개요

셰필드 시의회의 설계 건축부(DBS)는 LUSAS Bridge 해석을 통해 설계된 주요 교량공사 뿐만 아니라 셰필드에 있는 Supertram System의 설계에도 참여하였다.

Commercial Street 교량은 Park 광장 로터리의 중심부지 위에 있으며 교량위로는 트램이 지나간다. 셰필드 도시 중심부의 심장이라고 할 만한 곳에 위치하고 있는 교량의 중요한 입지적 조건으로 인해 도시 개발 당국은 인접 건물들과 대조적인 스타일을 가지면서도 주위 경관과도 잘 어울릴 수 있는 훌륭한 외관을 갖출 것을 요구하였다. 커다란 지중 박스 구조와 교통 차선 지역, 교통 접근성에 대한 대비책의 이유로 주요 교량 경간은 길이 74m로 제한되었다. 대략 18m와 12.5m의 양쪽 경간을 추가하여 3경간 배치를 완성하였다. 도시 개발 당국은 다양한 선택 사항을 고려한 후 교량의 주요 중심부 경간을 구성하고 있는 조립식 강철 골조에 현모양의 아치를 배열하기로 결정하였다. 이 교량은 350톤의 강철 골조를 사용하였고 건설비용은 약 4백만 파운드였다.

DBS 프로젝트 엔지니어는 이 교량에 대해 두 가지 다른 형태의 해석을 수행하는데 LUSAS Bridge를 사용하였다. 주요 경간의 현-아치를 구성하고 있는 공간 프레임에 대한 정적해석과 아치된 부재에 대한 좌굴 해석이 그것이다. 빔 요소는 좌굴 하중에 대해 매우 큰 영향을 미치는 강철/콘크리트 합성 데크를 모델링하는 쉘 요소와 함께 공간 프레임을 모델링하였다. 교각 위에 조인트를 사용하지 않기 위해 3경간 모두 콘크리트 힌지를 활용하여 콘크리트 상판을 연속화시켰다.

Parkway 교량을 뿐만 아니라 Supertram system의 해석 역시 LUSAS Bridge를 통해 이루어졌다. 이 교량은 전체 300m 경간과 6개의 세그먼트를 구성하고 있는 포스트 텐션 세그먼트 콘크리트 교량이다. 교량의 곡률 및 열차의 지
하중으로 인해 비틀림 하중과 와핑이 해석에 포함되었다. 설계를 맡은 엔지니어는 이러한 해석을 수행하기 위해 LUSAS thick 쉘 요소를 사용하였으며 모든 하중 케이스로부터 응력 값들이 허용 한계치 내에 있음을 확신할 수 있었다.