국가 표준 TCVN 11823-3:2017은 베트남 도로 및 교량 설계 분야에서 핵심적인 역할을 합니다. 특히 설계 활하중에 대한 규정은 각 교량 구조물의 안전, 내구성 및 경제성에 직접적인 영향을 미치는 중요한 요소입니다. Xe Tải Mỹ Đình의 전문가가 작성한 이 글에서는 이 표준에 따른 설계 활하중의 가장 중요한 측면을 심층적으로 분석하고 독자에게 탁월한 가치를 제공하기 위해 내용을 확장합니다.
활하중과 설계 활하중의 역할
TCVN 11823-3:2017에 정의된 활하중은 교량 사용 중에 변동될 수 있는 하중 및 힘으로, 차량 활하중, 보행자 하중, 활하중에 작용하는 풍하중, 원심력, 차량 제동력 및 차량 충격력을 포함합니다. 그중 설계 활하중(LL로 표시)은 교량이 수명 기간 동안 실제 차량 통행량과 하중을 견딜 수 있도록 보장하는 데 핵심적인 역할을 합니다.
설계 활하중의 구성 요소
TCVN 11823-3:2017은 설계 활하중 HL-93이 실제 차량 하중을 포괄적으로 시뮬레이션하기 위해 결합된 두 가지 주요 구성 요소로 구성된다고 규정합니다.
- 설계 트럭 또는 설계 2축 트럭: 집중 하중을 나타내며 교량의 특정 지점 또는 영역에서 가장 큰 응력을 유발합니다.
- 설계 차선 하중: 차선에 균등하게 분포된 하중을 시뮬레이션하여 교량의 여러 차량이 동시에 미치는 영향을 고려합니다.
TCVN 11823-3:2017에 따른 HL-93 설계 트럭의 그림. 축 하중과 축 사이의 거리를 명확하게 보여줍니다.
설계 트럭 및 설계 2축 트럭
- 설계 트럭: 총 중량 325kN의 3축 트럭으로 모델링되며, 앞 차축에 35kN, 뒤 차축에 각각 145kN이 가해집니다. 두 145kN 차축 사이의 거리는 교량 구조에 대한 응력 측면에서 가장 불리한 위치를 찾기 위해 4.3m에서 9.0m까지 변경될 수 있습니다.
- 설계 2축 트럭: 1.2m 간격으로 떨어진 두 차축으로 구성되며 각 차축은 110kN의 하중을 받습니다. 이 모델은 특히 교량 데크의 국부 응력과 처짐을 고려할 때 중요합니다.
설계 차선 하중
설계 차선 하중은 교량 길이 방향으로 9.3N/mm, 차선 폭 3.0m에 걸쳐 균등하게 분포된 하중입니다. 이 하중은 교량의 차량 행렬이 동시에 미치는 영향을 시뮬레이션하며, 특히 전체 응력과 구조적 안정성을 고려할 때 중요합니다.
차선 계수 및 활하중 분포
설계 활하중으로 인한 응력을 정확하게 계산하기 위해 TCVN 11823-3:2017 표준은 다음에 대한 규정을 제공합니다.
- 설계 차선 수: 교량의 주행 부분의 폭을 기준으로 결정되며, 일반적으로 주행 부분 폭과 3.6m의 비율의 정수 부분을 취합니다.
- 차선 계수(m): 교량에서 동시에 하중을 받는 차선 수를 기반으로 활하중을 조정하여 교량에서 여러 대의 대형 트럭이 동시에 나타날 확률을 고려합니다. 이 계수는 하중을 받는 차선 수가 증가함에 따라 감소하며, 이는 교통량이 여러 차선으로 분산되는 현실을 반영합니다. 차선 계수 표는 표준에 자세히 규정되어 있습니다.
| 하중을 받는 차선 수 | 차선 계수, m |
|---|---|
| 1 | 1.20 |
| 2 | 1.00 |
| 3 | 0.85 |
| >3 | 0.65 |
TCVN 11823-3:2017에 따른 차선 계수 표. 하중을 받는 차선 수를 기반으로 활하중 조정 방법을 보여줍니다.
계산에 설계 활하중 적용
교량 구조 계산에 설계 활하중을 적용하려면 표준에 대한 깊은 이해와 실제 경험이 필요합니다. 설계 엔지니어는 다음을 수행해야 합니다.
- 가장 불리한 위치 식별: 고려 중인 교량 구성 요소에 가장 불리한 응력을 유발하도록 설계 트럭과 설계 차선 하중을 배치합니다.
- 하중 구성 요소 결합: 차선 계수를 고려하여 설계 트럭(또는 설계 2축 트럭)과 설계 차선 하중의 영향을 동시에 계산합니다.
- 충격 계수(IM) 고려: 차량이 교량에 미치는 동적 영향을 고려하기 위해 활하중에 충격 계수를 곱합니다.
- 매립 토양을 통한 차륜 하중 분포: 박스 암거와 같은 지하 구조물의 경우 상단 매립 토양을 통한 차륜 하중 분포를 고려해야 합니다.
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결론
설계 활하중은 도로 및 교량 설계에서 가장 중요한 요소 중 하나이며 구조물의 하중 지지 능력과 수명을 직접적으로 결정합니다. TCVN 11823-3:2017 표준은 설계 활하중에 대한 상세하고 과학적인 규정 시스템을 제공하여 베트남의 도로 및 교량 설계 및 건설을 위한 견고한 기반을 제공합니다. 이러한 규정을 완전히 이해하고 정확하게 적용하면 구조물의 안전을 보장할 뿐만 아니라 비용과 투자 효율성을 최적화하는 데 기여합니다. 이 문서가 독자들에게 이 주제에 대한 포괄적이고 심층적인 이해를 제공하고 베트남의 도로 및 교량 설계 실제에서 TCVN 11823-3:2017 표준의 광범위한 적용을 촉진하기를 바랍니다.
(참고 자료: TCVN 11823-3:2017)
