• 제목, 요약, 키워드: 콘크리트궤도

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주행안정성을 고려한 고속철도 콘크리트궤도 레일패드강성 상한값 결정 (Determination of the Upper Limit of Railpad Stiffness in Concrete Track of High-Speed Railways Considering the Running Stability of Train)

  • 양신추;장승엽;김은
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • pp.485-488
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    • 2011
  • 본 연구에서는 경부고속철도의 콘크리트궤도에서 열차주행안전측면에서 관리해야할 레일패드강성의 상한값을 차량 및 궤도의 동특성과 운영환경을 고려하여 결정하는 방법을 제시하였다. 차량과궤도의 상호작용의 해석의 중요 입력파라메타인 궤도틀림과 관련하여 프랑스 및 독일에서 제시한 궤도틀림 PSD(Power Spectral Density)와 경부 1단계구간 콘크리트궤도에서 계측한 궤도틀림 자료를 통하여 얻은 PSD를 기초로 하여 넓은 범위의 주파수영역에서 적용할 수 있는 콘크리트궤도의 궤도틀림 PSD를 제시하였다. 제시된 PSD 기준모델을 사용하여 시간영역에서의 궤도틀림 입력을 Random Generation을 통하여 구한 후 개발된 차량-궤도 상호작용해석 기법을 사용하여 레일패드에 따른 윤중감소율을 산정하였다. 산정된 윤중감소율에 대하여 국내 철도차량 안전기준에 관한 규칙의 탈선계수 규정을 적용하여 주행안전측면에서 허용할 수 있는 레일패드강성의 상한값을 제시하였다.

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현장모형실험을 통한 자갈궤도와 콘크리트궤도의 동결심도 및 동상량 측정 (Field Model Tests on Frost Penetration Depths and Frost Heave Amounts in Ballast track and Concrete track)

  • 김영진
    • 한국철도학회논문집
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    • v.19 no.4
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    • pp.506-514
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    • 2016
  • 철도 현장에 실험용 자갈궤도와 콘크리트궤도를 설치한 후 겨울철에 동결심도와 동상량을 측정하였다. 그 결과 같은 동결지수일 때 자갈궤도보다 콘크리트궤도의 동결심도가 깊게 나타나는 경향을 보였다. 또한 자갈궤도는 하부에 XPS, PE골재층을 포설할 경우 동결심도가 크게 감소하였고, 콘크리트궤도에서는 입도조정층의 두께를 늘릴 경우 동결심도가 감소하는 경향을 보였다. 동상량 역시 자갈궤도에서는 하부에 XPS, PE골재층을 설치할 경우 감소하였고, 콘크리트궤도에서는 입도조정층의 두께를 증가시킬 경우 감소하는 경향을 보였다.

점토의 2차 압축특성과 콘크리트궤도 수명과의 상관성 분석 (Analysis of the Relationship between Concrete Slab Track Life and Secondary Compression Characteristics in Soft Clay)

  • 이상철;조국환
    • 한국철도학회논문집
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    • v.19 no.2
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    • pp.195-203
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    • 2016
  • 최근 경부고속철도 2단계와 호남고속철도에 적용된 콘크리트궤도는 초기 건설비는 기존 자갈궤도에 비하여 불리하나, 유지관리비용은 유리한 것으로 검토되었다. 이와 같은 이유로 콘크리트궤도는 일반철도 신설구간을 중심으로 점점 더 적용구간이 늘어나고 있는 실정이다. 그러나 콘크리트궤도의 가장 큰 문제점 중의 하나는 침하로 인한 궤도 보수와 관계된 문제이다. 궤도의 하부 노반침하 및 이로 인한 궤도 안정성 저하는 콘크리트궤도의 가장 큰 단점이고, 고속철도 설계기준에는 허용잔류침하량을 25mm로 제시하고 있다. 콘크리트궤도의 안정성을 위해서는 2차 압축침하량을 기준치 이내로 관리하여야 한다. 본 연구에서는 2차 압축침하에 대한 이론을 토대로 연약지반의 2차 압축지수 및 연약지반 층의 두께 그리고 궤도수명에 따른 2차 압축침하량을 산정하여 궤도구조 선정에 활용하도록 제시하였다. 또한 국내 연약지반의 2차 압축계수의 확률분포 특성을 분석을 통하여, 콘크리트궤도 부설이 불가능한 지역이 10% 이상 나타남을 알 수 있었다.

