• 제목, 요약, 키워드: 고속철도교량

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호남고속철도 동적 안정성 요구 조건을 고려한 강합성 거더교의 변수 연구 (Parametric Study on Steel composite Girder bridges for HONAM High-Speed Railway Considering Criteria Requirement of Dynamic Response)

  • 조선규;정한욱;김성일
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • pp.1370-1378
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    • 2007
  • 고속철도 교량은 고속주행 열차의 차축 주기하중 효과와 교량 고유의 동적특성에 의한 동적 증폭 효과로 인하여 구조물의 안전성에 영향을 받는다. 그리고 교량의 과도한 변형으로 인하여 차륜과 레일의 접촉력 감소, 궤도틀림 등의 윤중 변동이 일어나 열차의 주행안전성 및 승차감을 저해할 수 있다. 이러한 궤도 안전성을 확보하기 위하여 동적거동에 대한 교량상판수준의 수직가속도 제한, 차륜-레일간의 접촉과 열차주행 안전성 확보를 위한 상판 면틀림 제한, 단부 회전각 변위 제한, 차량하중에 의한 교량의 수직 처짐 제한을 반드시 만족시켜야 하며, 필수적으로 공진에 대한 검토도 이루어져야 한다. 신설되는 호남고속철도에서는 기존의 경부고속철도와 다른 콘크리트 도상을 적용하고, 궤도간격, 설계열차하중 등이 변경되어 적용되므로 새로운 동적안정성 요구조건을 적용하게 된다. 본 연구에서는 콘크리트교량에 비해 진동특성이 취약한 것으로 알려진 강합성 거더 고속철도 교량의 동적거동 분석을 수행하였다.

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열차주행속도를 고려한 고속철도교량의 수직변위에 대한 진동사용성 한계(기준) 연구 (Deflection Limit on Vibration Serviceability of High-speed Railway Bridges Considering the Effect of Train Speed)

  • 전법규;김남식;김성일
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • pp.473-476
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    • 2011
  • 본 논문에서는 열차와 교량의 상호작용과 주행속도에 의해 결정되어지는 진동지속시간과 차체연직가속도 증폭효과를 고려하여 철도교량의 진동사용성 허용처짐을 제시하고자 하였다. 열차가 교량을 통과할 때의 처짐 형상을 사인파로 가정하고 열차와 교량의 상호작용을 진동전달함수로 표현하여 철도교량의 진동 사용성 허용처짐을 유도하였다. 그리고 진동지속시간을 고려하기 위해 연직가속도 허용기준으로서 진동지속시간을 고려한 교량구조물의 진동사용성기준을 사용하였다. 매개변수연구를 통하여 열차 주행속도의 증가에 비례하여 차체연직가속도는 증가하지만 교량최대변위의 변화는 미미함이 확인됨으로 인하여 차체연직가속도 증가와 동반하여 연직가속도 허용기준역시 증가하는 것을 보정할 필요가 있을 것으로 판단하였다. 따라서 전개된 철도교량의 진동사용성 허용처짐식에 매개변수연구를 통하여 가정한 가속도 증폭계수를 적용하여 열차의 증속에 의한 가속도증폭효과를 고려하였다.

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기대생애주기비용에 기초한 고속철도교량의 신뢰성-최적설계 방안 (Reliability-Optimal Design Method of High-Speed Railway Bridges Based upon Expected Life-Cycle Cost)

  • 이우상;방명석;한성호;이진옥
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • v.14 no.4
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    • pp.102-110
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    • 2010
  • 신뢰성평가는 고속철도교량에 포함된 불확실성의 영향을 고려하여 정량적 구조안전성을 검토하기 위한 효율적인 방안이며, 신뢰성평가에 기초한 기대생애주기비용은 고속철도교량의 합리적인 안전수준 및 설계기준을 제공할 것이다. 따라서 이 연구에서는 수치해석과 신뢰성평가 결과를 바탕으로 고속철도교량의 기대생애주기비용 및 최적설계 방안을 결정하고자 한다. 이를 위해, 고속철도교량의 표준설계를 기준으로 다양한 설계방안을 설정한 후, 각각의 설계방안에 대해 수치해석을 수행하였으며, 설계강도 한계상태방정식에 따른 신뢰성평가는 수치해석결과를 토대로 외적 불확실성의 영향을 고려하여 수행하였다. 고속철도교량의 기대생애주기비용은 각각의 설계방안에 따른 신뢰성평가 결과를 바탕으로 산정 하였다. 또한 최적설계 방안은 산정된 기대생애주기비용을 이용하여 결정하였다. 아울러, 최적설계 방안의 신뢰성평가 결과 및 기대생애주기비용에 대해 내적 불확실성의 영향을 고려하여 검토하였다. 이 연구결과는 고속철도교량의 체계적인 안전성 평가 및 최적 구조설계를 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

