LUSAS SPECIALIZED SITES

활용사례

[Bridge] Forsmo Bridge에 대한 평가

LUSAS 활용사례

[Bridge] Forsmo Bridge에 대한 평가

개요

차륜 하중의 증가에 따른 스틸 트러스 아치 철도교 개선
스트레인 게이지 결과값을 포함하기 위한 반복적 모델링
극한 , 사용성, 피로 한계 상태를 평가하기 위한 전반적·국부적 모델링

후의 정교한 해석적 조사를 위해 초기 유한요소 모델을 개선하기 위한 현장타설 측정법을 사용하는 것은 매우 중요하다. 덴마크에 있는 RAMBOLL사는 화물열차에 의한 차륜 하중의 증가를 예상하여 구조물의 깊이 평가를 수행하기 전에, LUSAS Bridge 모델을 통하여 스웨덴의 Forsmo Bridge에 스트레인게이지 측정법을 성공적으로 사용하였다.

1912년에 지어진 Forsmo Bridge는 길이 23m, 높이 50m의 북 스웨덴의 Aangermann강 위에 리벳된 스틸 트러스 아치 철도교량이다. 104미터의 주 경간은 양 경간까지 힌지로 연결되어 있다. Swedish National Rail Administration의 STAX25 프로그램을 사용하여 교량을 평가하였고 화물 열차의 무게를 예상하여 차륜 하중을 25톤까지 견딜 수 있도록 하였다.

모델링

브레이싱된 세로대와 가로보(cross beam)로 구성된 주 아치 트러스 구조물과 상부 구조물 간의 상호작용과 전반적인 변형에 따른 영향을 알아보기 위해 LUSAS를 통해 교량을 3차원으로 모델링 하였다. 또한, 강성을 얻고, 국부적인 영향을 알아보기 위해 LUSAS 프로그램에서 여러 개의 조인트 요소가 모델링 되었다.

전반적인 모델 빔에서 요소들은 모든 교각 부재들을 보여주고 있으며 이 때문에 무게중심에서의 이탈, 복잡한 조인트의 강성과 빔 이심률은 타당한 결과를 낳기 위해 가장 중요하였다. 모델링을 위한 적절한 값 결정의 어려움으로 인해 스트레인 게이지가 모델을 조정하는데 사용되었다.

LUSAS 모델로부터 상응하는 결과값과 함께 스트레인 게이지 측정법을 도시화 함으로써 초기 평가가 이루어졌다. 정확한 geometric 데이터와 조인트 조건을 이용하여 민감도 해석을 수행하였으며 재 평가를 위한 개선된 모델을 얻어내었다. 이 과정은 가장 가능한 전반적인 LUSAS 모델이 얻어질 때까지 반복되었다. 초기 모델을 업데이트하여 얻어낸 결과값들은, 전체적이고 국부적인 영향의 상호작용을 기술함으로써 가장 잘 요약할 수 있었다. 이것이 이 방식을 이용하는 것의 중요성을 강조하였다.

FE 모델의 향상과 이점

RAMBOLL과 Swedish National Rail Administration은 Forsmo Bridge에 대한 발행 논문에서 다음과 같이 기술하였다.

“극한 한계 상태에서와 특히 피로 한계 상태에서의 결과값 평가는 정확한 유한 요소 모델링을 하는데 있어 매우 까다로웠다. 따라서 현장 타설 측정 데이터를 사용한 유한 요소 모델을 업데이트 하지 않고 Forsmo Bridge와 같은 교량의 형태를 정확히 평가하는 것은 불가능하였다. LUSAS를 이용한 정교하고 광범위한 유한 요소 모델링의 조합, 민감도 해석, 현장 타설 측정법, 모델을 업데이트하는 것은 정확한 결과값을 얻기 위해 매우 중요하였다. 일단 정확한 모델이 얻어지면 소성해석, 파괴 역학 해석, 또는 확률론에 근거한 안정성 해석과 같은 발전된 평가를 수행할 수 있다.”

유사 사례

올림픽 공원 교량

이순신 교량의 데크 세그먼트 해석

lusas_9178_2_gwangyang_1545_bridge_angled_775

Zemplen 723 교량

lusas_9140_2_zemplen_completed_professional_775

트윈 세일즈 교량

lusas_9199_2_twin_sails_flickr_cc_jeff_owen_775

적분 교량 버팀대 설계

lusas_9143_1_blagdon_600

필젠 교량

lusas_9172_2_pilsen_footbridge_main_view_775

[Bridge] Store Baelt 동편 현수교의 해석

[Bridge] 워터게이트 교량해석(아일랜드)

커리 로드 교량, 보더스 철도

lusas_9209_2_glenfield_road_bridge_aerial_775

[Bridge] Sheffield Supertram System 구조해석 (영국)