프랭클린 스트리트 교량 수리 가속화: FRP 교량 데크 적용

인디애나주 미시간 시티의 바스큘 교량인 프랭클린 스트리트 교량이 컴포지트 어드밴티지의 FRP 교량 데크 자재로 최근 수리되었습니다. 출처 | 컴포지트 어드밴티지

지난 1년간 복합소재가 인프라 프로젝트에 대해 더 많은 고려를 받아왔습니다. IMAGINE 법안(미국 그리드 및 인프라에 혁신적 소재 신규 확대)과 같은 새로운 입법 노력은 복합소재가 인프라 프로젝트에 제공할 수 있는 잠재적 수명주기 비용 절감에 대한 인식을 높이는 데 도움이 되고 있습니다. 새로운 교량 프로젝트들은 복합소재와 첨단 소재가 어떻게 무너져가는 인프라를 재건하고 시간과 요소의 시험을 견딜 수 있는 경량, 내식성, 지속가능한 새로운 구조물을 건설하는 데 도움이 되는지 계속 보여주고 있습니다. 컴포지트 어드밴티지(오하이오주 데이턴, 미국)의 섬유 강화 폴리머(FRP) 교량 데크 자재를 사용한 두 최근 프로젝트는 복합소재가 교량 수리와 건설에 수행할 수 있는 역할을 보여줍니다.

좌굴된 교량 수리

2019년 2월, 기록적인 기온이 인디애나주 미시간 시티의 프랭클린 스트리트 교량을 좌굴시켰습니다. 87년 된 이 구조물 - 호숫가 마을의 유일한 가동식 [바스큘] 교량 - 은 지역 주민과 관광객을 위한 미시간 호수로의 관문인 트레일 크릭을 가로지릅니다. 이 구조물은 카운터웨이트를 사용하여 보트 통행을 위해 스팬을 올리고 내립니다. 무너져가는 콘크리트 '리프'와 강철 지지대는 빠른 수리가 필요했습니다. 라포르트 카운티 고속도로국의 계약자들과 엔지니어들은 컴포지트 어드밴티지의 섬유 강화 폴리머(FRP) 파이버스판(FiberSPAN) 시스템으로 경량, 내식성 대안을 찾았습니다.

"전통적인 접근법은 날씨가 콘크리트 28일 양생 요건을 충족할 만큼 따뜻해질 때까지 임시 강철 플레이트를 사용하는 것이었습니다."라고 컴포지트 어드밴티지 사장 스콧 리브는 말합니다. "하지만 그건 몇 달이 걸렸을 것입니다. 또한 두 번의 수리 비용을 지불하고 두 번 교량을 교통에 폐쇄해야 했습니다. 경량화 필요성이 대부분의 소재 옵션을 배제했습니다. 하지만 우리 프리팹 FRP 패널의 가속화된 건설 가치가 결정을 확정지었습니다."

프로젝트는 폭 15피트, 길이 35피트, 두께 7인치의 두 스팬 [또는 리프]을 요구했습니다. 성능 요건에는 30 psf 활하중, HL-93 차량 하중, L/500 처짐 등급, 23.5 psf 데크가 포함되었습니다.

"제자리에 떨어뜨리는 프리팹 데크는 이런 유형의 프로젝트에 특히 유리합니다."라고 리브는 말합니다. "FRP의 유연성 덕분에 설계, 조정, 검토 작업을 며칠이 아닌 몇 시간 만에 수행할 수 있었고, 이런 작업에서 흔히 있는 긴 지연 시간 없이 진행할 수 있었습니다."

컴포지트 어드밴티지는 강철 스트링거에 데크를 볼트로 고정하기 위한 기계적 클립으로 패널을 프리팹했습니다. 표면에는 검은색 논슬립 알루미늄 산화물 골재 오버레이가 사용되었습니다. FRP 공급업체는 패널을 단 32일 만에 설계, 프리팹, 출하, 설치할 수 있었습니다. 프랭클린 스트리트 교량은 2019년 4월 통근자와 방문객들에게 다시 개방되었습니다.

보행자 교량, 꼭 필요한 지름길 제공

매사추세츠주 첼시의 새로운 파이버스판 3단 스위치백 램프가 통근 시간을 더 안전하고, 짧고, 편리하게 만드는 직통 경로를 제공합니다. 출처 | 컴포지트 어드밴티지

첼시는 토지 면적이 단 1.8제곱마일로 매사추세츠주에서 가장 작은 도시지만, 서포크 카운티의 이 타운은 미국에서 26번째로 인구 밀도가 높은 커뮤니티입니다. 과밀한 다운타운 환승 역이 매사추세츠 베이 교통국(MBTA)으로 하여금 2018년 벨링햄 스퀘어 역을 개장하게 했습니다. 하지만 교차로 사이의 언덕과 고도 차이로 인해 통근자들은 메인 스트리트와 기차역 사이를 탐색하기 위해 세 블록 이상 걸어야 했습니다. 파이버스판 3단 스위치백 램프가 미국 장애인법(ADA)을 준수하는 직통 경로를 제공하여 통근 시간을 더 안전하고, 짧고, 편리하게 만들었습니다.

"매사추세츠 베이 교통국은 휠체어 접근 가능한 램프가 필요했습니다."라고 리브는 말합니다. "전통적으로 스위치백 램프는 철근 콘크리트로 건설됩니다. 하지만 공간 제약과 복잡한 설계 요건으로 인해 콘크리트 사용은 자재와 인건비 측면에서 금기시되었습니다. 스위치백 램프는 램프의 전체 면적을 크게 줄입니다. 섬유 강화 폴리머(FRP)는 경량이고 빠르게 설치되어 교통 방해 문제와 무거운 콘크리트 램프를 들어 올리고 배치하는 데 필요한 추가 인력과 기계의 필요성을 없앱니다."

콘크리트보다 거의 90% 더 가벼운 FRP 교량 데크 패널은 길이 22피트, 폭 8피트, 깊이 5인치까지 섹션별로 프리팹되었습니다. 프로젝트는 데크 중량 9 psf, 90 psf 활하중, L/360 처짐 등급을 요구했습니다. 콘크리트 빔 상부 구조의 빔 간격은 최대 20피트까지 필요했으며 데크-빔 연결에 앵글 브라켓을 사용했습니다. 맞춤 요건에는 스위치백 램프, 배수 스커퍼로 향하는 다중 경사의 램프 랜딩 패널, 청회색 석영 골재 논슬립 오버레이, 통합 커브에 부착된 가드레일이 포함되었습니다. 총 데크 면적 2,092제곱피트의 FRP 스위치백 보행자 교량이 2018년 1월 설치되었습니다.