홍산사 대교의 주 교량 구조는 후방 케이블이 없는 경사탑의 사장교로, 주 경간 길이는 206m, 교량 폭은 33.2m, 아래에 교각이 없습니다. 범위. 교량탑의 수직 높이는 136.8m로, 철제 쉘 베이스를 추가하면 50층 건물과 맞먹는 150m가 넘는다. 타워 기초는 확대된 기초를 채택하며 기초의 평면 치수는 길이 31m, 폭 30m, 높이 11m이며 기초 아래에는 깊이 2.0m, 깊이 5m의 미끄럼 방지 파일이 있습니다. 타워 본체의 경사각은 58도이며, 타워 본체와 교량 데크는 13쌍의 하프형 평행 강선으로 완전히 케이블 지지됩니다. 타워 본체는 단면이 균일한 얇은 벽의 중공 철근 콘크리트 구조를 채택합니다. 섹션이며 타워 기초와 통합됩니다. 타워 본체는 완전 프리스트레스트 콘크리트 박스 구조이고, 메인 빔은 강철-콘크리트 복합 구조이며, 강철 구조물의 기본 재료는 모두 16Mnq로 만들어졌습니다. 스테이케이블은 직경 7mm의 고강도, 저완화 아연도금강선으로 완성된 케이블입니다. 남쪽 제방 교각 2# 및 3#의 보조 구멍은 경간 30.305m의 프리스트레스트 철근 콘크리트 박스 빔입니다. 북쪽 제방 주탑 1번 부두의 특수 형상 블록 램프 빔은 프리스트레스트 철근 콘크리트 박스 플레이트 빔을 채택했으며, 빔은 폭 10m, 높이 1.25m로 단일 박스에 3개의 방이 있습니다. 주교량 건설의 안전성을 확보하기 위해 철골주보와 콘크리트 사탑을 순차적으로 시공하는 방식을 채택하였다. 다점연속밀기공법으로 철골빔을 시공하고 임시교각과 안내빔의 세팅을 거쳐 철골빔의 설치를 완료한다. 교량의 설계 및 시공 과정에서 사탑 메인빔의 균형 시공 기술, 빔 타워의 이중 제어 응력 조정 시공 기술, 설계 등 일련의 신기술이 과감하게 사용되었습니다. 14미터 길이의 철근-콘크리트 구조의 대형 캔틸레버빔 시공, 대형 육각강 박스빔의 비틀림 설계 및 시공. 이러한 기술의 적용은 전통적인 설계 및 건설 조직 체계를 타파하고 국제 교량 건설 이론을 풍부하게 하며 우리나라 교량 건설 역사의 공백을 메웠습니다. 이 프로젝트는 China Railway Engineering Corporation의 자회사인 China Railway Major Bridge Engineering Group Co., Ltd. 5에 의해 건설되었습니다. 창사홍산대교(백케이블이 없는 사장교)의 전체 설계 및 핵심기술에 관한 연구 1. 교량 위치 창사홍산대교는 창사시 북제2환로에 있는 초대형 교량으로 류양강을 가로지른다. 순환도로 건설의 핵심인 홍산대교는 남쪽의 쓰팡핑 인터체인지(Sifangping Interchange)와 북쪽의 라오다오강대교(Laodao River Bridge)와 연결됩니다. 동쪽은 공항 고속도로이고, 북쪽으로 3km도 채 떨어지지 않은 곳에 창사가 있습니다. 교량의 지리적 위치가 매우 중요하기 때문에 발주처인 창사시 순환 건설 본부는 성도의 질을 향상시키려는 요구에서 시작하여 교량을 창사시의 랜드마크 조경 건물로 건설하기로 결정했습니다. 이후 후난대학이 제안한 등받이 없는 사탑은 하프형 사장교 계획을 시정부청 회의에 제출해 논의를 거쳐 승인됐다. 