고속철도 콘크리트궤도 체결구 최적 수직강성 (Optimal Vertical Stiffness of Fastener of Concrete Track in High-Speed Railway)

  • 양신추
    • 한국철도학회논문집
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    • v.18 no.1
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    • pp.43-52
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    • 2015
  • 궤도의 유지보수비와 전력소모비의 합이 최소로 되는 최적 체결구의 강성을 평가하여 가급적 이 값을 갖도록 체결구를 제작 및 유지관리하는 것은 국내 콘크리트궤도의 부설이 급격하게 증가하는 시점에서 철도의 경제성 제고 차원에서 중요한 과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 콘크리트궤도에서 궤도의 유지보수비와 차량운행에 따른 전력소모비의 합을 최소로 하는 최적 체결구 강성을 평가하는 방법을 제시한 후, 국내 고속철도 콘크리트궤도에 맞는 최적 체결구 강성을 평가하였다. 체결구 강성에 따른 궤도 유지보수비를 합리적으로 평가하기 위하여 콘크리트궤도에 적합한 체결구 강성에 따른 궤도손상모델을 제시하였으며, 궤도손상에 따른 궤도 유지보수비 상관관계를 도출하였다. 윤중 계산 시 고도화된 수치해석적 기법을 적용하여 각 궤도구성품의 거동특성이 반영될 수 있도록 함으로써 체결구 강성에 따른 윤중변동을 보다 정확하게 평가할 수 있도록 하였다.

콘크리트궤도 부설 철도교량의 동적거동 분석 (Analysis of Dynamic Behavior of Railway Bridge with Concrete Track)

  • 민낙기;성덕룡;박용걸
    • 한국철도학회논문집
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    • v.15 no.2
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    • pp.147-153
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    • 2012
  • 철도교량과 같이 주기적 가진에 의해 공진발생의 가능성이 높은 구조물에 있어서, 정확한 구조물의 동적거동 분석은 설계단계 및 공용중 안정적인 응답을 확보하기 위해 필수적이다. 특히, 콘크리트궤도는 강성기여와 질량기여를 통해 철도교량의 동특성을 변화시킬 수 있음에도 불구하고 일반적으로 철도교량 동적해석 시 질량으로만 고려되어진다. 본 연구에서는 실제 콘크리트궤도가 부설된 거더시험체를 제작하여 철도교량의 정 동적거동을 분석하였다. 또한, 궤도질량만을 고려한 경우와 궤도강성을 고려한 수치해석을 통해 중립축 위치와 고유진동수를 실험치와 비교 분석하였다. 이를 통해 콘크리트궤도 부설 철도교량의 경우 정량적인 산정이 가능한 콘크리트궤도의 강성과 질량을 고려한 해석값이 실험값과 근사한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트궤도 부설 철도교량에 대한 동적설계 및 동적안정성 분석 시 콘크리트궤도의 강성과 질량을 함께 고려할 것을 제안하였다.

자갈궤도와 콘크리트궤도에서의 하중재하에 따른 노반거동 비교 (A Comparison of Behavior of the Roadbeds of Ballasted & Concrete Track with the Cyclic Loading)

  • 최찬용;이성혁;엄기영
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • v.9 no.3
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    • pp.1-8
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    • 2010
  • 국내에 적용하고 있는 궤도시스템은 크게 자갈궤도와 콘크리트궤도로 구분할 수 있다. 본 논문에서는 콘크리트궤도와 자갈궤도의 노반 거동현상을 실험적으로 비교하였다. 실 대형 실험결과 하중 분산은 자갈궤도의 경우 연성포장구조, 콘크리트궤도는 강성포장구조의 형태로 하중이 분산되었으며 하중배분율은 약 30%:20%:15%로 자갈궤도보다 폭 넓게 분산되었다. 열차하중에 대한 노반에서 발생된 토압은 약 30kPa 이내로 기존 실차주행시험결과와 유사한 결과이며 자갈궤도에 비해 약 4배 정도 작게 발생하였다. 또한 반복하중에 대한 콘크리트궤도의 지중입자속도는 약 0.3cm/sec 이내로 자갈궤도보다 8배 정도 작게 측정되었다.

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아스팔트콘크리트 궤도용 궤도변위 저항 장치 개발 (Development of Device to Resist Horizontal Displacement of Asphalt Concrete Track)

  • 이성혁;윤우용;배영훈
    • 한국철도학회논문집
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    • v.19 no.6
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    • pp.744-754
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    • 2016
  • 아스팔트콘크리트 궤도는 아스팔트콘크리트 도상 위에 광폭침목 및 콘크리트 패널이 직결되는 궤도 형식으로서 각종 종 횡방향 외력에 대한 저항력이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 광폭침목형 및 콘크리트 패널형 아스팔트콘크리트 궤도에 대해 종 횡방향 저항력 실험을 수행하고 궤도변위 저항 장치에 요구되는 필요 전단 저항력을 산정하였다. 또한 궤도변위 저항 장치로서 콘크리트 블록형 앵커 및 강관형 앵커를 개발하고 각각의 앵커 실험체에 대한 수평전단 실험을 수행하여 앵커 종류별 전단 저항력을 도출하였다. 그리고 아스팔트콘크리트 궤도에 궤도변위 저항 장치 적용 시, 전단 저항 성능 및 경제성 등을 고려하여 궤도변위 저항 장치 적정 개수 및 배치 설계(안)을 제시하였다.

