• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.45-52
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• 2015

철도궤도 하부구조물의 유지, 보수 및 과다설계에 따른 비용을 최소화하기 위하여 궤도 하부구조물의 강도 및 강성특성에 대한 정확한 평가는 필수적이다. 본 연구에서는 궤도 하부구조물의 상태를 평가하기 위한 콘 관입기(CPI)를 개발하였으며, 적용성 검증을 위하여 실내실험과 현장실험을 수행하였다. CPI를 이용한 철도궤도 하부구조물 평가의 결과로서 획득되는 결과는 동적 콘관입지수(DCPI), 원추관입저항력($q_c$), 마찰저항력($f_s$) 및 마찰력비(Fr)이다. 실험결과, 실내실험의 경우 도상자갈층에서 획득한 동적 콘 관입지수와 상부노반층에서 획득한 원추관입저항력, 마찰저항력 및 마찰비는 조성한 시료에 대하여 신뢰할 만한 결과를 보였다. 현장실험의 경우 도상자갈층의 경계면을 명확히 구분해 내었으며, 상부노반층의 불연속면을 감지하였다. 본 연구에서 개발된 CPI는 동적 관입과 정적 관입 방법을 이용함으로써 궤도 하부구조물 평가에 유용한 방법이 될 것이라 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2C호
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• pp.71-79
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• 2009

본 연구에서는 국내 철도 토공노반 재료로 가장 흔히 사용되는 입도조정쇄석, 화강풍화토, 암버럭-토사 혼합 재료에 대해 평균유효주응력과 축변형률의 함수로 표현되는 회복탄성계수 예측모델을 결정하였다. 회복탄성계수 예측모델은 대표적인 동적물성치인 변형률에 따른 전단탄성계수 감소곡선의 표현과 같이 최대영탄성계수와 정규화 영탄성계수 감소곡선으로 구성된다. 평균유효주응력의 함수로 표현되는 최대영탄성계수의 모델인자는 $A_E$와 $n_E$이고, 비선형 영역의 정규화 영탄성계수 감소곡선은 기준변형률(${\varepsilon}_r$)과 곡률계수(a)를 모델인자로 하는 수정 쌍곡선 모델로 표현된다. 제안된 회복탄성계수 예측모델을 검증하기 위해 3차원 다층탄성해석 프로그램(GEOTRACK)을 이용하여 평택 시험 철도노반의 탄성거동을 평가하였고, 화물열차 및 여객열차가 시험구간을 통과할 때 계측한 노반의 수직 탄성변위와 비교하였다. 현장계측은 자갈도상 아래의 재료가 각각 입도조정쇄석과 양질의 화강풍화토인 두 개소에서 수행되었다. 자갈도상 아래에서 계산된 수직 탄성변위는 대략 0.6mm 이내였고 계측 결과와 잘 일치하였다. 본 연구를 통해 제안된 회복탄성계수 예측모델이 열차하중에 의한 노반의 탄성거동을 적절히 표현하고 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.15-20
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• 2019

본 연구에서는 교대에 작용하는 수평력을 저감시키는 총 11 케이스의 설계에 대한 건설비 분석을 실시하였다. 역T형 교대의 뒤채움재 개선과 토목섬유 보강재를 이용하여 교대를 보강한 철도용 보강 교대(Reinforced Abutment for Railways) 적용을 고려한 2종류의 교대 형식에 대하여 검토하였다. 첫 번째 종류의 경제성 분석에서는 역T형 교대의 배면 뒤채움 재료의 내부 마찰각을 35°에서 40°와 50°로 증가시키는 케이스를, 두 번째 종류의 경제성 분석에서는 토목섬유를 적용한 철도용 보강 교대 설계 케이스에 대한 경제성을 비교 분석하였다. 뒤채움 재료의 개선을 통해 내부 마찰각을 40° 혹은 50°로 적용할 때 교대에 가해지는 수평토압은 하중 조건에 따라 18~48% 까지 감소하였으나 교대 건설 비용 저감효과는 2.0~3.9%로 크지 않았다. 그러나, 철도 교대 구조로서 토목섬유 보강 교대를 적용한 결과 교대에 작용하는 수평력을 이론적으로 0까지 저감시킬 수 있어 교대 벽체 두께, 저판 길이 및 말뚝 기초의 수 및 재질 변경으로 최대 30%까지 건설비 저감 효과가 있는 것으로 검토되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.49-56
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• 2011

