프레스 브레이크

IDOT는 미국의 노후된 교량 인프라 교체를 가속화하기 위한 실행 가능하고 경제적인 솔루션 개발에 대한 과제를 제시했습니다. 산업 태스크 그룹은 공장에서 형성되는 단경간 교량용 프레스 브레이크 형태의 터브 거더를 개발했습니다. 콘크리트 플랫폼을 사용하여 몇 시간 또는 며칠 내에 현장에 설치됩니다.

편집자 주: 이 기사는 2019년 4월 3일 세인트루이스에서 열린 2019 AISC 세계 철강 교량 심포지엄 프레젠테이션의 일부를 기반으로 합니다.

미국의 인프라가 교체될 예정이라는 것은 비밀이 아닙니다. 2007년 미니애폴리스의 I-35 미시시피 강 다리가 붕괴되어 13명이 사망했을 때 온 나라가 주목했습니다.

2년 후 미국 경제회복 및 재투자법(American Recovery and Reinvestment Act)에는 모든 주 전역의 지역사회에 필요한 수리와 장기적인 변혁적 투자를 지원하기 위한 교통 인프라에 대한 자금 약 500억 달러가 포함되었습니다. 인프라 수리 및 교체는 두 정당이 모두 동의하는 목표 중 하나입니다.

교통통계국(Bureau of Transportation Statistics)에 따르면 2019년 미국에는 617,000개 이상의 교량이 있었고 그 중 상태가 양호한 교량은 44%인 279,582개에 불과했습니다. 2016년에는 전국 교량 중 56,000개 이상(9.1%)이 구조적 결함이 있는 것으로 분류되었습니다.*

시간이 본질이다. 미국 토목공학회(ASCE) 2017년 보고서에 따르면 10명 중 거의 4명은 50세 이상입니다.

미국도로교통건설협회(ARTBA)의 수석 이코노미스트인 Alison Premo Black 박사는 "현재 속도로는 미국의 구조적으로 결함이 있는 교량을 수리하는 데 50년 이상이 걸릴 것"이라고 말했습니다.

"가장 필요한 것은 140피트 이하의 단경간 범주입니다."라고 웨스트버지니아 대학교 토목환경공학과의 Karl Barth 박사는 말했습니다. 또한 구조적으로 결함이 있는 교량의 거의 절반이 단경간 범주에 속한다고 덧붙였습니다. 스팬 카테고리. 단경간교는 두 개의 중간 지지대 사이의 거리가 140피트 미만인 교량으로 정의됩니다.

미국 인프라 위기를 해결하기 위해 교량을 교체하는 새롭고 더 우수하며 더 빠르고 저렴한 방법을 모색하면서 IDOT는 최대 80피트의 단경간 구조물에 대해 노후된 교량 인프라를 교체하기 위한 실행 가능하고 경제적인 솔루션 개발에 대한 과제를 제시했습니다.

Barth는 기술 개발을 담당하는 산업 태스크 그룹을 이끌었습니다.

웨스트 버지니아 대학교 연구진은 일반적인 용접 사다리꼴 상자 형태로 시작했지만 비용과 시간을 절약하기 위해 프레스 브레이크 벤딩을 통해 제작했습니다. 제작은 Greiner Industries에서 수행했습니다. 사진 제공: Short Span Bridge Alliance.

우리는 연방 고속도로 부서로부터 경제적인 단경간 교량 건설을 가속화하기 위한 시스템을 개발하라는 임무를 받았습니다.”라고 Barth는 말했습니다. "목표는 일반적으로 사용 가능한 84인치, 96인치 등의 표준 플레이트 폭을 사용하는 것이었습니다." 또한 맞춤화 비용을 피하기 위해 프로세스는 대량 생산과 호환되어야 했습니다.

시스템은 무엇입니까? 이는 비틀림이 있는 프리캐스트 콘크리트 데크가 있는 단순한 강철 욕조 대들보입니다.

Barth는 "우리는 표준 강철 사다리꼴 상자를 사용했지만 기존 용접이 아닌 프레스 브레이크 굽힘 방식으로 제작했습니다"라고 말했습니다. “프레스 브레이크 성형을 이용하면 짧은 스팬의 형상을 약 30~40분 안에 제작할 수 있습니다.”

대들보 유형은 가장자리의 1-4의 일반적인 미국 사다리꼴 대들보 경사비이며 굽힘 반경은 5T라고 Barth는 설명했습니다. “우리는 플랜지에 많은 압축이 필요하지 않다고 생각했습니다. 우리는 그것들을 6인치 너비로 잡았습니다. 데크가 설치될 때까지 스터드를 고정할 만큼만 필요했습니다.”

프레스 브레이크 성형 플레이트 터브 거더(PBFTG)를 아연 도금 처리하여 수명을 연장한 후 콘크리트 데크를 얹습니다. “우리의 표준은 60년 이상의 보호를 제공하기 위해 내부와 외부를 용융 아연 도금하는 것입니다.

“크게 혁신적인 것은 아닙니다. 하지만 단기간 시장에서는 경제적일 수 있는 방식으로 만들어졌습니다. 닫힌 단면의 욕조가 있는 더 크고 복잡한 브리지 형상은 용접 응용 분야에 매우 이상적인 형상을 갖습니다. 문제는 해당 기술을 경제적으로 40, 60, 80피트로 축소할 수 없다는 것입니다. 단경간 교량 시장”이라고 Barth는 결론지었습니다.