Transcript 주탑 모형 시험

사장교 주탑 시공현황
■ 주탑 시공 개요
 EL 238.5m 역 Y형 주탑
 콘크리트 : 21,100m3 (기초 제외)
철
근 : 4,850ton (기초 제외)
 강각 : 24단
 기타 주요 가시설
- ACS 거푸집 1식
- 20톤급 타워 크레인 1대
- 하부선형관리용 임시강선 1개소
- 중간부선형관리용 스트럿 3개소
- 콘크리트 타설용 고압 펌프 1대
- 인원승강용 리프트카 1식
[주탑 일반도]
[최근 시공전경]
■ 공사 진행 경과
[1Lot시공전경-06.6월] [가로보가설-07.2월]
[주탑폐합-07.9월]
[최근시공전경-07.12월]
■ 향후 추진 계획
구
분
12월
W1
53Lot
E1
51Lot
1월
56Lot
2월
3월
57Lot
가설비 철거
56-1Lot
57Lot
가설비 철거
공정지표
(준공일)
계획 : 08.03.05
예상 : 08.02.05
계획 : 08.03.15
예상 : 08.02.23
강각(Steel Box Anchorage) 시공현황
■ 강각 시공 개요
 설치 단수 : 24단
중
량 : 13 ~ 19 ton
높
이 : 1.5 ~ 3.3 m
용
도 : 주탑측 케이블 정착 및
하중전달
 제 작 사 : 두산메카텍㈜창원공장
[강각 3D 형상]
■ 공사 진행 경과
[부재제작 및 취부]
[강각 지조립]
[운반 및 가설]
[설치 완료]
■ 향후 추진 계획
구
분
제작/지조립
운반
설치
비
고
W1
완료
(07.12.06)
20 Block 완료
20 Block 완료
07.12월 설치 완료
E1
완료
(07.12.06)
17 Block 완료
15 Block 완료
08. 1월 설치 완료
상부공 시공 현황
■ 시공 특징
-
내풍 안정성 확보를 위한 측경간 대블럭화
국내 최대 규모 가벤트 설치
3000톤 해상크레인을 이용한 측경간 일괄 설치
300톤급 데릭크레인을 이용한 주경간 설치
■ 공사 물량
구분
수량
설명
BB4
2
112.7m / 2,450톤
BB3
2
105.0m / 2,100톤
BB2
2
85.5m / 2,000톤
2
62.1m / 1,350톤
소블럭
50
15m(260톤),11.25m(200톤)
키세그먼트
1
12.30m/188톤
BB1
단위
EA
■ 공사 진행 경과
■ 설치 순서 및 공정
1. 대블럭: WBB4→ WBB3 (2007년 12월 완료)
→ EBB4 →EBB3 →WBB2 →서측 데릭 크레인→WBB1 →EBB2
→ 동측 데릭 크레인→EBB1 (2008년 2월 예정)
2. 소블럭 및 케이블: 2008년 4월 착수
가벤트 시공현황
■ 가벤트 설치 개요
- 케이블 가설 중 내풍 안정성 조기 확보를 위한 측경간 대블럭화
- 대블럭 지지를 위하여 주탑과 중간교각 사이 가벤트 2개소 설치
■ 설계 주안점
- 측경간 대블럭 지지 중 교축 방향으로 고정
- 좌굴에 대한 안정성 확보
- 독립 상태에서의 부반력 감소
■ 공사 물량 (총 3,700톤)
구분
수량
설명
말뚝 작업대
4
RCD 작업대 전용
강관 말뚝
32
D1800(t=18mm), 램30톤
4
3000톤 FC 설치
4
3000톤 FC 설치
컬럼 (상부2단+상부빔)
4
3000톤 FC 설치
포트 받침
8
컬럼과 일괄 설치
푸팅
컬럼 (하부 3단)
단위
EA
■ 설치 순서
말뚝 작업대 설치→강관 1차항타(바이브로해머) →강관 이음 용접
→ 강관 2차 항타(유압해머) 및 PDA(동재하시험) →두부정리
→ 푸팅 설치 →컬럼 하단 설치 →컬럼 상단 설치
■ 설치 전경 (공사 기간: 2007년 7월 ~ 11월)
상부 캠버 관리
■ 목적
-
사장교 상부공 시공단계에의 안정성 확보
사장교 상부공 가설단계의 확정
