교량 시공단계 모델링

LUSAS Bridge

교량 시공단계 모델링

단계적 시공 모델링

단계적 시공 모델링은 다양한 형태의 교량 설계 및 시공에 필수적입니다. 이는 세분화된 분석을 수행하는 것과 관련이 있으며, 점진적으로 발주된 세그먼트 구조 상자 거더 교량을 모델링하거나 케이블이 있는 교량 및 현수교의 케이블 또는 행거 교체 모델링, 또는 해체 과정을 모델링하는 데 사용됩니다.

LUSAS는 시간이 지남에 따라 구조물의 시공, 재건 또는 해체를 모델링하고 구조적 변화, 하중 적용 및 시간 의존적인 재료 변화를 평가할 수 있도록 도와줍니다.

West 7th Street Bridge, Texas의 단일 경간에 대한 시공 순서 모델링 — 텍사스주 웨스트 7번가 교량의 시공 순서 모델링

모델링 과정

LUSAS Bridge를 사용하면, 일부 소프트웨어와 달리 단 하나의 모델 파일만 생성하면 되며, 이 파일은 모든 시공 단계 해석에 필요한 모든 정보를 포함할 수 있습니다. 기하학적 및 재료 비선형성의 영향과 시간 의존적인 재료 효과인 크리프 및 수축을 포함할 수 있습니다.

LUSAS 트리뷰의 해석 패널 내에서 전체 단계적 시공 모델링 프로세스를 제어합니다.
브랜치 분석을 사용하여 선택한 단계에서 구조적 응답을 조사합니다.
모델의 선택된 부분과 그와 관련된 요소 및 속성의 활성 및 비활성을 조정합니다.
하중 케이스 간에 지지점을 전달하거나 정확한 시공 단계 표현을 위해 이를 생성 또는 제거합니다.
변위 이력 및 점진적 변위 결과를 포함하는 시공 이력 테이블을 생성합니다.

시간 관리

시간 관리 기능을 사용하여 간단한 시공 일정을 관리하고, 단계적 시공 분석에서 사전 정의된 시공 단계의 기간을 쉽게 조정합니다. 비선형 및 비상태 제어에서 이전에 지정된 하중 케이스의 총 응답 시간 값을 쉽게 자동으로 업데이트할 수 있습니다.

단계적 시공과 LUSAS

보, 쉘 및 솔리드 요소로 전체 단계적 시공 모델링이 가능합니다 (일부 소프트웨어는 보만 사용을 허용합니다).
요소의 완전한 활성화 및 비활성이 지원됩니다.
모든 지지 조건을 모델링하고 시공 과정 중 지원을 추가하거나 제거할 수 있습니다.
슬라이딩 베어링은 비선형 접촉(슬라이드 라인)을 사용하여 모델링할 수 있습니다.
임시/여행자 하중을 포함한 지지 및 하중 시설을 사용할 수 있습니다.
하중을 모델의 어느 곳에나 적용할 수 있습니다.
시간에 따라 하중/응력/변형률을 변경하고, 필요할 경우 단계 간 고정 응력을 잠글 수 있습니다.
단위 경간이 완료됨에 따라 주어진 변위 또는 잭킹 하중을 사용할 수 있습니다.
시간 의존적인 재료 특성에는 CEB-FIP 모델 코드 1990 (및 기타)의 응력 관련 콘크리트 크리프 및 수축을 포함하고 있으며, 크리프 회복도 포함됩니다.
특정 재료 특성과 코드에 대한 사용자 정의 시간 의존 곡선을 사용할 수 있습니다.
단일 또는 다중 텐던 마법사를 사용하여 텐던 특성과 모델의 특징에 시간 단계를 정의하고 할당할 수 있습니다.
강철 이완, 탄성 계수에 대한 시간 효과, 크리프 및 수축으로 인한 텐던 포스트 텐셔닝 손실을 모델링할 수 있습니다.
누적 효과는 각 하중 케이스 별로 별도로 보고할 수 있으며, 예를 들어 포스트텐셔닝 효과 또는 단순히 크리프 및 수축의 효과에 대해서 보고할 수 있습니다.
증분 효과도 지정할 수 있으며, 이를 통해 이전 단계 이후 구조에 대한 순 변화를 확인하고 평가할 수 있습니다.

