• 제목, 요약, 키워드: 고속철도교량

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고속철도차량(TGV)-교량 상호작용의 단순화된 3차원 해석모델 (A Model for Simplified 3-dimensional Analysis of High-speed Train Vehicle (TGV)-Bridge Interactions)

  • 최창근;송명관;양신추
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • v.13 no.2
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    • pp.165-178
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    • 2000
  • 본 연구에서는 고속철도차량(TGV)이 교량 상을 통과할 경우 교량의 동적 거동을 해석하기 위한 단순화된 3차원 차량-교량 상호작용해석 모델을 제시한다. 축하중 편심 모델링 방법을 도입하여 교량에 작용하는 축하중에 의한 비틀림력과 교량의 비틀림 회전변위의 영향을 고려하여 보다 정확한 교량의 거동에 대한 해석 결과를 얻는다. 앞기관차, 뒷기관차, 객차들에 대해서 운동에너지, 포텐셜에너지, 감쇠에너지를 차량과 교량의 자유도로 각각 나타내고, Lagrange의 운동방정식을 적용하여 차량과 교량의 운동방정식을 유도한다. 또한, 차량-교량 사이에 상호작용을 고려하여 교량에 작용하게 되는 하중에 관한 식을 유도하며, 이러한 하중을 받는 교량의 운동 방정식이 구성된다. 시간경과에 따라 차량의 위치를 결정하면서 그 위치에 따른 차량-교량 시스템의 질량행렬, 강성행렬, 감쇠행렬, 그리고 하중벡터를 구성할 수 있고, Newmark의 β방법(평균가속도법)을 이용하여 전체 차량-교량 시스템의 거동을 해석한다.

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고속철도 WIM 데이터에 대한 통계분석을 통한 철도교량 설계활하중 분석 (Analysis of Design Live Load of Railway Bridge Through Statistical Analysis of WIM Data for High-speed Rail)

  • 박수민;여인호;백인열
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • v.28 no.6
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    • pp.589-597
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    • 2015
  • 이 논문에서는 고속철도교량 설계를 위한 활하중 모델을 통계 및 확률적 방법으로 검토하고, 하중조합의 하중계수가 주는 안전율을 분석하였다. 이 연구는 철도교량 설계기준에 대한 한계상태설계법 개발의 일환이며, 이를 위하여 경부고속철도를 운행하는 열차를 대상으로 약 한달 동안 실측하여 데이터를 수집하고 분석하였다. 이 데이터를 대상으로 교량의 설계수명에 맞도록 4가지 통계 방법들을 적용하여 설계하중을 추정하여 비교 검토하였다. 또한, 철도교량의 설계하중조합이 주는 안전율을 검토하기 위하여 신뢰도지수를 구하고 이를 분석하였다. 실측 데이터로부터 추정한 활하중효과에 대하여, 현행 고속철도 설계활하중인 표준열차하중의 0.75배를 적용한 설계활하중 효과의 크기가 최소 30~22% 더 크게 나왔다. 신뢰도분석을 통하여, 극한한계상태만을 기준으로 본다면, 추가적인 하중계수 감소의 가능성이 있음을 알 수 있다.

고속철도 교량의 현장실험 및 감쇠비 개선에 따른 공진 시 동적응답의 분석 (Field Tests and Resonance Behavior Corresponding to the Damping Ratio of a High Speed Railroad Bridge)

  • 김성일;김현민;박동욱
    • 한국철도학회논문집
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    • v.16 no.4
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    • pp.305-310
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    • 2013
  • 고속철도 교량에서는 상업 운행 중에는 대부분 통과속도가 일정하여 속도별 동적 거동에 대한 실험적 계측 및 분석이 불가능하다. 경부고속철도 2단계 개통 전 시운전 시 KTX 열차의 속도별 시운전이 가능하였으며, 속도별 운행에 대한 교량의 동적응답 계측이 가능하였다. 이 계측 결과는 개발된 교량/열차 상호작용해석에 대한 검증 및 비교 분석으로 연계될 수 있었다. 대부분의 속도대역에서 해석과 실험에 의한 결과가 잘 일치함을 알 수 있었으나, 공진이 발생하는 임계속도 부근 주행에서는 상대적으로 큰 응답 차이가 발생하였다. 본 논문에서는 이에 대한 원인 분석을 수행하였으며, 공진 발생 시 감쇠비 값을 측정 시 응답을 통해 재추정한 결과를 반영한 재해석을 수행하였다.

고속철도교량의 도상 종류에 따른 가속도 비교 (A Study on Acceleration of High-Speed Railway Bridges According to Type of Track)

  • 윤혜진;진원종;최은석;강재윤;곽종원;김병석
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • pp.849-852
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    • 2011
  • Dynamic response of high-speed railway bridges is important due to the possibility of resonance from continuous and repeated action of high-speed train running. Acceleration of bridge deck is important parameter in the evaluation of dynamic stability of bridges. This study investigated acceleration characteristics according to type of tracks.