도시철도 궤도구조별 궤도충격계수 평가 (The Evaluation of Track Impact Factor on the Various Track Type in Urban Transit)

  • 최정열;박용걸;이상민
    • 한국철도학회논문집
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    • v.14 no.3
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    • pp.248-255
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    • 2011
  • 현재 한국에서 궤도설계 시 사용하고 있는 궤도충격계수는 미국철도기술협회(AREA)의 식(1+0.513V/100)을 사용하고 있다. 이 식은 자갈 및 콘크리트궤도 모두 동일하게 적용되고 있으며 이러한 단일수치로서의 충격계수는 다양한 궤도구조의 역학적 거동특성을 반영하지 못하여 경우에 따라 과다설계가 될 소지가 있다. 또한 자갈궤도의 경우 도상자갈의 상태변화에 따라, 콘크리트궤도는 궤도탄성층의 구성과 탄성범위에 따라 궤도에 작용하는 동적윤하중의 효과, 즉 충격의 효과가 상이하게 발생된다. 이에 본 연구에서는 자갈궤도(도상 상태 양호 및 불량개소)와 콘크리트궤도(일반적인 침목매입식 궤도, 레일플로팅궤도, 침목플로팅궤도)에서의 현장측정을 통해 도상별, 궤도구조별 열차 주행시 발생하는 윤중의 동적효과를 분석하여 궤도의 상태 및 구조적 특성과 궤도 충격의 효과와의 상관관계 및 영향을 비교, 분석하였다. 연구결과 궤도구조의 특성을 감안하여 궤도충격의 영향을 합리적으로 산정 할 수 있는 제안식을 제시하였다.

철도 궤도의 수명주기비용 분석 : 고속철도 자갈궤도와 콘크리트궤도 사례 연구 (Analysis of Life Cycle Costs of Railway Track : A Case Study for Ballasted and Concrete Track for High-Speed Railway)

  • 장승엽
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • v.20 no.2
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    • pp.110-121
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    • 2016
  • 구조 형식이나 공법의 선정, 유지보수 시기, 보수방법의 결정 등의 의사 결정에서 수명주기비용(life cycle cost, LCC)의 평가가 중요하다. 철도 궤도구조의 경우 초기시공비 뿐 아니라 유지보수비가 총 비용의 상당 부분을 차지하고, 특히 자갈궤도일수록 그 비율은 더욱 높으므로 수명주기비용 평가의 필요성이 더욱 높다. 이 연구에서는 궤도 구조 형식, 연간 통행량, 축중, 열차 속도, 곡선 비율, 구조물(교량, 터널) 비율 등 다양한 설계변수를 고려할 수 있는 LCC 산정 모델을 개발하고, 각 비용의 산정에 필요한 기초 자료를 제시하였으며 구축된 모델과 자료를 바탕으로 주요 설계변수에 따른 고속철도 자갈궤도와 콘크리트궤도 LCC의 변화 경향을 분석하고, 이로부터 궤도 LCC 분석에 있어서의 고려해야 할 주요 변수를 검토하였다. 검토 결과 자갈궤도는 교체 및 운영 비용의 비중이 콘크리트궤도에 비해 현저히 높았으며, 연간 통행량과 자갈 탬핑 주기가 자갈궤도의 LCC에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 반면 콘크리트궤도는 초기 시공비의 비중이 현저히 높았고, 연간 통행량이나 열차속도, 축중 등에 상대적으로 영향을 적게 받는 것으로 나타났다.

경부고속철도 콘크리트궤도 토공 및 원지반 침하 (II) (Settlement of Embankment and Foundation for Concrete Track of Gyungbu High Speed Railroad (II))

  • 김대상;박성용;신민호;이현정;김현기
    • 한국철도학회논문집
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    • v.10 no.5
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    • pp.457-462
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    • 2007
  • 콘크리트궤도는 최근 국내에 활발히 적용되고 있다. 콘크리트궤도는 유지보수 비용 저감을 꽤할 수 있다는 장점이 있으나, 콘크리트궤도 구축 후 토공에서 발생할 수 있는 침하를 허용범위 이내로 관리하는 것은 쉽지 않다. 따라서 궤도 공사 이전에 토공 침하를 측정하고 평가하는 것은 매우 중요하다. 원지반과 성토체에서의 침하 거동을 평가하기 위하여 1개의 원지반 침하판, 1개의 하부노반 침하판, 5개의 지표침하핀을 설치하여 성토 완료 후 1년 이상 동안 계측을 수행하였다. 시험개소의 경우 원지반 침하는 시공 중에 완료된 것으로 평가되었다. 그러나 성토체 침하는 성토 완료 후에도 지속적으로 발생하고 있으며, 침하 속도는 점진적으로 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 본 논문에서는 침하급증 원인을 분석하여 강우가 침하 급증의 주요원인 중의 하나인 것을 확인하였다.