장대레일 축력을 고려한 REJ 미적용 고속철도 특수교량 형식 제시 및 변수별 분석 (Type Suggestion and Parameter Study for Long-Span Bridge of High-Speed Railway without the REJ considering CWR Axial Force)

  • 이종순;주환중;신재열;윤성순;박선희;남형모
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • pp.1254-1261
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    • 2011
  • Application of long-span bridge, which is affected by parameters such as span length, shoe boundary condition, track property and stiffness of superstructure and substructure etc., can vary. Especially, by CWR aspects of the axial force, long-span high speed railway bridges are limited at type and span length. In this study, in terms of CWR axial force, the long-span high-speed railway bridges without REJ(Rail Expansion Joint) is to propose the bridge type. Various Parameters analysis performed for the proposed type(Arch bridge, Cable-stayed bridge).

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고속전철차량모형화에 따른 교량의 동적거동에 관한 연구 (Study on Dynamic Responses of Bridges Using High-speed Railway Vehicle Models)

  • 김상효;박흥석;허진영
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • v.12 no.4
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    • pp.629-638
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    • 1999
  • 본 연구에서는 고속철도에서 차량·교량 구조물의 상호작용을 가능한 정밀하게 취급할 수 있는 3차원 해석모형을 개발하였다. 경부고속철도 교량형식인 PSC 박스거더 교량을 40m 단순 와 25-40-25m 3경간 연속 에 대해 뼈대요소를 사용하여 3차원으로 모형 하였으며, 궤도의 불규칙성은 정상확률과정으로 가정하고, 지수 스펙트럼 밀도함수를 사용하여 궤도의 형상을 생성시켰다. 열차는 경부고속철도 차량 하중효과가 가장 큰 동력차 만을 대상으로 17 자유도 모형과 38 자유도 모형으로 분리하여 개발하였다. 다양한 조건에 대한 분석결과를 검토하면 여러 가지 상황에서 38 자유도 모형의 필수 성이 보여지고 있다. 특히 교량의 솟음 및 장기 처짐에 의한 궤도형상변화가 있는 경우에는 반드시 38 자유도 모형이 적용되어야 하는 것으로 분석되었다. 또한 제동하중이 작용할 때 쏠림 효과에 의한 영향이 큰 것으로 평가되어, 제동에 의한 교량의 동적 거동은 종변 위에 대한 자유 도를 고려할 수 있는 주행차량모형으로 해석되어야 함이 규명되었다.

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교량상 궤도축력의 해석 및 실측결과 비교 (The Analysis and Field Measurement of Longitudinal Track Forces for Long Railroad Bridges)

  • 강기동;박종방;김인재;박대근
    • 대한토목학회논문집
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    • v.14 no.4
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    • pp.907-913
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    • 1994
  • 철도교량은 도로교량과는 달리 궤도가 부설되어 있고 일반적으로 이 궤도는 레일을 연속적으로 용접하여 침목위에 고정시키므로 온도변화에 따라 종방향으로 큰 힘이 작용하게 된다. 따라서 철도교량의 설계는 수직방향의 열차하중 뿐만 아니라 종방향의 궤도축력을 고려하여야만 하고, 특히 장대교량의 경우 교량형식, 경간, 교각단면, 지점배치방법 등의 결정은 궤도축력에 의하여 지배된다. 본 연구는 교량상의 궤도축력에 대하여 이론적인 해석을 하고, 이 해석방법을 고속철도 교량설계에 이용할 수 있도록 하기 위하여 장대레일이 부설되어 있는 철도교량에서 궤도축력을 실측하여 이론해석결과치와 비교하였다. 최근 유럽철도에서는 궤도의 종방향해석모델을 유한요소로 하여 개발된 해석방법이 사용되고 있으나, 이 방법은 입력에 많은 시간이 소요되고 교량구조물의 세부설계가 완료되어야 하므로 계산결과 장대레일 허용응력이 만족되지 않을 때는 교량설계를 다시 해야 하는 동 교량의 설계 과정상 불편한 면이 많다. 따라서 일시에 수많은 교량의 형식에 대한 검토가 필요한 경부고속철도의 프로젝트의 경우 좀더 간단한 해석방법의 개발이 필요하게 되었다. 이 방법에 의한 해석결과는 유한요소법에 의한 해석결과치와도 큰 차이가 없으며, 또한 운행선상에서의 실측결과와도 잘 일치하므로 교량의 예비적인 설계에 매우 유용한 방법으로 활용될 수 있을 것이다.