크레인, 유압잭 등 가설장비의 능력 및 위치 결정
선형 및 케이블 장력 등 시공단계별 주요 항목 관리
■ 선형관리 절차
- 가설단계 : 장비이동 -> 소블럭가설 -> 장비이동 -> 케이블 가설 -> 최종 조정
- 해석단계 : 초기형상결정 -> 시공단계해석 -> 오차보정 해석 -> 최종오차보정해석
■ 해석 특징
-
장지간 사장교 해석을 위한 유한변위해석 (Large deformation Analysis) 실시
정확한 케이블 요소(Catenary Cable)의 적용
가설과정을 정확히 묘사한 시공단계해석의 적용 (정방향, 역방향 해석의 검증)
PCCAP2 프로그램의 사용
■ 오차 보정 (케이블 장력의 조정)
1) 야간에 측량 및 계측(거더변위, 주탑변위, 케이블 장력) 실시
2) 해석값과 계측값의 비교 및 오차 보정 해석 실시 (최소자승법)
3) 케이블 심플레이트를 조정하여 케이블 장력 및 거더 변위를 동시에 만족
* 오차 규정 : 중앙경간처짐 (±200mm), 주탑교축변위 (±H/2000)
■ 시공단계 해석 결과 (Dx : 주탑교축변위, Dy : 거더 끝단 연직 변위)
45 STEP
81 STEP
161 STEP
Dx = -160mm
Dy = 202mm
Dx = -127mm
Dy = 320mm
Dx = -166mm
Dy = 705mm
169 STEP
Dx = 4mm
Dy = 3mm
케이블 및 댐퍼
■ 케이블 개요
- 시공성, 풍하중 저감 및 부식 방지를 위하여 NPWS 케이블 채택
- 풍우진동을 방지하기 위하여 인덴트 케이블 적용 (딤플가공)
- 케이블의 부식 방지를 위하여 EPDM 커버 설치
■ 케이블 제원
케이블 형식
PE 피복 PWS (NPWS)
소선
7mm 아연도금 강선
강도
1770MPa
탄성 계수
1.95E+5MPa
케이블 개수
208개
■ 케이블 특성
- 시공성을 고려하여 3mm, 12mm, 25mm 의 심플레이트 적용 (최대심량 260mm)
- 케이블 최대 길이 : C52 케이블 420.487m (41ton)
- 최대 케이블 직경 : 153mm, 최대 케이블 새그량 : 4.2m (1/100)
■ 댐퍼 개요 및 특성
-
필요감쇠량을 얻기 쉬운 주탑 부근 (C25~28) 에는 고감쇠 고무댐퍼(링타입)를 설치
나머지 케이블에는 마찰댐퍼와 케이블 완충장치(Buffer)를 설치
고무댐퍼는 주탑/거더 측에 설치하고 마찰댐퍼는 거더측에만 설치
버퍼와 댐퍼는 포장 및 교면공을 시공하기 전에 설치
댐퍼는 0.5%의 감쇠비 제공, 케이블 진폭은 L/1600 (L:케이블 길이)으로 제한
■ 댐퍼 제원
마찰 댐퍼
고무 댐퍼
케이블 제작 및 시공
■ 제작 개요
- 사장재(Stay) 케이블 : 3900ton, 타이다운 케이블 : 31ton
- 제작사 : 신일본제철, 제작공장 : 중국 강소성 장인시 JFNC
- 사용선재(Wire rod) : POSCO 및 도쿄 제강
■ 시공 개요
- 시공기간 : 11개월/208 케이블, 싸이클 타임 : 7일/4케이블
- 케이블 인입 장비 : 스트랜드 잭, 센터홀 잭, 텐션 로드, 서비스 크레인, 타워 크레인
■ 제작 순서 (공정율: 49% 완료)
■ 시공 순서 (2008년 8월 ~ 2009년 2월)
1) 선재 입고
1) 케이블 인양
2) 신선
3) 아연도금
2) 케이블 전개
4) 길이 마킹
3) 주탑측 인입
5) 스트랜딩
6) HDPE 피복 7) Socketing
8) 포장 및 운반
4) 거더측 인입
5) 케이블 긴장
타이다운 케이블 / 카운터 웨이트
■ 개요
- 케이블에 의한 부반력을 감소시키기 위하여
중간 / 단부교각에 타이다운 케이블을 설치하며
