• Title, Summary, Keyword: 교량/열차 상호작용해석

Search Result 37, Processing Time 0.044 seconds

The Dynamic Interaction Analysis of Actively Controlled Maglev and Guideway Bridge Systems (능동제어를 고려한 자기부상열차와 가이드웨이 교량의 동적상호작용 해석)

  • Lee, Jun-Seok;Kwon, Soon-Duck;Yeo, In-Ho;Kim, Moon-Young
    • Journal of The Korean Society of Civil Engineers
    • /
    • v.29 no.4D
    • /
    • pp.523-533
    • /
    • 2009
  • The purpose of the present study is to examine the dynamic interaction characteristics between moving maglev vehicle and guideway bridge system. For this purpose, the dynamic governing equation of 2-dof maglev vehicle using optimal feedback control scheme of LQG was derived with or without consideration of the dynamic interaction between vehicle and guideway bridge system. From the parametric study, it was found that the dynamic interaction effect between bridge and vehicle was large in case of neglecting the railway roughness effect. But if the railway roughness effect was considered, it was observed two analysis results with or without consideration of the dynamic interaction did not show big difference. As a conclusion, it is required to take into account the dynamic interaction effect of bridge and maglev vehicle and the railway roughness for precise evaluation of runnability of maglev vehicle and impact factor of guideway.

  • PDF

Running Safety of a Long Span Suspension Bridge under the Passage of a High Speed Train (장경간 현수교의 고속열차 주행 시 운행한계기준 검토)

  • Kim, Sung-Il;Kim, Hyun-Min
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
    • /
    • /
    • pp.477-480
    • /
    • 2011
  • 장경간 케이블 교량은 과도한 변위 발생 등의 이유로 엄격한 안전성 및 사용성이 요구되는 철도교량에서는 제한적으로 적용되고 있다. 즉, 철도교량으로서 요구되는 주행안전성과 승차감을 만족하기 위해서는 면밀한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 교량/열차 상호작용 해석을 수행하여 열차에서의 응답을 통해 교량 상을 주행하는 열차의 주행안전성 및 승차감을 직접적으로 평가하고자 하였다. 즉, 중앙경간 300m의 현수교를 주행하는 KTX 열차에 대하여 열차 내부의 가속도와 윤중감소율을 구해 평가하는 방법을 취하였다. 또한, 이동 열차하중과 지진하중이 동시에 작용할 경우를 고려한 교량/열차/지진 상호작용해석을 수행하여 지진 시의 응답을 평가하였다.

  • PDF

Dynamic interaction analysis of KTX-Bridge using mode superposition Method (교량의 모드 중첩법을 이용한 3차원 KTX-교량의 동적상호작용 해석)

  • Kim, Moon-Young;Lee, Joon-Seok;Jung, Myung-Rag;Min, Dong-Joo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
    • /
    • /
    • pp.31-34
    • /
    • 2010
  • 본 논문에서는 교량의 자유진동 모드의 중첩원리를 이용하여 KTX-교량의 동적상호작용 해석법을 제시한다. 이를 위하여 모드중첩법에 기초한 3차원 교량-차량의 에너지 식으로부터 에너지원리를 적용하여 교량과 차량의 상호작용을 고려할 수 있는 운동방정식을 유도한다. 이때 운동방정식의 해는 Newmark-${\beta}$ 방법을 사용한다. 그리고 궤도의 불규칙성은 FRA의 6등급 분류규정을 고려하여 각 등급별로 고속철도의 열차속도에 따르는 응답을 분석한다. 실제 고속철도에 사용되는 PSC 박스형 교량을 상용프로그램(MIDAS)를 이용하여 모델링하고 그로부터 각 모드별 형상을 얻어내어 본 논문에서 개발한 열차-교량 상호작용 프로그램에 입력하여 상호작용 해석을 수행한다.