홍산대교의 주 교량 경간은 206m에 이르며, 완공되면 세계에서 가장 큰 교량이 될 것입니다. 이번 글에서는 교량의 전반적인 설계와 핵심기술 연구를 간략하게 소개한다. 2. 지질 조건 및 기타 자연 조건 북안 주탑 기저부의 지질 조건을 간략하게 설명하면 다음과 같습니다. 교량 부지의 기반암은 얕게 묻혀 있으며, 기반암의 대부분이 노출되어 있습니다. 중원생대 Lengjiaxi 그룹 점판암은 위에서 아래까지의 각 층의 특징은 다음과 같습니다. ① 강하게 풍화된 점판암, 갈황색, 암석은 미사질 점판암과 진흙 점판암, 풍화가 심하고 절리와 균열이 극도로 발달하고 부서진 암석입니다. 코어 채굴 속도가 낮고, 층 두께가 1.8~6.9m, 층 상단 높이가 27.46~31.83m, 허용 지지력 [σ0]=500KPa입니다. ② 풍화가 약한 점판암은 황회색, 회황색, 회색이며 암석은 미사암 점판암과 진흙점판암이며 암석은 부서지기 쉽고 절리와 균열이 발달하며 굴착속도가 느리고 층두께는 2.5~11.0m이며 바닥의 최상층은 표고이다. 19.51~25.66mm이고, 허용 지지력[σ0]=1200KPa입니다. ③약간 풍화된 점판암, 청회색, 회색, 암석은 미사질 점판암과 인질질 점판암이며 암석은 비교적 신선하고 단단하며 층판이 잘 발달되어 있다. 굴착 속도가 느리고, 코어는 대부분 블록, 기둥, 파편 형태로 되어 있으며, 최상층의 매설 깊이는 13.5~22.0m, 지붕 높이는 12.8~19.93m로 지질 조사에서는 밝혀지지 않았다. 이것이 허용 지지력 [σ0]= 2700KPa 입니다. 교량지점에서 20m 높이에서 10분간 평균 최대풍속은 28m/s이며, 우세풍향은 북서쪽이다. 창사 지진의 기본 강도는 6급이고, 교량은 7급에 따라 요새화되었으며, 교량 부지는 2급 부지에 속합니다. 기상학적으로 창사는 몬순의 영향을 받는 아열대 지역에 위치하며 강수량이 풍부하고 최근 몇 년간 최고 기온은 40.6°C, 최저 기온은 -11.4°C, 연평균 기온은 17.1°C입니다. °C. 3. 주요 기술기준 및 범위 1. 도로등급 : 도시고속도로 2. 설계하중 : 6차로 차량 - 레벨 20, 트레일러 - 120, 군중하중 3.5kN/㎡, 특수중량 3000kN 차량은 검증에 사용 짐. 3. 교량 폭 및 도로폭 구성 전체 교량 폭 : 33.2m 도로 폭 구성 : 2* [0.5m 충돌방지벽 + 0.5 안전벨트 + 2* 3.75 + 3.5 통행로 + 0.5 안전벨트 + 2.1 가드레일 및 앵커케이블 면적 4.0/2 보행관광도로]=33.2m 4. 설계속도 : 60km/h 5. 교량 종단경사 : 0.2464%, 교량상판 횡단경사 : 1.5% 6. 주교량 경간 : 227m(주경간 및 주탑) 면적) +30.305m(보조공) = 257.305m 7. 계산 경간: 206m 4. 주교량 설계 포인트 l. 케이블 타워와 기초 케이블 타워는 프리스트레스트 콘크리트 박스 구조를 채택합니다.
