터널 교량 시스템용 고하중 강철 궤도 하부 구조의 엔지니어링 최적화

중국 북부의 주요 하천 횡단 터널 프로젝트에서 건설팀은 2차 라이닝 트롤리와 터널 굴착기의 속도에 맞춰 움직일 수 있는 고하중 터널 교각이 필요합니다. 25톤이 넘는 동적 하중을 견딜 수 있도록 설계된 이 교각은 경사진 수직갱 구간을 포함하여 습하고 진흙탕인 터널 환경에서도 빈번하게 움직여야 합니다.

기술적 과제

설계 단계에서 프로젝트 팀은 다음과 같은 몇 가지 핵심 엔지니어링 과제를 해결했습니다.

1. 가변적인 지반 지지력:터널 바닥에 물과 연약한 진흙이 자주 쌓이는 특성상, 무거운 하중을 받을 때 침하 위험을 없애기 위해서는 지반 압력이 최소화된 섀시가 필요했습니다.

2. 과도하고 반복적인 하중으로 인한 구조적 피로: 교량의 섀시는 지속적인 움직임 동안 반복적인 교번 응력을 견뎌야 합니다. 일반적인 탄소강 구조물은 이러한 조건에서 피로 균열이 발생하기 쉽습니다.

3. 매우 협소한 작업 공간: 좁은 터널 구간에서는 최대 부하 상태에서도 정확한 공간 위치 파악과 안정적인 저속 조향이 가능한 이동 시스템이 필수적입니다.

기술 솔루션

이러한 과제를 해결하기 위해 YIKANG 기술팀은 다음과 같은 주요 혁신 기술을 적용한 맞춤형 강철 궤도형 이동 솔루션을 개발했습니다.

1. 구조 역학 및 재료 건전성

주궤도 하부구조 프레임은 Q355D 고강도 강철로 제작되어 표준 Q235 소재보다 항복강도가 약 40% 높습니다. 유한요소해석(FEA)은 설계에 필수적인 요소로, 주요 응력 지점에 전략적인 보강을 적용하여 25~30톤의 극한 하중에서도 견고한 안전 여유를 확보했습니다.

2. 전문 용접 및 제작

안전상의 요구 사항이 매우 중요했기 때문에 모든 필수 용접 작업은 10년 이상 중장비 용접 경력을 가진 숙련된 용접공들이 수작업으로 수행했습니다.

• 통제된 프로세스:다단계 예열 및 다층, 다중 패스 용접을 포함하는 엄격한 절차를 통해 완벽한 루트 융합을 보장합니다.

• 엄격한 검증:모든 용접부는 100% 육안 검사(VT)를 거치며, 주요 접합부에서는 초음파 검사(UT)가 추가로 실시됩니다. 이를 통해 기공이나 균열과 같은 내부 결함이 전혀 없어 탁월한 충격 저항성을 보장합니다.

3. 최적화된 드라이브 및 성능

• 초저지압:넓어진 트랙 슈즈와 최적화된 롤러 구성으로 지면 압력을 ≤55kPa로 유지하여 부드럽고 진흙탕인 환경에서도 안정적인 작동이 가능합니다.

• 고토크 트랙션:통합 유압 구동 시스템은 자동 제동 기능을 갖추고 있어 경사면에서도 안정적인 위치 유지와 부드러운 출발을 보장합니다.

운영 결과

배포 후 12개월 이상 지속적인 운영을 통해 섀시는 다음과 같은 입증된 결과와 함께 탁월한 신뢰성을 제공했습니다.

• 중단 없는 작동:터널 관통 단계 전반에 걸쳐 모빌리티 시스템의 가동 중단 시간을 제로로 유지하여 프로젝트가 예정대로 완료될 수 있도록 직접적으로 지원했습니다.

• 내구성 검증 완료:현장 측정 결과, 마모성이 강한 암석 환경에서 궤도 신발과 지지 롤러의 마모율이 예상보다 훨씬 낮아 예상 수명이 60% 연장되는 것으로 확인되었습니다.

• 현장 안전성 강화:최적화된 저중심 설계는 교량 이동 중 측면 안정성을 크게 향상시켜 작업 안전성을 높였습니다.

본 프로젝트는 터널 교량과 같은 고위험, 고하중 인프라 시설에 있어 맞춤형 설계 솔루션이 기성품보다 consistently 우수한 성능을 발휘함을 입증합니다. YIKANG은 세심한 자재 선정, 용접 기술, 구조 역학을 통해 중요한 터널 중장비에 필요한 견고하고 내구성이 뛰어난 동력 전달 장치 기반을 성공적으로 구축했습니다.