• 제목, 요약, 키워드: 플로팅 슬래브 궤도

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고무 마운트로 이산 지지되는 플로팅 슬래브 궤도의 실모형 실내 실험에서의 정적 및 저주파 대역 동적 거동 (Static and Dynamic Behavior at Low-Frequency Range of Floating Slab Track Discretely Supported by Rubber Mounts in Real-Scale Laboratory Test)

  • 황성호;장승엽;김은;박진철
    • 한국철도학회논문집
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    • v.15 no.5
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    • pp.485-497
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    • 2012
  • 최근 철도의 소음, 진동에 대한 사회적 관심이 증가하면서, 철도 진동을 효과적으로 줄일 수 있는 플로팅 슬래브 궤도의 적용이 활발히 이루어 지고 있다. 본 연구에서는 플로팅 슬래브 궤도의 동적 거동을 보다 정확히 이해하기 위하여 실모형 실내 실험을 통해 정적 거동과 시스템 고유 진동수 부근의 저주파 대역에서 플로팅 슬래브 궤도의 동적 거동을 분석함으로써 플로팅 슬래브 궤도의 설계의 적정성과 설계에 적용되는 해석모델의 유효성을 입증하고자 하였다. 실험 및 유한요소 해석 결과에 따르면 플로팅 슬래브 궤도는 강체 모드 고유진동수보다 휨모드 고유 진동수에 가까운 대역에서 탁월 주파수가 나타나며 변형 형상도 휨모드가 가장 지배적인 모드가 되므로, 플로팅 슬래브 궤도의 설계 시에는 슬래브의 휨강성과 조인트 및 단부의 경계조건 등을 고려해야 한다. 또한 Kelvin-Voigt 모델을 사용한 2차원 유한요소 해석모델에 의한 해석 결과는 정적 및 동적 처짐, 하중 전달율 등 실험결과와 매우 잘 일치하는 것으로 나타나 플로팅 슬래브 궤도의 설계에 활용하기에 충분한 신뢰성을 가지고 있는 것으로 나타났다.

플로팅 슬래브궤도와 일반 콘크리트궤도 접속구간에서의 열차 주행 안전, 승차감 및 궤도 사용성 평가 (Assessment of Train Running Safety, Ride Comfort and Track Serviceability at Transition between Floating Slab Track and Conventional Concrete Track)

  • 장승엽;양신추
    • 한국철도학회논문집
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    • v.15 no.1
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    • pp.48-61
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    • 2012
  • 열차 진동 저감을 위한 플로팅 슬래브궤도의 설계에 있어서 주행 안전, 승차감 및 사용성을 확보하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 플로팅 슬래브궤도에서 열차 주행안전과 승차감, 사용성 확보를 위한 요구조건을 분석하여 제시하였고, 열차-궤도 상호작용을 고려한 동적 해석기법을 적용하여 시스템 고유진동수, 스프링 지지간격 및 배치방법, 감쇠비 등 주요 시스템 설계변수에 따라 일반 콘크리트궤도와의 접속구간을 포함한 플로팅 슬래브궤도 구간에서의 열차 및 궤도의 동적 거동을 분석하였다. 연구결과에 따르면 일반 궤도와 플로팅슬래브궤도 간의 접속구간에서의 지지강성의 차이에 의해 윤중 변동율, 레일 응력, 레일 인상력 등의 동적 응답이 크게 증가하는 것으로 나타났으며, 따라서 접속구간에서 스프링 지지간격을 좁히거나 스프링 강성의 차이를 완화시키는 방안이 주행안전과 궤도 사용성 확보를 위해 효과적인 것으로 나타났다. 한편 차체 가속도로 평가하는 승차감은 접속구간에서의 지지강성의 차이에 의해서는 거의 영향을 받지 않고, 시스템 튜닝 주파수에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 승차감 확보를 위해서는 적절한 시스템 튜닝 주파수를 선정하는 것이 매우 중요한 것으로 나타났다. 이 밖에 감쇠비, 스프링 간격, 열차속도에 따른 영향을 분석하였다.