단면의 외부 윤곽 크기는 12m(교량 방향) * 8.2m(교량 방향)이며, 타워의 수평 경사각은 58°, 타워 높이(교량 상판 위)입니다. 135m이다. 백케이블 기울임탑이 없는 사장교의 경우, 타워의 자중설계는 케이블 타워의 응력상태를 양호하게 하기 위해 자중을 결정하는 중요한 문제 중 하나이다. 즉, 전체 사하중과 하중의 절반이 빔에 작용할 때 활하중이 작용할 때 타워는 그림 2와 같이 축방향 압축 상태에 있습니다. 기하학적 및 균형 관계(케이블의 평행 배열)로부터 다음을 얻을 수 있습니다. 케이블 타워 세그먼트의 무게 중심은 원칙적으로 위 공식에 따라 결정됩니다. Hongshan Bridge의 C 값은 2.432이고 콘크리트 체적은 다음과 같습니다. 타워 본체가 크다. 마지막으로 무게 중심을 낮추기 위해 케이블 타워의 벽 두께를 가변적으로 설계했습니다(하부는 두껍고 상단은 얇음). 케이블 타워 전체의 콘크리트 부피는 약 6,700m3입니다. 홍산대교의 보도는 교량 중앙의 케이블 평면 사이에 위치하며, 통행차로 위 약 2m에 보행자의 원활한 통행을 보장하기 위해 주탑 바닥에 높이 9m, 폭 3m의 맨홀을 개설했다. 디자인(그림 3). 타워에는 관광용 엘리베이터가 있고 꼭대기에는 전망대도 있습니다. 교량부지의 지질조건이 좋고 암반이 노출되어 있으므로 벽기초는 31m(하류)*30m(수평)*9m(높이)의 확장기초를 채택하며, 가장 불리한 조합하중에서 기초편심량은 이다. 0.5m 미만. 2. 메인보는 강-콘크리트 복합구조로 높이 44m의 직사각형 폐쇄형 강박스거더(박스벽두께 28mm)를 박스형강보로 구성하여 척추구조를 이루고 있다. 강철 구조 부분의 기본 재료는 16Mnq 강철이며 강철 캔틸레버 빔은 210mm 두께의 콘크리트 교량 데크로 덮여 있습니다. 교량 데크와 강철 캔틸레버 빔은 120mm 간격의 ø22mm 대형 헤드 전단 못으로 연결됩니다. 사장교는 기존 사장교에 비해 케이블 현수점에 의해 제공되는 강성이 낮으므로 활하중의 작용에 따라 주보의 내력이 상대적으로 크게 변하므로 일반 철근 콘크리트에서는 어렵습니다. 이러한 종류의 큰 내부 힘 진폭은 균열이 발생하기 쉽기 때문에 홍산 대교의 콘크리트 바닥판은 전체 응력 관점에서 볼 때 주보의 중립 축 근처에 배치됩니다. , 강철 상자 거더는 축 방향 힘, 굽힘 모멘트 및 비틀림을 견뎌냅니다. 강박스거더의 과도한 응력변화로 인한 피로손상을 방지하기 위해 홍산대교의 보 높이는 스페인의 알라미요대교와 마찬가지로 4.4m로 설정됐다. 강 박스 거더의 단면 치수는 비틀림 유형 I 안정성 및 횡교 비틀림 강성을 포함한 비틀림 제어에 의해 설계되었습니다. 강박스거더 내력판의 국부적 안정성 문제에 대해서는 우리나라에는 도로교에 대한 계산규정이 없기 때문에 "일본 혼슈 시코쿠 연결교 상부구조의 설계기준 및 설명"(1989)과 "미국의 고속도로 교량 설계"(1994)가 각각 계산되었으며 두 결과는 기본적으로 일치합니다. 3. 사장교는 교량의 횡방향으로 2열의 케이블 사이의 간격이 6m인 단일 케이블 평면 구조이다. 26개 케이블 13쌍, 수평 경사각은 모두 25°이며, 케이블 길이는 65.9~289.8m입니다. 스테이 케이블은 고강도, 저이완 아연도금으로 제작되었습니다. 