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탈선취약요소를 고려한 고속철도교량 장대레일 지진응답 평가 (Seismic Response of CWR on HSR Bridge Considering Derailment Inducing Factors)

  • 이장석;김대상
    • 한국지진공학회논문집
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    • v.13 no.3
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    • pp.29-38
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    • 2009
  • 지진 발생시 교량 상판 연결부의 상대변위로 레일에 발생하는 부가응력으로 인한 레일의 좌굴과 파손은 열차의 탈선을 유발할 수 있다. 교량의 지진응답 증가에 영향을 미치는 지반의 탈선취약요소와 교량의 구조적인 요소를 고려하여 고속철도교량 장대레일의 지진응답을 평가하였다. 연약층이 있는 지반, 상하역전형 지반과 같은 지반 탈선취약요소를 고려하기 위해서 지반을 평행층상지반으로 모델링하여 부지효과가 고려된 자유장운동을 구하고 이를 입력지진으로 사용하였다. 교각 높이나 적용 도상을 변화시키면서 구조적 특성이 레일의 지진응답에 미치는 영향을 분석하였다.

장대레일 축력을 고려한 고속철도 특수교량의 변수별 분석 (Parameter Study for Long-Span Bridge of High-Speed Railway considering CWR Axial Force)

  • 이종순;조수익;박만호;주환중;남형모
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • pp.1452-1459
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    • 2010
  • Application of long-span bridge, which is affected by parameters such as span length, shoe boundary condition, track property and stiffness of superstructure and substructure etc., can vary. Especially, by CWR aspects of the axial force, that can be less constraints of construction depending on whether the application of rail expansion joint(REJ), which has disadvantaged in terms of maintenance. In this study, it was performed parameter study for multiple variables (shaft length, the upper and lower cross-section characteristics, track characteristics, etc.) in terms of CWR aspects. Structure-rail interaction analysis was applied to the typical simple span PSC Box and 3 span continuous bridge Extradosed Bridge(50m+80m+50m) excluding REJ. If you set the boundary e of variables for long-span railway bridge excluding REJ through the this study, when designing future is expected to be able to useful.

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고속철도 PC Box교량 잭업을 위한 교각코핑부 안정성 검토

  • 강진욱;이명섭;김진욱
    • 한국철도학회지
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    • v.7 no.1
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    • pp.51-56
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    • 2004
  • 경부고속철도 제7-2공구 현장은 충청북도 영동군 심천면 초강리에서 영동읍 화신리에 이르는 총연장 10km의(182k800∼199k800) 고속철도 노반공사 현장으로서 총 연장 중 교량공은 3.6km, NATM터널 2.6km, 그리고 토공 3.8km로 구성되어 있다. 이중 교량공은 PC Box 연속교(2@40m, 2@25m, 3@25m 등)가 주를 이루고 있으며 가설공법으로는 현장타설공법인 FSM(Full Staging Method) 공법을 채택하였다. 교량의 받침 형식으로는 고정단에는 포트받침 그리고 가동단에는 탄성받침이 적용되었다(참조 : www.ktx7-2.wo.to). (중략)

철도교량 구조형식별 감쇠비 하한값 산정을 위한 시험적 연구 (Experimental Evaluation for Damping Ratio Limit of Railway Bridge according to Structure Types)

  • 민낙기;성덕룡;박용걸
    • 한국철도학회논문집
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    • v.15 no.2
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    • pp.154-161
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    • 2012
  • 철도교량 동적 설계 및 동적 안전성을 해석적으로 평가하기 위해서는 교량의 감쇠비를 산정하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 국내 고속 및 일반철도에서 일반적으로 사용되고 있는 소수주형강합성교, PSC Box, Steel Box, PSC, IPC, Precom, Preflex에 대하여 실내 모형실험 및 운행 중 현장계측을 하였다. 이러한 고속 및 일반철도의 대표적 교량형식에 대한 실내외 시험을 통해 대수감소율을 적용하여 감쇠비를 분석하였다. 따라서 철도교량의 감쇠비는 하중크기, 가진주파수, 진폭에 영향을 받지 않는 것으로 분석되었다. 또한, 기존 철도설계기준에 제시된 감쇠비 하한치와 비교하여 PSC구조 및 강합성구조 철도교량의 경우 감쇠비 하한값을 1.0%로 적용하는 것이 합리적이라 판단되었다.