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칠레 차카오교(Chacao Bridge) 보강거더 시공설계

사업개요

  • 발주처 MOP, Chile
  • 클라이언트 엔비코컨설턴트 /
    CPC (Hyundai E&C)
  • 업무내용 가설 엔지니어링(CE)
  • 수행기간 Phase1 : 2019.09~2020.05
    Phase2 : 2024.01~2025.03
개요
칠레의 차카오 해협을 통해 Chiloé섬과 본토를 연결하는 차카오 교량은 3개의 주탑과 2개의 주경간을 갖는 현수교로서, 전체 길이 2.75km 로 세계에서 가장 긴 다경간 현수교이다. 이 교량이 완공되면, 남미에서 가장 긴 현수교가 될 예정이다.

차카오 교량의 보강거더는 높이 3.27m, 폭 23.824m로 4차로의 도로를 제공하는 유선형 강박스거더이고, 주케이블은 PPWS가 적용되었다. 3개의 주탑은 158.9m 높이의 역 Y자형 중앙 주탑과 양측에 128m 높이의 콘크리트 문형 형식의 2개의 측면 주탑으로 되어 있으며, 특히, 중앙 주탑에는 4개의 기둥이 있어 교량의 길이방향 강성을 증가시키도록 계획되었다. 주탑은 말뚝 기초로 되어 있으며, 그중 하나는 암초의 해협 중앙에 위치하고 다른 주탑기초는 해안에 위치한다.

당사는 보강거더의 가설을 위한 가설 엔지니어링(Construction Engineering) 컨설팅 서비스를 제공하고 있습니다.


구조적 특징
가설 엔지니어링 (Construction Engineering)

시공설계는 현수교나 사장교와 같은 복잡하고 특수장비가 필요한 구조물의 가설계획 및 형상관리, 임시부재설계, 장비운영계획 등을 수립하고, 현장에서의 발생할 수 있는 문제점들에 대한 솔루션을 제공함으로써 보다 안전한 시공이 되도록 하는 현장 설계로 정의할 수 있다. 

당사가 담당한 보강거더 시공설계분야는 크게 보강거더 가설계획, 임시부재의 설계 및 가설장비계획으로 나눠진다.


보강거더 가설계획

차카오 교량의 보강거더 가설에 있어서는 Lifting Gantry를 이용한 시공방법이 제시되었다. 대부분의 경우 직하인양을 적용하였으나, 시점측 교량 단부, 북축주탑, 중앙주탑 및 남쪽주탑(종점측)부근 보강거더는 지형 여건상 직하인양이 불가능해서, 스윙공법을 적용하도록 계획하였다.

대표적인 보강거더 1개 블럭의 길이는 행어간격과 동일한 20m 이며, 인양된 보강거더는 선 인양된 거더와 강봉을 통해 임시연결을 하도록 계획하였다.

일부 보강거더 단부 및 주탑부 부근 보강거더 블럭의 경우는 행어가 계획되어 있지 않아서, 보강거더 가설을 위해 임시행어를 설치하는 것을 제안하였다.

차카오 교량은 3주탑 현수교이고 2개의 중앙경간을 가지고 있기 때문에 124개의 보강거더 세그먼트중 5개의 폐합을 위한 키 세그먼트가 계획되었다. 키 세그먼트는 보강거더 가설계획에 따라 북측주탑 부근에 2개, 중앙주탑부간에 2개, 남측주탑부근에 1개가 위치한다. 이러한 키 세그먼트 가설을 위해서는 거더데크의 Set-back이 필요하며, 이 Set-back에 필요한 하중을 최소화하기 위한 계획이 수립되었다.


임시부재(Temporary member)의 설계

현수교를 가설하기 위해서는 거더의 임시연결, 러그, 임시행어 및 임시밴드 등 다양한 임시부재의 설계방법을 정립할 필요가 있다. 또한, 임시부재는 영구부재에 부착이 되며, 이 임시부재로 인한 영구부재의 손상 여부에 대해서는 정밀 FEM해석 등을 통해 검증하였다.