플로팅 슬래브 설계와 전단연결재의 구조안전성 검토 (Examination for Structural Safety of Floating Slab Design and Shear Connector)

  • 박성재;마창남;이종호;이두화
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • pp.374-374
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    • 2011
  • 최근 철도의 도심통과구간이나 선하역사 건설이 증가하고 있어 철도 진동과 이로 인한 2차 소음을 효과적으로 차단할 수 있는 대책이 시급히 필요하다. 지금까지 개발된 기술 가운데 가장 효과적으로 진동을 차단할 수 있는 대책은 스프링을 이용하여 궤도 전체를 하부구조와 분리시키는 플로팅 슬래브궤도 공법으로 이미 국외에서는 플로팅 슬래브궤도의 방진설계와 핵심 구성요소인 방진장치에 대한 원천기술이 확보되어 많은 부설실적을 확보하고 있으나 국내에서는 아직 시스템 설계기술과 관련 구성품 설계기술이 확보되어 있지 못하기 때문에 대부분 국외에서 개발된 시스템을 그대로 도입하고, 핵심 구성품인 방진재료는 모두 수입에 의존하는 등 관련 기술의 자립도가 매우 낮은 실정이다. 그러므로 국내외 시장에서의 기술 경쟁력을 확보하기 위해서는 플로팅 슬래브궤도 시스템 및 구성품의 설계기술을 비롯한 핵심기술의 개발이 시급하다. 본 연구에서는 기존의 연구결과를 바탕으로 시공 중 방진장치를 이용하여 슬래브를 리프팅할 때 인상 시기의 차이나 거치 후의 단차에 의해 발생되는 단면력에 대해 슬래브와 전단연결재의 구조적 안전성을 검토하였다.

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차량-궤도 상호작용 해석을 통한 사전 제작형 플로팅 슬래브 궤도의 동적 안정성 검토 (Evaluation of Dynamic Stability of Precast Floating Slab Track with Vehicle-Track Interaction Analysis)

  • 장동두;김진호;권세곤
    • 한국산학기술학회논문지
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    • v.18 no.3
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    • pp.562-568
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    • 2017
  • 기존 선하역사의 소음 및 진동 문제를 해결하기 위해 제안된 사전 제작형 플로팅 슬래브 궤도는 길이 5m 정도의 슬래브 패널을 공장에서 제작하고 방진장치를 설치하여 일체화한 궤도이다. 이를 통해 별도의 열차 운행 중단 없이 급속 시공이 가능하여 신설역사 뿐 아니라 기존 선하 역사에 적용이 가능한 장점이 있다. 그러나 패널 길이가 5m로 짧아 실제 시공 구간 길이에 따라 다수의 패널이 설치되어야 함에 따라 궤도의 불연속 구간이 많이 발생한다. 또한 플로팅 슬래브 궤도의 작동 원리 상 일반 궤도에 비해 차량 운행으로 인한 과도한 변위가 발생할 여지가 있고 기존 궤도와의 접속부에서의 지지강성 차이로 인해 동적 불안정성이 발생할 우려가 있다. 본 연구에서는 사전 제작형 플로팅 슬래브 궤도에 대해 차량-궤도 상호작용 해석을 수행하여 윤중변동율, 차체가속도, 레일응력 및 상압력의 검토를 통해 동적 안정성을 확인하였다. 검토 결과 플로팅 궤도 구간 내에서의 동적 안정성은 확보하는 것으로 나타났지만 기존 궤도와의 접속부에서는 일부 기준을 초과하는 것으로 나타나 이를 해소하기 위한 방진장치 배치 방안을 제시하였다.

형상을 개선한 고속철도용 플로팅 슬래브궤도의 정적해석 (Analysis of Improvement Floating Slab Track for Rapid Transit Railway)

  • 김용재;박성재;전종수;박명균;박만호
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • pp.207-208
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    • 2009
  • 본 논문에서는 철도 및 선하역사의 소음 진동저감을 위해 플로팅 슬래브 궤도시스템(floating slab track system)을 소개하고, 이와 관련된 플로팅 슬래브의 받침부 형상을 개선하여 방진장치교체의 용이성, 슬래브 응력조절을 위한 시스템의 기초적 정적해석을 수행하였다.

