헬릭스 교량

• 유리와 강철로 제작된 가동형 보행교
• 유리, 접착제 및 외팔보에 대한 전 세계적인 응력 해석
• 주요 개별 부재의 국부적인 해석

패딩턴 역 인근의 패딩턴 베이슨 개발에 위치한 헬릭스 교량은 가동형 복합 유리 및 강철 보행교입니다. 이 교량은 배치 시 회전하여 운하를 따라 코르크 스크류처럼 보이도록 설계된 나선형 프레임을 가지고 있습니다. Davy Markham는 자중 하중하에서 유리나 접착제 결합부에 과도한 응력이 발생하지 않도록 하기 위해 LUSAS를 사용했습니다.

재개발 계획

패딩턴 베이슨 개발은 유럽에서 가장 큰 도시 재생 프로젝트 중 하나입니다. 지역 사회와의 연결을 복원하기 위한 마스터플랜의 일환으로, 리틀 베니스를 따라 새 보행로와 운하를 따라 여러 보행교들이 설계되어 설치되었습니다. 헬릭스 교량은 마커스 테일러가 설계하였고, 롤링 교량은 토마스 헤더윅이 설계하였습니다.

시공

유리 및 스테인리스 강 헬릭스 구조물은 길이 7.2m, 직경 3.5m로, 수로를 통과하는 물리사고를 위해 수축이 가능한 폭 2m의 외팔보 카본 강 보행로를 포함합니다. 복합 튜브는 140mm 직경의 원형 중공단면으로 형성된 나선형 튜브로 제작되며, 그 위에 여러 곡면의 트라페조이드형 강화 유리판이 접착되어 있습니다. 헬릭스의 전체 길이에 대해 80mm 정사각형 단면의 가로 프레임이 용접되어 멀기 위한 지점으로서 역할을 합니다. 15mm 두께의 유리는 구조용 급 접착제로 가로 프레임에 부착되어 있으며, 접합부는 밀폐 스트립으로 덮입니다. LUSAS를 통해 제안된 시공 형태가 자중 하중하에서 유리나 접착제 결합부에 과도한 응력을 가하지 않도록 해석이 필요했습니다.

해석 및 모델링 전체 구조물의 모델을 통해 유리와 강철 부재의 응력 및 변위를 평가할 수 있었습니다. 3D 빔 요소는 튜블러 헬릭스 섹션 및 가로 프레임을 모델링하였고, 3D 쉘 요소는 유리판, 접합부 주변의 밀봉재, 그리고 유리를 가로 프레임에 고정하는 데 사용되는 접착제를 모델링했습니다. 접착제와 밀봉재를 나타내는 요소는 쉽게 분리할 수 있어 이러한 중요한 지역에서의 응력 및 변형률의 등고선 플롯을 생성할 수 있었습니다. 파손된 유리 시나리오와 다양한 운전 하중 및 조건도 고려되었습니다.

국부 모델 국부 모델은 원형 중공단면 헬릭스 부재와 정사각형 중공단면 가로 프레임 부재의 선택된 교차점에서의 응력을 조사했습니다. 원형 중공단면의 벽 두께를 평가하고 최적 두께를 결정했습니다. 보강이 필요한 개별 가로 프레임의 지역도 확인되었습니다.

“LUSAS를 통한 유한 요소 해석은 이 프로젝트에서 필수적이었으며, 유리와 강철 헬릭스 간의 차별적 이동이 실리콘 접착제의 변형률 한계 내에 있다는 것을 입증했습니다.”

유한 요소 해석 결과는 헬릭스 교량의 안전성과 성능을 보장하기 위해 필요한 모든 요구 조건을 충족했습니다. 이로 인해, 대중에게 더욱 매력적이면서도 실용적인 도시 공간으로 탈바꿈하게 되었습니다.