  • PDF

Longitudinal Dynamic Behavior of KASR-Bridge Installed Creep-Couplers (Creep-Coupler가 설치된 KHSR 교량으 종방향 동적거동)

  • 곽종원
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
    • /
    • v.4 no.4
    • /
    • pp.111-116
    • /
    • 2000
  • 경간사이에 creep-coupler가 설치된 경부 고속철도 교량에 TGV-K 열차의 제동에 의한 교량의 종방향 동적거동을 해석하였다. 교량은 40m 길이의 2경간 연속교이며, 종방향 충격 하중을 인접 경간 혹은 교대로 전달하기 위한 목적으로 인접하고 있는 두 교량 사이의 creep-coupler가 설치되었다. 철도교의 경우에는 레일에 대한 종방향 축력검토가 매우 중요하므로, 이를 지지하고 있는 교량의 하부구조(교각과 기초)의영 향을 고려한 교량의 동적거동해석이 요구된다. 본 연구에서는 TGV-K의 실제 제동하중에 의한 KHSR(Korea high speed railway)에 건설중인 실제교량의 동해석을 하부구조와 동특성치를 고려하여 수행하였다. TGV-K는 객차사이에 대차가 위치하므로 전체 열차의 모델링이 한꺼번에 이루어 져야한다. 동핵석을 위해서 열차의 3차원 수치모델링이 이루어졌다. TGV-K의 제동은 동력차의 전기적인 제동에 의한 회생제동력(regenerative braking force)과 객착의 기계적인 판제동(disk braking)으로 이루어진다. 이러한 제동작용의 고려에 실제 TGV-K의 제동함수가 사용되었다.

  • PDF

Traffic Safety & Passenger Comforts of a Suspension Bridge Considering Seismic Loads (고속열차 주행 시 지진하중을 고려한 현수교의 주행안전성 및 승차감 분석)

  • Kim, Sung-Il;Kim, Dong-Seok
    • Journal of the Korean Society for Railway
    • /
    • v.14 no.1
    • /
    • pp.57-65
    • /
    • 2011
  • The estimation of traffic safety and passenger comfort when the train is running on the bridge is a estimation unique to the railway bridge. The standards for such estimation are included in the Eurocode, the Shinkansen design criteria, and the design guideline of the Honam High-speed railway. The items are bridge responses including vertical displacement of bridge, vertical acceleration, and slab twist. In principle, a direct estimation based on the train responses has to take place. However, the estimation based on the bridge responses can be seen as an indirect estimation procedure for the convenience of the bridge designer. First, it is general practice that traffic safety can be verified as a derailment coefficient or wheel load decrement The general method of estimating passenger comfort is to calculate the acceleration within the train car-body. Various international indexes have been presented for this method. In the present study, traffic safety and passenger comforts are estimated directly by bridge/train interaction analysis. The acceleration and wheel load decrement are obtained for the estimation of traffic safety and passenger comforts of a suspension bridge which has main span length of 300m. Also, the consideration of seismic load with simultaneous action of moving train is done for bridge/train/earthquake interaction analysis.

Dynamic Behavior of Bridges for High-Speed Train Considering Braking Function of TGV-K (TGV-K의 제동함수를 고려한 고속철도 교량으 동적거동)

  • 곽종원
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
    • /
    • v.4 no.4
    • /
    • pp.117-123
    • /
    • 2000
  • 열차와 교량의 3차원 모델링을 사용한 고속철도 교량의 동적해석이 수행되었다. 철도교의 모델인은 판요소와 3차원 뼈대요소로 모델링되었다. 상판과 주형 사이의 offset은 기하학적인 구속조건을 사용하여 고려하였다. 본 연구에서 사용된 고속철도는 2량의 동력차와 2량의 모터차와 16량의 객차로 구성되어 있다. 관절형 대차로 연결되어 전체 열차계의 운동방정식은 Lagrange 방정식을 이용하여 유도되었으며, 차제와 대차 그리고 자축의 3차원인 운동을 고려하였다. 이동 열차에 의한 교량의 응답은 predictor-corrector 반복법에 의한 Newmark-$\beta$ 법에 의해서 그 해가 구해진다. 매개변수해석에 의해서 열차의 이상화방법, 열차의 제동, 철도교량의 주행면 조도에 의한 영향이 고찰되었다.

