위치타의
강변 보행자 교량

• 두 개의 포스트 텐션 교량의 단계적 시공 해석

• 3D 선형 및 비선형 해석

• 최적화된 케이블 텐션으로 계약자의 시공 시간을 단축함

위치타의 강변 개발 프로그램의 일환으로 대도시의 자전거 네트워크를 확장하고 주변 neighborhood 및 비즈니스 명소에 대한 접근성을 향상시키기 위해 두 개의 케이블 스테이 보행자 교량이 건설되고 있습니다. 이 교량의 계약자인 Dondlinger & Sons Construction Co., Inc.는 Genesis Structures에 복잡한 케이블 스테이 교량 구조물 각각에 대한 시공 매뉴얼을 준비하고 단계적 시공 프로세스를 분석하기 위해 의뢰했습니다. Genesis Structures는 LUSAS Bridge 해석 소프트웨어를 사용하여 여러 단계의 3D 선형 및 비선형 해석을 수행하였으며, 이는 케이블 텐션 과정의 단계 수를 최소화하고 계약자의 시간 및 인력을 줄이는 데 도움이 되었습니다.

개요

각 교량은 120피트 높이의 60인치 삼각형 단면 철강 타워로 구성되어 있으며, 이 타워는 초기에는 가설 기둥 위에 시공된 프리캐스트 콘크리트 박스 구획을 지지한 뒤, 종방향으로 포스트 텐션하여 결합합니다.

각 타워는 60톤 철강 다리 세그먼트 두 개로 형성되며, 이는 특별히 설계된 리프팅 새들 및 통합 리프팅 너트를 사용하여 위치로 올려집니다. 30톤 상부 케이블 앵커리지가 각 타워 다리의 상단에 위치하며, 이는 조립이 용이하도록 지면에서 조립한 다음 특수 장비를 통해 다리 위로 올려집니다. 최종 조립 전, 스크류 잭 시스템을 사용해 올바른 타워 다리 위치를 확인했습니다. 각 다리의 상단 및 단위의 전체 둘레에 대한 부분 침투 용접이 이루어져 안전하게 고정되었습니다.

교량 중심선에서 최대 깊이가 48인치, 가시 프로필이 24인치로 줄어드는 32피트 길이의 중공 박스 구획으로 교량의 바닥이 구성됩니다. 조립 중 각 구획은 종방향 이동이 가능하도록 강철 가설 기둥 위에 배치되며, 종방향 포스트 텐션을 허용합니다. 긴 교량 바닥은 10개의 경사 케이블 쌍이 지지하고, 더 짧은 교량은 8개의 케이블 쌍이 지지합니다. 주 스테이 케이블(제공: CBSI, Inc.)은 2인치 직경이며, 백 스테이 케이블은 3 3/8인치 직경 ASTM A586 구조적 스트랜드입니다.

LUSAS를 활용한 해석이 필요했으며, 이는 강 안에서의 가설 기둥 시공, 프리캐스트 콘크리트 바닥 시스템의 포스트 텐션 및 임시 지지대에서 구조를 들어올리는 순차적 케이블 텐션을 포함하는 복잡한 시공 순서를 모델링했습니다.

프로젝트 사양에 따르면, 교량 기하학은 사용 시작 시에 설정하여 10년 후 목표 기하학에 도달해야 했습니다. 이를 위해 포스트 텐션 콘크리트 바닥 구획의 크리프 및 수축으로 인한 시간 의존적 영향이 평가되어야 했습니다. 이는 LUSAS에서 CEB-FIP 1990 크리프 및 수축 재료 모델을 사용하여 달성되었습니다.

스테이 케이블의 초기 텐셔닝은 각 케이블을 나타내는 비선형 빔 요소의 초기 변형률 하중을 통해 수행되었습니다. 실제 스테이 케이블 설치 중에는 종방향 콘크리트 바닥 시스템이 임시 지지대에서 들어올려질 계획이 필요했습니다. 가설 기둥 시스템은 바닥 시스템의 종방향 이동 및 단축과 비제한적 리프팅을 허용해야 했습니다. 이러한 효과의 모델링은 LUSAS의 비선형 결합 요소 지지를 통해 수행되었습니다. 스테이 케이블의 최종 텐셔닝은 각 케이블 쌍에 대해 음의 온도 하중을 적용하여 원하는 텐션을 얻었습니다. LUSAS에서 예측한 케이블 텐션 값과 현장 측정값 간에 우수한 상관관계가 얻어졌습니다.