표준 인장 강도가 1670MPa인 강철 와이어는 241ø7 및 283ø7의 두 가지 사양으로 제공되며 해당 냉간 주조 피어 헤드 앵커와 일치하며 총 소비량이 약 460t인 조립식 케이블을 사용합니다. 홍산대교는 기울어진 주탑을 갖는 단상 사장교로서 기존 사장교와는 명백히 응력특성이 다르다. 따라서 주탑과 보에 사장케이블을 고정하는 방법(특히 on the tower)은 신중하게 고려할 가치가 있습니다. 많은 분석과 계산 끝에 케이블은 최종적으로 타워의 중립축에 고정되었습니다. 이는 일반 사장교와 다른 점 중 하나입니다. 케이블이 전면 박스 벽에 고정되면 고정점이 힘을 집중시킵니다. 타워 박스 단면에는 타워에 큰 추가 힘 쌍이 생성되고 이로 인한 타워의 굽힘 모멘트가 전체 굽힘 길이의 30% 이상을 차지할 수 있어 장기간 하중에서 타워가 열악한 응력을 받게 됩니다. . 따라서 앵커 포인트를 중립 축에 배치해야 합니다. 케이블의 최대 응력 진폭 Δσ은 90MPa로 작으므로 케이블의 피로가 설계를 좌우하지 않습니다. 5. 모달 특성 분석 및 계산 결과 예비 설계 단계에서 홍산대교의 힘 특성에 대한 종합적인 분석 및 계산을 수행하였으며, 평면봉 시스템 유한요소법을 사용하여 교량의 이중 제어 응력 조정을 계산하였다. 빔과 타워는 공간봉 시스템 유한요소법을 사용하여 모달 특성, 안정성을 계산하고 판 및 쉘 요소법은 비틀림을 계산하는 데 사용되었습니다. 메인빔; 8노드 육면체 요소법을 사용하여 타워와 케이블의 앵커 포인트를 계산하고 타워빔 압밀 블록의 국부 응력을 계산했습니다. 스페인 세비야의 알라미요 다리(Alamillo Bridge)는 1992년에 산티아고 칼라트라바(SanTIAgo Calatrava)씨가 설계한 것으로, 후면 케이블이 없는 세계 최초의 장경간 사장교이다. 32m는 홍산대교의 건설규모에 따라 홍산대교의 동적모달 특성에 대한 공간계산을 통해 알라미요대교의 계산 및 측정결과가 기본적으로 일치함을 알 수 있다. , 표 1에 표시된 것처럼. 6. 과학적 연구 홍산대교 건설의 안전성을 보장하기 위해 교량의 예비 설계가 완료된 후 다음 세 가지 문제에 대해 특별 실험 연구가 수행되었습니다. (1) 전체 교량에 대한 1:30 유사 모델 테스트. 시험의 주요 목적은 교량 바닥판의 응력, 변형, 안정성 및 유효 분포 폭을 포함하여 건설 및 운영 단계에서 교량의 전반적인 기계적 성능을 검토하는 것입니다. (2) 타워빔 압밀블록의 1:6 세그먼트 모델 테스트. 시험의 주요 목적은 케이블이 타워 루트에 전달된 후의 수평력 성분의 분포 패턴을 조사하고, 강박스 거더의 굽힘 및 비틀림 응력 특성이 설계와 일치하는지 검토하는 것입니다. (3) 세그먼트 및 풀 브리지 모델 풍동 테스트.
각 단면의 공기역학적 매개변수, 와류로 인한 최대 진동 풍속, 버피팅의 최대 진폭, 플러터 불안정성의 임계 풍속을 결정하고 바람으로 인한 최대 내부 힘의 결과를 제공합니다. 7. 결론 홍산대교는 1999년 12월 30일 착공되었으며, 건설은 철도부 교량국 제5분과가 담당하고 있다. 계획에 따르면 이 교량은 2001년 말까지 완공될 예정이다. 홍산대교의 건설은 우리나라 교량산업 발전에 기여할 것이다.