  • PDF

Dynamic interaction analysis of urban transit maglev vehicle and guideway suspension bridge (Flexible guideway 교량과 자기부상열차의 동적 상호작용 해석)

  • Kim, Moon-Young;Kwon, Soon-Duck;Lee, Jun-Seok;Min, Dong-Ju;Jung, Myung-Rag
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
    • /
    • /
    • pp.35-38
    • /
    • 2010
  • 본 논문에서는 flexible guideway 교량과 능동적으로 제어되는 자기부상 열차간의 동적 상호작용에 대한 수치해석 모델을 개발하였다. 중 저속 자기부상열차의 동적 응답에 대한 열차와 guideway 사이의 특성에 대한 연구를 실시하였다. 동적 지배방정식은 10자유도계의 자기부상열차 모델, guideway구조물의 모드 특성과 UTM02 부상제어모델을 결합함으로써 유도하였다. 수치해석으로부터 열차의 부상공극은 차량의 속도, 트랙조도의 영향을 크게 받는 것을 발견하였다.

  • PDF

Optimum Design of High-Speed Railway Bridges Considering Bridge-Rail Longitudinal Interaction and Moving Load Effect (교량-궤도 종방향 상호작용 및 동적영향을 고려한 고속철도 교량의 최적설계)

  • Ihm, Yeong-Rok;Im, Seok-Been;Park, Kwang-Young
    • Journal of Korean Society of Hazard Mitigation
    • /
    • v.10 no.6
    • /
    • pp.27-34
    • /
    • 2010
  • Recently, high-speed railway systems have gained increased interest as a means of environmental friendly transportation, and numerous bridges for high-speed railways have been constructed accordingly. However, bridge design for high-speed railways requires more consideration than conventional railway design because fast-moving trains will lead to significant impact on bridge structures. Thus, this research proposes a revised design considering both bridge-rail longitudinal interaction and dynamic effect of trains to ensure stability of fast travelling trains. To validate the proposed design algorithm, numerical analyses are performed and compared using a constructed 250 m long bridge with 5 spans for a high-speed railway. From the numerical results, the proposed optimum design of high-speed railway bridges exhibits the most economic life-cycle-cost (LCC) when compared with several existing design approaches.

The Effects of Braking of Trains and Roughness of Rails on the Dynamic Behaviors of Bridges (열차의 제동 및 궤도의 조도가 교량의 동적 거동에 미치는 영향)

  • Kim, Doo-Kie;Yang, Sin-Chu
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
    • /
    • v.14 no.5
    • /
    • pp.93-101
    • /
    • 2010
  • The effects of braking of trains and roughness of rails on the dynamic behavior of bridges are studied. The train-bridge interaction is considered by solving Lagrange's equation of motions. Newmark's direct integration is used to solve the governing equations. Dynamic train loads acting on piers at each time step are evaluated, and the wheel-rail roughness effect is considered by using the PSD curve of the rail. The model of braking forces in bridge section is based on the change of deceleration mentioned in ASTM(American Society for Testing and Materials) E503-82. Only skidding frictions without considering rolling frictions are modeled, and the friction coefficient of 0.25 is assumed. Parametric studies in a simply supported PC Box girder bridge are carried out to verify the present method and to analyze the effects of train speed, wheel-rail roughness, braking forces on dynamic train loads.

전산수치해석의 고속철도에의 활용

  • 이승원;양재성
    • Computational Structural Engineering
    • /
    • v.9 no.3
    • /
    • pp.54-59
    • /
    • 1996
  • 시속 300km로 주행하는 고속철도 열차의 주행안정성 및 승차감을 확보하기 위해서는 열차하중을 고려한 정교한 정적, 동적해석 및 설계가 이루어져야 한다. 따라서 차량과 궤도의 동적상호작용 및 차량과 교량의 동적상호작용, 터널의 미기압 및 공기압, 대단면 터널굴착의 안정성평가, 열차주행에 의한 지반진동의 예측 등에 전산수치해석기법의 활용 및 개발이 현재 활발히 이루어지고 있다. 그러나 고속철도 보유국을 포함한 선진국들에 비하면은 이러한 전산수치해석분야에 있어서 아직도 더 많은 연구 및 개발이 본 공단을 포함하여 학계 및 연구소에서 이루어져야 하겠으며, 본 경부고속철도 건설사업으로 인하여 차량, 전기시설분야의 각종 첨단기술개발 및 발전과 더불어 하부 토목구조물의 건설 및 설계 해석분야에 많은 발전이 기대된다 하겠다.

  • PDF