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다우얼 바의 저진동 슬래브 궤도 시스템 적용 가능성 (Application possibility of dowel bar in low floating slab system)

  • 박성재;김용재;박명균;전종수;이두화;박만호
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • pp.665-670
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    • 2009
  • 본 연구의 선행기술조사결과 플로팅궤도 슬래브에는 dowel bar 등의 별도의 슬래브 연결부 보강이 없었다. 본 연구모델에 비해 선행기술조사 대상 슬래브의 연장이 매우 짧으며, 긴지간의 슬래브에 연결부에 대한 보강이 없다면 단부에서의 단차에 의해 슬래브의 파괴가 예상된다. 따라서 dowel bar 등의 추가적인 보강이 요구된다. 본 연구에서는 dowel bar의 일반적인 특성과 국내외 dowel bar에 대한 선행기술에 대하여 조사함으로써, 추후 수행될 해석연구의 자료를 확보하고자 하여 그 적용가능성을 검토하고자 하였다.

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비선형 점탄성 스프링 모델을 이용한 플로팅 슬래브 궤도의 동적 거동 해석 (Analysis of Dynamic Behavior of Floating Slab Track Using a Nonlinear Viscoelastic Spring Model)

  • 장승엽;박진철;황성호;김은
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • v.22 no.11
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    • pp.1078-1088
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    • 2012
  • Recently, the vibration and structure-borne noise induced by passing trains are of great concerns, and the floating slab track is highlighted as one of most efficient alternatives to reduce the railway vibration. However, due to the non-linearity and viscosity of rubber spring used in the floating slab track, its dynamic behavior is very complex. In this study, therefore, to simulate the dynamic behavior of floating slab track with a better accuracy, a nonlinear viscoelastic rubber spring model that can be incorporated in commercial finite element analysis codes has been proposed. This model is composed of a combination of elastic spring element, friction element and viscous element, and termed the "generalized friction viscoelastic model(GFVM)". Also, in this study, the method to determine the model parameters of GFVM based on Berg's 5-parameter model was presented. The results of the finite element analysis with this rubber spring model exhibit very good correlation with the test results of a laboratory mock-up test, and the feasibility of GFVM has been verified.

플로팅 슬래브궤도 슬래브 연결부에서의 차량 및 궤도의 동적 거동 (Dynamic Behavior of Train and Track at Slab Joints of Floating Slab Track)

  • 장승엽;양신추;황성호;안미경;최원일
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • pp.993-997
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    • 2011
  • Highlighted is significance of the floating slab track for mitigating vibrations induced by train, together with the recent trends towards speed-up of railways. In the design of the floating slab track, it is more beneficial to increase the slab length since a significant impact can be induced on the train and track at the discontinuous points between slabs with the finite slab length. However, if the slab length is too long, the tensile stress of slab concrete and the additional stress on rail due to the temperature change and shrinkage of concrete slab. Thus it is of great importance to relevantly determine the slab length. In this study, to understand these phenomena and establish the countermeasures, the dynamic behaviors of train and track at the inter-slab discontinuous points have been explored and the effect of dowel joints as one of countermeasures has been analytically investigated.

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선하역사의 슬래브 진동에 의한 소음방사 특성에 관한 연구 (A Study of Noise Characteristics Induced by Slab Vibration for the Elevated Railway Station)

  • 김진호;장동두;지용수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • v.16 no.5
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    • pp.3557-3566
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    • 2015
  • 궤도가 역사의 상부에서 연결되는 선하역사 형식의 경우 일반 역사 구조형식과 달리 진동이 직접 전달되는 구조적 특성으로 인하여 진동 및 소음레벨이 타 형식의 역사와 대비하여 상대적으로 높은 상황이다. 따라서 구조물 진동과 이로 인해 발생되는 구조물 기인 소음에 대한 특성 파악과 그 결과를 활용한 저감 방안의 수립이 필요하다. 본 연구에서는 기존 슬래브와 진동을 절연시키는 구조형식의 플로팅 슬래브에 대하여 외력에 의한 가진 시 발생하는 구조적 진동과 이로 인한 구조물 기인 소음의 상관성을 고찰하고자 실험과 해석을 수행하였다. 표준형 및 플로팅 슬래브를 제작하여 가진함으로써 진동응답과 소음을 계측하였고, 수치해석, 유한요소법과 SEA 기법을 활용하여 시뮬레이션을 수행하였다, 실험 및 해석을 통하여 슬래브의 동적 구조적 특성, 구조물 진동과 소음의 상관성, 플로팅 슬래브의 저감 효과 등에 관한 결과를 도출하였다.