샌프란시스코-오클랜드 베이 교량 동쪽 주 경간 해체 중 부재의 축력 애니메이션.

사용 용도

모든 유형의 단계적 시공 방법 및 교량 유형에 사용할 수 있습니다:

연속 구조물에 대한 보 및 슬래브의 단계적 배치
연속 보의 현장 타설 시공
프리캐스트 세그먼트의 연속 경간 시공
균형 처넣기 시공의 현장 타설
프리캐스트 세그먼트 균형 처넣기 시공
프리캐스트 세그먼트 데크의 점진적 시공
점진적 발주
케이블 유지 교량의 균형 배치
복합 데크
엑스트라 도스 교량
현수교

경간별 예제

세트에서의 모든 세그먼트를 시공하여 정렬하고 조인트 처리한 후, 일반적으로 수직으로 포스트 텐셔닝하여 완전한 경간을 만드는 과정을 말합니다. LUSAS에서는 이를 선형 보 모델로 모델링할 수 있으며, 결과 윤곽을 표시하기 위해 데크 단면의 선택적 표면 처리를 할 수 있습니다.

아래 애니메이션은 (하부구조는 포함되지 않음) 쌍둥이 리브 경간별 예제의 시공 순서를 보여줍니다.
분석은 필요에 따라 단계 간 포스트 텐셔닝과 크리프 효과를 포함할 수 있습니다.

균형 처넣기

교량 상부 구조를 교각 양쪽에서 비늘처럼 쌓는 과정을 말합니다.

이때 LUSAS를 사용하여 크리프/수축 분석에 대해 프리캐스트 요소에 대한 연령 속성을 포함하고, 예를 들어 세그먼트가 크레인에 의해 우발적으로 떨어지는 경우와 같은 내구성 확인이 가능합니다. 2차 (P-델타) 효과도 포함할 수 있습니다.

증분 발주

증분 발주는 브리지의 실제 위치와 인접한 현장에서 교량 세그먼트의 연속 체인 주형 후 성장하는 상부 구조를 임시 및 영구적인 지지대를 통해 밀어내는 방법입니다. 아일랜드 공화국의 블랙워터 비아덕트 건설에 사용되었습니다.

LUSAS를 사용하여 필드 래핑이 가능한 경우나 곡선형 데크 출시를 위한 증분 발주를 수행할 수 있습니다. 증분 발주 모델링은 시공이 진행됨에 따라 뒤쪽으로 이동하는 일련의 지지대를 활성화하고 이동시키는 방식으로 이루어질 수 있으며, 이는 일반 모델링 기능이나 모델링 프로세스를 자동화하기 위한 스크립팅 방법을 통해 수행될 수 있습니다.

Blackwater viaduct, UK. Photo: Benaim) — Blackwater viaduct, UK.

이 방법의 예시로 간단화된 노즈를 가진 박스 거더 교량이 아래에 표시됩니다.

곡선형 데크 출시

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단계적 시공 모델링 : 사례 연구

초기 제안된 I95 미시시피 강 교량는 일리노이주와 미주리주를 연결하는 기록적인 케이블-유지 구조로 설계되었으며, 지역 내 기존 교량의 교통 혼잡을 해소하기 위해 제작되었습니다. Missouri 및 Illinois 교통부를 위하여 Modjeski & Masters에 의해 설계되었으며, LUSAS Bridge의 단계적 시공 기능을 사용하여 800일의 시공 기간과 10000일의 크리프를 허용하는 모델링이 진행되었습니다.