로웰렛 크릭 교량

로웰렛 크릭 교량은 2,565 피트(782m) 길이의 구조물로 DART 블루라인 연장이 로웰렛 크릭을 넘는 구조물입니다. 주탱스팬은 AASHTO Type IV 프리스트레스트 보로 형성되며, 스팬 길이에 따라 수가 달라지고, 두 개의 105′-0″(32m) 스팬에는 여섯 개의 보가 사용되며, 나머지 91′-0″ 또는 92′-0″(28m) 스팬에는 네 개의 보가 사용됩니다. 보들은 단일 6′-0″(2m) 직경의 철근콘크리트 기둥에 지지되며, 각 스팬 사이에는 2″(50mm)Expansion Joint가 존재합니다. 선로를 교각에 고정시키기 위한 Direct-fixation 고정 장치가 각 33′-2″(10m) 넓이의 철근 콘크리트 덱을 따라 배치됩니다.

트랙-구조 상호작용 해석

LUSAS 철도 트랙 해석 소프트웨어를 사용하여 트랙-구조 상호작용 모델이 MS Excel 스프레드시트의 별도 워크시트에 정의된 기하학적, 재료 특성 및 하중 데이터를 기준으로 자동으로 구축되었습니다. 트랙의 열적 하중과 가속 및 제동력으로 인한 기차 하중이 정의될 수 있었고, 레일 클립, 베어링 및 교각 강성도 해석 모델에 포함될 수 있었습니다. 모델 구축 대화 상자를 통해 한 대의 기차가 구조물을 지나거나 여러 대의 기차가 통과하는 경우를 모델링할 수 있었습니다. 덱 온도 하중은 이후 여러 레일 구성의 해석을 위해 분리하여 고려할 수 있었으며, 덱과 레일 하중의 결합된 온도를 고려하는 전체 분석도 수행될 수 있었습니다. 트랙 고정 클립의 응답은 항상 비선형적이기 때문에 비선형 해석이 필요했습니다.

트랙-구조 상호작용 해석 후, 결과는 Excel 스프레드시트에서 생성되며 자동으로 그래프와 함께 제공되거나 표준 LUSAS 결과 파일 형식으로 제공됩니다. 결과를 모두 포괄하는 처리는 Excel 내에서 자동으로 이루어지며, 사용자 정의 하중 조합을 지정하여 LUSAS에서 수행할 수 있습니다. Excel에서 결과 스프레드시트 내의 별도의 워크시트에는 특정 관심 분야에 대한 결과가 포함되어 있습니다. 이러한 워크시트에는 다음이 포함됩니다:

• 각 트랙 및 덱 구성 요소에 대한 요약, 그래프 및 표 형식의 원시 결과 데이터

• 온도 및 기차 세트 레일 하중 조합의 요약, 그래프 및 표 형식으로 원시 트랙 및 덱 데이터의 포괄

• 레일베드 변위, 종방향 반응 및 레일 응력 값의 표 – 요약 형식으로 핵심 결과를 제공하며 각 점검에 대한 최악의 영향을 주는 해석을 신속하게 결정할 수 있습니다.

트랙, 덱, 베어링, 교각 및 기초와 같은 구조적 요소는 LUSAS 내에서 개별 그룹으로 저장되어, 변위, 응력 또는 반응 등을 표시할 때 간편한 선택이 가능합니다. 특정 위치에 대해 추가적인 spot check가 필요한 경우 관심 있는 영역을 선택하고 자동으로 분석합니다.

트랙-구조 상호작용 소프트웨어의 사용은 수동 방법보다 많은 이점을 제공합니다: 자동화된 모델 구축은 수동 모델 생성에 비해 정확한 모델을 보장하며, 트랙/구조 경계와 관련된 재료 특성은 지나가는 기차의 위치에 따라 자동으로 업데이트됩니다. 전반적으로 이는 다중 스팬 구조의 열적 및/또는 기차 하중 상호작용 효과에 대한 빠른 평가를 제공합니다.

Eric Dues, Gannett Fleming의 수석 엔지니어는 다음과 같이 설명하였습니다: "로웰렛 크릭 교량에 대한 LUSAS를 사용하여 얻은 열적 상호작용 결과에 대한 독립 검증이 Gannett Fleming의 다른 사무소의 엔지니어들에 의해 다른 소프트웨어를 사용하여 이루어졌습니다. 결과는 놀랍도록 유사하여 LUSAS 모델링 방법을 검증하였으며, 이러한 유형의 교량에 대한 트랙-구조 상호작용 효과를 모델링하는 LUSAS의 효율성을 보여주었습니다."

로웰렛 크릭 교량

KCS/N. 1번가 교량

KCS/N. 1번가 교량 은 1,054 피트(321m) 길이의 구조물로, 두 개의 DART 경전철 트랙이 KCS 철도와 노스 1번가를 넘는 구조물입니다. 덱 스팬은 일반적으로 85-90 피트(26-27.5m) 간격의 AASHTO Type IV 프리스트레스트 보로 형성되어 가로 거더에 의해 지지됩니다.

155 피트(47m) 길이의 두 번째 스팬은 두 개의 용접 플레이트 외부 거더와 3″ x 30″(762mm) 상하 플랜지, 1″x105″(2.67m) 웹으로 구성된 용접 관통 거더 구조입니다. 거더는 8″(203mm) 두께의 철근 콘크리트 덱 슬래브를 지지하는 W14x14 바닥 보로 보강됩니다.로웰렛 크릭 교량과 마찬가지로 직접 고정 고정 장치가 덱을 따라 연장되는 콘크리트 플린츠에 트랙을 고정시키는데 사용됩니다. 각 외부 거더에 기초한 비구조적 아치가 장착되어 있습니다.

전체 구조물에 대한 트랙-구조 상호작용 해석을 수행하는 것 외에도, 두 번째 스팬의 다양한 상세 보 및 쉘 요소 모델이 LUSAS에서 구축되었습니다. 교차 거더와 거더 연결의 모델링에 특히 주의를 기울여 AASHTO 표준 사양과 DART 디자인 기준 매뉴얼의 수정에 따른 사장 및 라이브 하중 응력을 결정했습니다.운행 기차 하중 사례가 하중과 결합되어 최대 서비스 상태의 효과를 결정하는 데 적용되었습니다. 응력의 결정 외에도, LUSAS를 사용한 고유치수 해석으로 구조물의 고유 주파수가 결정되었습니다.

LUSAS 철도 트랙-구조 상호작용 모델 (KCS/N 1번가 교량)

강재 관통 거더 스팬의 LUSAS 모델링

특정 기차 하중 위치에서 거더, 덱 및 바닥 보의 응력