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활용사례
[Bridge] 수영 1호교 설계 및 재가설 공사㈜엔비코컨설턴트는 롯데 건설과 함께 부산에 있는 수영 1호교 대안 설계를 위해 LUSAS Bridge를 사용하였다. 새로 건설될 수영 1호교는 교통 흐름의 개선 및 강 주변 경관 개선을 목적으로 기존 3개교를 헐고 그 자리에 건설된다.
개요
수영 1호교는 수영구 민락동과 해운대구 우동을 잇는 수영강 위에 건설된 왕복 4차선의 3경간 연속 강재 박스 거더 교량이다. 새 교량은 차량 통행을 원할히 하기 위한 목적으로 기존 3개교(민락교, 수영1호교, 수영가교)를 대신하여 건설된다.
새로운 교량은 길이 180m, 중앙 경간 85m, 양쪽 경간 47.5m로 되어 있으며 교량의 폭은 45m이다. 깊이 3.5m에서 2.2m로 변하는 4개의 주 강재 거더가 연속 강재 데크를 지지하며 경관을 즐길 수 있는 공간을 포함하는 캔틸레버 형태의 보행로는 중공 강관으로 지지된다. 2004년 6월에 착공된 새로운 수영 1호교 건설은 시가 470억원이 투입되었으며 2008년 1월에 완공될 예정이다.
내진설계분야에서 선도적인 컨설팅회사인 FaberMaunsell은 타이완 고속철도 프로젝트인 Contract C270에 내진 교량 구조물과 Station guideways의 설계를 위해 LUSAS Bridge를 사용하였다.
LUSAS를 통한 스펙트럼 응답 해석은 기둥에 작용하는 힘을 측정해냈다. Track과 구조의 상호작용 해석을 통해 지진하중 하에서 레일에 실리는 상대적인 변위와 응력을 얻어낼 수 있었으며 비선형 지반과 구조에 대한 해석으로부터 pile과 pile두부에 실리는 응력을 측정할 수 있었다.
포스트텐션 도입을 위한 끝단 블록에는 Solid 요소를 사용하였고 프리캐스트된 상부 구조 모델링에는 Shell 요소를 사용함으로써 국부 휨 모멘트가 발생되도록 하였다. 이러한 과정을 거쳐 제한된 시간 내에 경제적인 설계를 할 수 있었던 것이다.
모델링
LUSAS를 사용하여 정적 선형해석과 내진 해석을 위한 모델을 별도로 만들었는데 각각 Thick Beam 요소와 Thick Shell 요소를 사용하였다. 엔비코컨설턴트의 문창 차장은 다음과 같이 언급하였다.
“우리는 이 프로젝트에서, 가능한 효율적인 방법으로 거더의 단면력과 지점에서의 반력값을 알아내야 했기 때문에 LUSAS를 이용하여 해석하여야 했습니다. 또한, 쉽게 모델링 할 수 있으면서 정확한 결과를 얻을 수 있는 프로그램이 필요했습니다.”
엔비코컨설턴트는 특히 어떠한 형태이든 자유로이 정의하여 사용할 수 있는 하중 정의 방식과 하중 조합을 유용하게 사용하였으며 교량의 길이 방향으로 달라지는 변단면을 쉽게 정의하고 수정할 수 있는 Variation 기능도 효율적으로 활용하였다.
