콘크리트 사장교 계획과 설계 1

 콘크리트 또는 강철로 교량을 유지 한 케이블의 수는 지난 10 년간 급격히 증가했습니다. 참조 전 세계에서 설계 또는 건축 된 200여 개의 케이블 스테이 브릿지에 대한 설문 조사를 제공합니다.

 이 교량의 대부분은 강철로 만들어졌지만 대부분은 프리스트레스 콘크리트로 설계되었을 수 있습니다. 실제로,이 재료를 사용함으로써, 설계, 구조적 디테일링 및 시공 방법을 단순화 할 수있어 경제적이고 심미적으로 우수한 브릿지를 생성 할 수 있습니다. 불행히도 오늘날 케이블 스테이 브릿지 설계 및 시공의 기본 원리를 완전히 이해하지 못하는 많은 브릿지 엔지니어가 있습니다. 이 글의 목적은 케이블 구조 교량에 관한 최신 기술을 제시하면서 이러한 구조와 관련된 기본 사항과 가능성을 자세히 설명하는 것입니다.

 프리스트 레스트 콘크리트를 사용하는 고속도로, 보행자 및 철도 교량을 다룹니다.

 

1. 사장교(케이블 스테이 브릿지)의 타당성 범위

케이블 스테이 브릿지의 타당성 범위와 관련하여 약간의 오해가 있습니다. 예를 들어, 케이블 스테이 브릿지는 100에서 400 인치 (약 300에서 1300 피트)의 스팬에만 적합하다고 종종 언급됩니다. 이 진술은 잘못되었습니다. 약 40 인치 (130 피트) 범위의 보행자 다리는 구조적으로 효율적이고 비용 효율적으로 만들 수 있습니다. 프리스트레스 콘크리트를 사용하여, 몇 개의 케이블 스테이와 깊이 25 ~ 30cm (10 ~ 12 인치)의 데크를 사용하여 상부 구조를 매우 날씬하게 만들 수 있습니다. 고속도로 교량은 최대 700in (2295ft)의 스팬과 최대 약 400in (1311ft)의 철도 교량으로 프리스트레스 콘크리트로 만들 수 있습니다. 강철 대들보와 콘크리트 데크 슬래브 사이의 복합 작용이 이용되는 경우, 고속도로 및 철도 교량에 대해 각각 약 1000 및 600 인치 (3279 및 1967 피트)의 스팬을 안전하게 확보 할 수 있습니다.

 

이탈리아의 메시나 해협을 건널 때 (그림 1 참조), 당사는 6 개의 차선 도로와 2 개의 철도 선로를 위해 1800 인치 (5900 피트)의 메인 스팬을 갖춘 모든 강철 케이블 스테이 브릿지를 설계했습니다. 구조적 또는 건축상의 어려움. 많은 교량 엔지니어는 400in (1311ft) 이상의 경간에는 현수교가 바람직하다고 생각합니다. 이 가정은 거짓입니다. 실제로, 케이블 스테이 브릿지는 비교 현수교보다 훨씬 경제적이고 단단하며 공기 역학적으로 안전합니다.

 

 

 저자는 이것이 19721 년 초에 이것이 사실이라는 것을 보여 주었다. 케이블 스테이 브릿지를 설계 할 때 케이블에 필요한 양의 고강도 강철을 찾는 데 문제가있다. 메인 스팬이 1800m (5902ft)이고 너비가 38m (125ft) 인 브리지의 경우 서스펜션 브리지에는 46000t (50700 톤)의 강철이 필요하지만 케이블 스테이 브리지에는 19200t (21170 톤)의 강철 ( 그림 2 참조). 후자의 경우 이것은 강철의 약 40 %에 불과합니다. 또한, 현수교에는 굽힘 강성이있는 보강 거더가 필요합니다.

 

 이는 케이블이 연결된 브리지보다 약 10 배 더 커야합니다. 서스펜션 브릿지에는 추가 고정 앵커 블록이 필요하므로 내비게이션 간격이 높고 기초 조건이 좋지 않은 경우 비용이 매우 많이 듭니다. 이러한 현수교의 총 비용은 케이블 스테이 교량의 비용보다 쉽게 ​​20-30 %가 될 수 있습니다. 현재 일본에서 600m (1967ft)의 두 번째 나고야 하버 브리지는 철재로 가장 긴 케이블 다리 길이입니다.

 

 이 구조는 Dr. Ing. Kunio Hoshino (저자 이전 학생)는 현재 건설 중입니다. 완료되면 첫 번째 나고야 하버 브리지와 비슷하게 보입니다 (그림 3 참조). 저자는 가까운 시일 내에 유사한 응력 범위가 프리스트레스 콘크리트를 사용하여 구축 될 것이라고 확신합니다. 스팬 범위는 케이블 스테이 브릿지를 설계 할 때 중요한 파라미터 중 하나 일뿐입니다. 곡선 스팬 및 스큐 교차와 같은 특수 상황은 스테이를 사용하여 쉽게 해결할 수 있습니다. 엔지니어는 두 가지 타워가있는 대칭 범위, 하나의 타워에 매달린 비대칭 범위, 또는 여러 개의 타워가있는 다중 범위 등 다양한 구성 중에서 선택할 수 있습니다. 프로젝트의 기능적 요구 사항을 충족하고 환경을 보완하는 미적으로 유쾌한 구조를 얻는 디자인의 창의성에 이상적인 분야입니다.