• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권6호
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• pp.713-723
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• 2017

As a new type of ballastless track, longitudinal continuous slab track (CST) has been widely used in China. It can partly isolate the interaction between the ballastless track and the bridge and thus the rail expansion device would be unnecessary. Compared with the traditional track, CST is composed of multi layers of continuous structures and various connecting components. In order to investigate the performance of CST on a long-span bridge, the spatial finite element model considering each layer of the CST structure, connecting components, bridge, and subgrade is established and verified according to the theory of beam-rail interaction. The nonlinear resistance of materials between multilayer track structures is measured by experiments, while the temperature gradients of the bridge and CST are based on the long-term measured data. This study compares the force distribution rules of ballasted track and CST as respectively applied to a long span bridge. The effects of different damage conditions on CST structures are also discussed. The results show that the additional rail stress is small and the CST structure has a high safety factor under the measured temperature load. The rail expansion device can be cancelled when CST is adopted on the long span bridge. Beam end rotation caused by temperature gradient and vertical load will have a significant effect on the rail stress of CST. The additional flexure stress should be considered with the additional expansion stress simultaneously when the rail stress of CST requires to be checked. Both the maximum sliding friction coefficient of sliding layer and cracking condition of concrete plate should be considered to decide the arrangement of connecting components and the ultimate expansion span of the bridge when adopting CST.

• 한국도시철도학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.383-392
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• 2018

본 연구에서는 비교적 경간이 긴 트러스교를 포함한 무도상 교량을 대상으로 장대레일을 부설할 때 궤도-교량 상호작용으로 인한 레일 부가 축응력과 교량 지점 반력 등의 변화를 검토하여 레일 장대화를 위한 개량 방안을 분석하였다. 연구결과에 따르면 무도상 교량에서 장대레일을 부설할 경우 레일 부가 축응력과 지점 반력이 큰 폭으로 증가하는 것으로 나타났다. 레일 부가 축응력은 횡저항력을 충분히 확보할 경우 수용 가능하지만, 지점 반력이 증가하게 될 경우 받침이나 교각의 손상이 우려되고 대규모 보수 보강을 필요로 하므로 지점 반력을 완화시킬 수 있는 방안을 강구할 필요가 있다. 교량 가동단의 마찰저항을 고려하는 경우 레일 부가 축응력은 감소하지만 지점 반력에 미치는 영향은 매우 작은 것으로 나타났다. 반면 궤도 종저항력이 작아지면 레일 부가 축응력과 지점 반력이 모두 큰 폭으로 감소하는 것으로 나타났으며, 레일 부가 축응력이 큰 일부 구간에 ZLR 체결장치를 적용하는 경우 레일 부가 축응력 뿐 아니라 교량 지점 반력이 크게 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 무도상 교량의 레일 장대화를 위하여 일부 ZLR 체결장치를 적용하고 궤도 종저항력을 줄이는 방안이 매우 효과적이라고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.40-48
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• 2016

본 연구는 지진이 발생할 경우 장대레일교량에 있어 레일과 상판 간의 종방향 상호작용에 미치는 영향을 검토하기 위한 것으로, 해석모델에 여러 하중조합과 함께 지진하중을 적용함으로써 대상 철도교량 레일에서의 축방향 부가응력과 레일-상판 간 상대변위의 변화를 산출하였다. 해석 결과, 본 연구 대상 철도교량의 경우 철도시설공단에서 제시하고 있는 표준응답스펙트럼을 적용할 때 레일부가응력은 대부분의 하중조합에 대해 허용기준 내의 값을 보이고 있는 반면, 레일-상판 상대변위는 공단에서 제시하는 허용기준을 초과하고 있는 것으로 나타났다. 따라서 레일-상판 상대변위가 레일부가응력에 비해 상대적으로 더 허용기준을 만족시키기 어렵다는 것을 알 수 있었으며, 아울러 고베 대지진과 같은 큰 규모의 지진이 발생하면 레일부가응력과 레일-상판 상대변위는 허용기준을 충족시키지 못하므로 이에 대한 적절한 내진 대비가 필요하다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.574-581
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• 2009

장대레일이 교량구간에 설치되면, 궤도와 교량의 상호작용에 의하여 부가축력과 변위가 발생하게 되므로 설계단계에서 장대레일의 부가축력 및 변위 검토가 필요하다. 본 논문에서는 장대레일 상호작용에 영향을 미치는 주요 인자들을 변수로 종방향 상호작용해석을 수행하였으며, 교량설계단계에서 장대레일 부가축력 및 변위 검토를 간단히 수행할 수 있도록 설계차트로 정리하였다. 본 논문에 제시된 설계차트는 일반철도 교량에 대한 결과로써, 강교량 및 콘크리트 교량, 지갈궤도 및 콘크리트궤도, 단순교(FM방식) 및 연속교(MFM방식)에 대하여 하부강성 및 상부강성별 설계차트로 구분하여 제시되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.565-573
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• 2009