중간 / 단부교각 사이 보강형 내부에 카운터 웨이트 콘크리트를 타설(각18,000KN)
■ 타이다운 케이블 (Tie-down Cable) 설치 방법
-
측경간 대블럭 가설 완료 후에 설치
W2/E2, W3/E3 교각 당 4개 설치 (총 16개)
교각 하단부 맨홀을 통해 인입
보강형 하단에서 케이블 인양 및 설치
케이블 손상 방지를 위한 피복 보호 설비 설치
■ 타이다운 케이블 현황
- 설치 기간: 2008년 3월
■ 카운터 웨이트(Counter Weight) 콘크리트 시공
- 보강형 내부에 콘크리트 타설 (중앙 경간 폐합 후)
- 중앙 경간 폐합 후 콘크리트 육상 운반 타설 실시
강교 제작 및 운송
■ 개요
-사장교 보강형은 국내와 중국 공장에서 분할하여 제작 시행
■ 공사 물량 (29,847톤)
구분
계
한진
ZPMC
대블럭
56 Seg 15,794 ton
서측경간 대블럭 4개
(28 Seg – 7,897 ton)
동측경간 대블럭 4개
(28 Seg – 7,897 ton)
소블럭
51 Seg –
14,053 ton
중앙경간 소블럭 51개
(51 Seg – 14,053 ton)
-
계
107 Seg –
29,847 ton
79 Seg – 21,950 ton
28 Seg – 7,897 ton
■ 제작 순서
자재 입고→절단 →소조립 →중조립 →대조립 →부대공 →가조립 →도장 →운송
■ 운송
- 국내(한진): M/T를 이용하여 운송 바지에 선적 후 해상 운송
- 중국(ZPMC): 해상 크레인을 이용하여 운송 바지에 선적 후 해상 운송
■ 제작 현황
- 국내 (한진): 79.63 % 완료
- 중국 (ZPMC): 96.86 % 완료 (2008년 1월 완료)
강교 도장 및 제습 설비
■ 개요
- 강교 도장은 가조립 완료 후 세그먼트 단위로 블라스팅/하도/중도/상도 로 진행
- 지조립 후 출하 전 보수 도장 실시
- 보강형 내부는 하도 도장으로 마무리되며 제습 설비 시스템 설치
■ 제습 설비 현황
설비명
목적・역할
제습기
실내의 상대 습도를 배출시켜서 강재의 부식 방지 도모
송풍기
내부공기의 순환을 촉진시키는 설비
배관설비
제습기에 의해 건조시킨 공기를 실내전체로 송기
지지가대
제습기나 송풍기 등을 지지하는 설비
필터
온도검지기
제어반
먼지나 염분이 거더내로 진입하는 것을 방지하기 위한 설비
상대습도를 측정하여 시스템의 운전 제어
각 기기의 가동을 제어하기 위한 기기
■ 관리 습도
- 녹 발생량은 상대습도 60%을 초과하면 급격히 증가
- 관리습도는 상대습도 50%이하로 한다
(기계ON:상대습도50％、기계OFF:상대습도40％）
내풍 설계
■ 풍동 시험 개요
- 중앙 경간의 고도가 83m에 달하여 내풍 안정성 중요
- 보강형, 주탑, 전교 모형 시험 및 버페팅, 플러터 해석을 통해 내풍 검토
- 보강형, 주탑, 전교 모형 모두 시공 단계 및 완성계 시험 수행
■ 보강형 단면 시험
- 최종단면의 경우 등류시험에서 영각 -5도에서 +2.5도까지 미소 진동 발생
+5도의 경우 연직/비틀림으로 최대 26cm, 34cm 발생 (사용성 기준 이하)
■ 주탑 모형 시험
- 완성/시공중 주탑에 대하여 시험 (가설 중 크레인 모형화)
- 일부 와류진동 발생하나 경계층류에서 모두 소멸
- 가설 중 주탑에서는 스트럿을 설치하는 경우 뚜렷한 진동 발생하지 않음
■ 전교 모형 시험
- 1/150 모형을 제작하여 보강형, 주탑 및 케이블의 연성진동을 관찰
- 특이 진동은 발생하지 않고 풍속에 따라 버페팅 진동이 2차곡선으로 발달
- 설계풍속 시 최대 연직 1.1m, 교직 1.0m으로 교량의 안전성을 충분히 확보
[보강형 단면 시험]
[주탑 모형 시험]
[전교 모형 시험]