A Study on the Dynamic Behavior of the High Speed Railway Tracks

고속철도(高速鐵道)의 궤도(軌道)에 대한 동특성(動特性) 연구(研究)

The purpose of this study is to provide the cause and countermeasure for track problems in the high speed railways due to the irregularly increasing dynamic wheel loads running over the speed range of 300 km/h. It has long been recognised that the track problems encountered on high speed railways are associated mainly with vertical dynamic loads which are related to the unsprung mass of vehicles and track irregularities. In addition to these parameters for the estimation of the dynamic wheel load variation, however, the dynamic characteristics of track structures are discussed in this paper with reference to mathematical modelling of the tracks and vehicle. From the results of the more detailed analyses, the effects of track stiffness and damping characteristics are considered to be significant for reducing the dynamic wheel loads. To make this point clear and appraise the overall performance of the track components, the theoretical analysis on the dynamic behavior of the tracks and wheel set impact tests on several track structures are performed. The experimental results from different track components are compared with each other. The track stiffness and damping characteristics are also presented quantatively.

본(本) 연구(研究)는 300 km/h 내외의 속도영역(速度領域)에서 운행(運行)되고 있는 고속열차(高速列車)의 불규칙(不規則)한 동적(動的) 윤중변동(輪重變動)을 해석(解析)하여 고속철도궤도(高速鐵道軌道)에서의 대책(對策)과 궤도(軌道) 각(各) 구성요소(構成要素)들의 구조설계(構造設計)를 위하여 종래의 연구(研究)에서 윤중변동(輪重變動)에 관련이 있다고 생각되어 온 차량(車輛)의 스프링하질량(下質量) 및 궤도틀림이외에 레일지지(支持)스프링계수(係數)와 진동감쇠계수(振動減衰係數) 등(等)을 포함하여 보다 정량적(定量的)인 해석(解析)을 시도(試圖)하였다. 특히 차량(車輛)의 동적(動的) 윤중변동(輪重變動)에 대한 궤도부분(軌道部分)의 주(主)된 역할(役割)은 레일지지(支持)스프링계수(係數)와 진동감쇠계수(振動減衰係數)에 있으므로 이에대한 궤도(軌道)의 각(各) 구성요소별(構成要素別) 특성(特性)을 보다 분명(分明)히 하기위하여 충격(衝擊)에 의한 레일지지계(支持系)의 동적(動的) 응답(應踏)을 역학(力學)모델 설정(設定)을 통하여 이론적(理論的)으로 해석(解析)하고 실물궤도(實物軌道)에서의 시험(試驗)에 의하여 종래 확실하게 밝혀지지 않았던 이들 궤도특성치(軌道特性値)를 산출(算出)하였다.