장대레일이 교량구간에 설치되면, 궤도와 교량의 상호작용에 의하여 부가축력과 변위가 발생하게 되므로 설계단계에서 장대레일의 부가축력 및 변위 검토가 필요하다. 본 논문에서는 장대레일 상호작용에 영향을 미치는 주요 인자들을 변수로 종방향 상호작용해석을 수행하였으며, 교량설계단계에서 장대레일 부가축력 및 변위 검토를 간단히 수행할 수 있도록 설계차트로 정리하였다. 본 논문에 제시된 설계차트는 고속철도 교량에 대한 결과로써, 강교량 및 콘크리트 교량, 자갈궤도 및 콘크리트궤도, 단순교(FM방식) 및 연속교(MFM방식)에 대하여 하부강성 및 상부강성별 설계차트로 구분하여 제시되었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1306-1311
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• 2006

Most of design parameters of Railway Structures are determined by the serviceability requirements, rather than the structural safety requirements. The serviceability requirements come from Ensuring of Running Safety and Ride Comfort of Train, Reduction of Track Maintenance Work Track-Bridge Interaction should be considered in the design of railway structures. In this study, a numerical method which precisely evaluate an axial force in rail and a rail expansion and contraction when turnout exist in succession on a CWR on a ballasted or on a ballastless track of bridge is developed. From the parameter studies using the developed method, additional stress of stock rail almost 25% is generated due to stock and lead rail interaction, even embankment not bridge. In case of ballasted track, additional stress of stock rail on bridge is very greater than on embankment, and therefore require detailed review in bridge design with turnout. Stresses of turnout rails on bridge are very sensitive according to the installed positions. In case of ballastless track, Stresses of turnout rails are similar as those of normal track

• 한국정밀공학회지
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• 제26권6호
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• pp.97-105
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• 2009

Optimal design of a roller rail which replaces the ball rail for three-door refrigerators is presented using the finite element analysis and the Taguchi method. Stress and deformation of the roller rail for an initial design are analyzed and evaluated. Optimal design parameters are determined using the Taguchi method. The maximum stress of the optimal design is favorably reduced comparing to the initial design. It is verified through an additional analysis that the drawer on the roller rail will not be derailed even if one opens the drawer with a transverse force.

• International Journal of Railway
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• 제5권4호
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• pp.163-166
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• 2012

Many different types of floating slab track have been developed and installed around the world to reduce vibrations and noise originating in the surrounding environment. The main objective of this study is to examine the influence of slab length on behavior of floating slab track based on rail-slab-isolator interaction. The floating slab track is modeled by the connection between rail, slab, isolator, and slab mat in the transition zone. All elements were assembled in a simplified two-dimensional (2D) finite element model (FEM). The maximum length of FST is then investigated based on the maximum additional rail stress criterion as described in UIC 774-3R since no fully accepted design criteria for the slab length in FST systems currently exist.

• International Journal of Railway
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• 제5권2호
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• pp.71-76
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• 2012

Recently, axle load, operating speed and traffic density on railroads have had a tendency to increase and thereby cause additional pressure applied on used track. These operating conditions frequently result in service failure due to wear caused by wheel-rail contact and fatigue damage under cyclic loading. Among rail defects, the transverse crack, which has been the most dangerous type of fatigue damages, is developed from the subsurface crack near the rail running face and grows perpendicular to the rail surface. Therefore, it is necessary to investigate systematically the growth behavior of transverse crack for rail steel under mixed mode. In this study, the fatigue crack growth behavior of the transverse crack in rail steel was experimentally investigated under mixed-mode variable amplitude loadings.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.1179-1189
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• 2015

장대레일을 적용한 교량상 콘크리트 궤도는 온도하중 및 시제동 하중에 의하여 종방향 상호작용력이 크게 발생하며, 이를 해소하기 위하여 활동체결장치 또는 저체결력 체결장치와 같은 특수체결장치를 적용하거나 레일신축이음장치를 설치하여야 한다. 슬라이딩 슬래브 궤도는 교량과 궤도 슬래브 사이에 슬라이드층을 두어 상호작용을 저감시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 슬라이딩 궤도와 일반 콘크리트 궤도를 적용한 교량에 대하여 상호작용 해석 결과를 제공한다. 해석 결과 슬라이딩 궤도를 적용함으로써 장대레일에 발생하는 부가 축력을 현저히 저감시킬 수 있는 것으로 밝혀졌으며, 그 차이는 장경간 및 연속교에서 더욱 큰 것으로 나타났다.