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철도교량형식의 경간에 따른 형고 및 공사비 비교연구 (Comparison of Girder Height and Construction Cost by Span in Various Types of Railway Bridge)

  • 이태규;어성욱
    • 한국철도학회논문집
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    • v.11 no.5
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    • pp.471-476
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    • 2008
  • 일반철도 및 고속철도를 포함한 철도교량의 상부구조로 현재 우리나라에서 주로 사용되고 있는 교량형식은 크게 박스 거더교와 I형 거더교로 구분된다. 박스 거더교는 동적 거동에 패한 안전성이 우수하기 때문에 주로 고속철도 교량으로 많이 사용된다. 1형 거더교는 일반철도 교량으로 주로 사용되며, 일반 PSC 거더교 형태와 철골 철근콘크리트로 합성화된 구조인 프리플렉스 거더교의 형태로 크게 구분되고 또한 새로운 형식도 지속적으로 개발 되고 있는 추세에 있다. 본 연구에서는 현행 철도교설계기준에 의거하여 각 형석별로 경간장에 따라 거더 설계를 실시하여 적절한 형고를 분석하며, 개략적인 교량가설 공사비를 산출하여 사용 경간장에 따른 구조적 효율성 및 경제성을 비교분석하였다. 이에 따른 비교분석을 수행한 결과, 구조적 효율성의 측면에서는 프리플렉스 거더교 형태의 교량이 경간장에 따른 형고는 가장 갖은 것으로 나타났으며, 가설 공사비의 측면에서는 일반 PSC 거더교 형태의 교량이 가장 경제적인 것으로 평가되었다.

고속철도 교량의 속도별 주행시험을 통한 교량/열차 상호작용해석의 검증 (Verification Study of Train/Bridge Interaction Analysis through Field Tests of a High Speed Railway Bridge)

  • 김성일;이주범;김현민;이희업
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • pp.1555-1561
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    • 2011
  • The dynamic behavior of a bridge under moving loads has been investigated over many years. Especially, with the introduction of High Speed Railway, numerous theoretical studies on the interaction problem between bridges and trains are carried out. In the present study, advanced bridge/train interaction analyses are performed and compared with field tests of a simply-supported 40m long PSC box girder bridge of Kyung-Bu High Speed Railway. Vertical displacements and vertical accelerations of a bridge with increasing speeds are analyzed. In addition, wheel load reduction rates and accelerations of a car-body of the train are investigated for a study of appropriateness of traffic safety criteria of bridge design specification.

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철도교량형식의 경간에 따른 효율성 비교연구 (Comparison of Efficiency by Span in Various Railway Bridge Types)

  • 이태규
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • v.14 no.7
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    • pp.511-517
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    • 2014
  • 일반철도 및 고속철도를 포함한 철도교량의 상부구조로 현재 우리나라에서 주로 사용되고 있는 교량형식은 크게 박스 거더교와 I형 거더교로 구분된다. 박스 거더교는 동적 거동에 대한 안전성이 우수하기 때문에 주로 고속철도 교량으로 많이 사용된다. I형 거더교는 일반철도 교량으로 주로 사용되며, 일반 PSC 거더교 형태와 철골철근콘크리트로 합성화된 구조인 프리플렉스 거더교의 형태로 크게 구분되고 또한 새로운 형식도 지속적으로 개발되고 있는 추세에 있다. 본 연구에서는 현행 철도교설계기준에 의거하여 각 형식별로 경간장에 따라 거더 설계를 실시하여 적절한 형고를 분석하여 경간장에 따른 구조적 및 경제적 효율성을 비교분석하였다. 비교분석을 수행한 결과, 구조적 효율성의 측면에서는 프리플렉스 거더교 형태의 교량이 경간장에 따른 형고가 가장 낮은 것으로 나타났으며, 경제적 효율성의 측면에서는 일반 PSC 거더교 형태의 교량이 가장 효과적인 것으로 평가되었다.

기존선에서 가설교량 시공에 따른 열차의 주행안전성 평가 (Evaluation of Train Running Safety During Construction of Temporary Bridge on Existing Railway)

  • 엄기영;배재형;최찬용
    • 한국철도학회논문집
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    • v.14 no.3
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    • pp.234-239
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    • 2011
  • 선로하부를 굴착한 후의 가설교량 설치공법은 이동형 가로보를 갖는 공법으로 시공시 전차선 차단 및 레일절단이 불필요하고 열차운행 횟수가 많은 복선부에서도 적용 가능한 공법이다. 본 논문에서는 공사구간이 곡선부(R400)구간으로 가설교량 공법 시공 후의 변위특성을 검토하기 위해 변위계를 설치하고 열차 통과 시의 윤중 횡압을 계측하여 곡선부(R400)의 주행안전성 검토를 평가하였다. 측정결과 가설교량을 통과시 열차종별 윤중과 횡압의 최대값은 각각 국외 궤도성능평가 기준의 51%, 81% 수준으로 분석되어 윤중, 횡압 발생에 따른 궤도 안전성 측면에서는 큰 문제가 없을 것으로 판단된다. 또한 주행안전성의 평가기준이 되는 최대 탈선계수와 최대 윤중감소율은 열차종별에 관계없이 허용한계치의 49% 수준으로 그 기준치에는 못 미치는 것으로 나타나 열차 통과시의 주행안전성 확보에는 큰 문제가 없는 것을 알 수 있었다.