상부 데크와 함께 수행되었습니다. 이 복잡한 과정은 시간이 많이 소요되며 계산에 할당된 시간과 밀접하게 연관되어 있습니다. 그럼에도 불구하고, 이 세밀한 접근 방식은 캠버 구성과 함께 이러한 종류의 프로젝트에서 일반적인 특징입니다.
또한 엔지니어링 팀은 다양한 교각 단면에 대한 규정 검토 및 기하학적 비선형 계산, 선형 좌굴 해석을 통한 교각의 2차 효과 문제 해결, 추가 내력 평가를 위한 비선형 계산 수행 등 다양한 어려운 과제에 직면했습니다.
솔루션 및 결과
프로젝트 담당 엔지니어인 Ondřej Matoušek은 이처럼 복잡한 프로젝트에서 어떻게 업무를 관리하는지 설명하기 위해 인터뷰에 응했습니다.
먼저 전체 교량의 모델을 제작하고 전문 유한요소법 컴퓨터 소프트웨어인 Midas Civil로 해석합니다.
Midas Civil에서 IDEA StatiCa로 데이터를 이전하기 위해 IDEA StatiCa BIM을 사용하여 모든 단면 및 텐던 관련 정보를 포함한 모델을 복제합니다. 모델이 모든 시공 단계를 포함하기 때문에 데이터 양이 방대해져 단일 단면에 대해 거의 200개의 극값이 발생하며, 이로 인해 소프트웨어 성능이 크게 저하됩니다.
이 문제를 극복하기 위해 Ondřej Matousek은 단 하나의 시공 단계에 대한 RCS 파일을 생성하는 방법을 채택했습니다. 이후 텐던 및 단면에 관한 정보만을 선택적으로 내보냅니다. 이 방법은 그에게 상당한 시간 절약을 가져다주며, Midas Civil에서 텐던 관련 세부 사항을 수정하고 몇 번의 클릭만으로 RCS를 통해 IDEA StatiCa로 변경 사항을 원활하게 전달할 수 있습니다. 이 간소화된 프로세스는 모델에 대한 효과적인 제어를 제공합니다.
Czech Republic
Ondřej Matousek은 Valbek에서 수년간 IDEA StatiCa를 사용하며 그 잠재력을 완전히 습득했습니다. 그의 논문을 위해 진행한 주목할 만한 프로젝트에서 그는 수동 계산을 수행하고 이후 결과를 비교하는 추가적인 노력을 기울였습니다. 놀랍게도 결과는 완벽하게 일치했습니다. 핵심적인 차이점은 결과를 얻는 데 필요한 시간에 있습니다. IDEA StatiCa RCS를 사용하면 하루 만에 결과를 얻을 수 있는 반면, 수동 계산은 며칠과 수많은 시간의 노력이 필요합니다.
Valbek 소개
1990년에 설립된 Valbek은 선형 구조물 설계를 전문으로 하는 사무소입니다. 30년 이상의 전문 경험을 바탕으로 20개의 상호 연결된 분야에 걸쳐 운영되며, 직원들에게 소규모부터 대규모 프로젝트까지 또는 원하는 특정 분야를 전문화할 수 있는 다양한 프로젝트 설계 기회를 제공합니다. Valbek은 200명 이상의 고도로 숙련된 구조 엔지니어와 50명의 상세 설계자로 구성된 전담 팀을 보유하고 있습니다. 본사는 체코 공화국 리베레츠에 위치하고 있으며, 슬로바키아로도 사업을 확장하여 선형 구조물 설계 분야에서 혁신적이고 고품질의 솔루션을 제공하겠다는 의지를 보여주고 있습니다.