이 논문에서는 모형토조 실험으로 하중을 재하하는 방법에 따라 응력과 침하특성을 비교하였으며, 하중재하 방법의 차이를 정량적으로 평가하기 위하여 응력경로와 주응력 방향의 회전영향을 평가하였다. 실험결과 동일 시험조건에서 하중재하 방법에 따라 침하량과 토압이 달라지며, 이동하중의 경우 고정된 지점에서의 정적하중보다 침하량이 약 6배, 반복하중보다 약 2배 이상 크게 발생하였다. 응력경로에서도 고정된 지점에서의 반복하중보다 응력경로의 길이(L)는 2배 이상이 길고 전단변형에 영향을 주는 축차응력도 약 2배 이상 크게 나타났다. 또한, 도상자갈이 있는 궤도에서의 이동하중의 경우 주응력 방향의 회전각이 약 ${\Delta}{\theta}=40^{\circ}$ 최대 응력의 약 60%정도 발생하고 있으며, 주응력 방향의 회전에 영향을 받고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.262-270
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• 2011

궤도지지강성은 차량이 주행함에 있어 궤도와 차량에 매우 큰 영향을 미치며, 이는 궤도 파괴이론에 근거한 궤도유지관리와 승객의 승차감에 영향을 준다. 또한 궤도설계 시 고려되는 궤도지지강성은 이론에 근거한 계산치이며 이는 공용중인 궤도에서의 실제 궤도지지강성과는 상이하다. 따라서 본 연구에서는 현장측정을 통해 동적 윤중과 레일수직변위, 레일저부응력을 측정하여 궤도지지강성을 산출하였고 이를 이론 궤도지지강성과 비교 분석하였다. 현장측정결과 자갈도상궤도에서의 궤도지지강성은 자갈의 상태에 직접적인 영향을 받으며 콘크리트궤도의 경우 궤도구조별(일반적인 침목매입식, 레일플로팅, 침목플로팅) 궤도구조특성에 직접적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 그러나 자갈 및 콘크리트궤도 모두 설계 시 적용되는 궤도지지강성이 측정된 궤도지지강성에 비해 과소평가되는 것으로 분석되었다. 이는 공용중인 궤도의 상태평가 시 현장의 궤도상태를 반영하지 못한 예측 및 평가가 될 소지가 있을 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 궤도구조형식 및 궤도상태별 궤도지지 강성의 범위를 실험적으로 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.51-60
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• 2011

본 연구에서는 환경적인 요인으로 인한 성능저하현상으로 내구성 저하가 예상되는 건대-구의간 고가교의 현재 상태를 분석하고 내구성 저하로 인한 내구연한의 감소를 막기 위하여 고가교 구조물의 경량화를 통한 성능개선을 수행하고자 한다. 경량화 작업은 콘크리트 방음벽을 경량재 방음벽으로, 도상을 자갈도상에서 콘크리트 도상으로, 마지막으로 트라프를 경량화 함으로써 고가교 전체의 경량화를 유도한다. 이러한 고가교 경량화에 따른 정적 및 동적 거동 변화와 성능개선 효과를 분석하고, PSC I 형교 구간의 내하율 증진에 의한 구조안전성을 확인한다. 경량화 결과 구조물의 처짐이 2.6mm가 감소하고 1.07MPa의 인장응력이 감소된 것으로 평가되어 대상 구조물의 구조성능이 효과적으로 개선되었음을 알 수 있다. 고유진동수도 경량화에 따라 약 30% 증가하여 진동이 감소하고 동적거동이 향상되었다. 또한, 해석 및 계측 결과를 근거로 하여 대상교량의 내하력을 평가한 결과, 경량화에 따라 내하율이 1.82에서 1.93으로 증가하여 경량화에 따른 성능개선 효과가 우수한 것으로 판명되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.26-32
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• 2019

곡선선로의 주행 속도를 향상하기 위한 가장 효과적인 방안은 차량성능 개선과 곡선 반경 증가이나, 많은 비용이 필요하므로 일반적으로 궤도 강화, 캔트량 변경의 방법을 적용한다. 본 논문은 기존선에 부설된 작은 반경의 곡선구간에서 효과적으로 주행속도를 향상하는 방법에 대한 연구이다. 연구방법으로 국내외 기준에 의한 곡선 반경별 주행속도 향상 한계치를 규정하고, 기 부설된 곡선을 변경하는 몇 가지 방안을 정립하여 완화곡선 연장 길이와 수평방향 이동량, 허용속도를 산정하였다. 그 결과 방법이 같으면 곡선반경이 커질수록 완화곡선 연장, 수평방향 이동량이 증가하는 경향을 보였다. 완화곡선 연장 증가치는 원곡선 반경을 고정하여 연장하는 방법이 가장 적고, 수평방향 이동량은 원곡선 반경 고정하고 사인반파장으로 변경하는 방법이 가장 적은 것으로 분석되었다. 향상된 주행속도를 경부선에 적용한 결과 원곡선 반경은 고정하고 완화곡선을 사인반파장으로 변경시 자갈도상 9.4%, 콘크리트도상 11.6%의 시간 단축과 표정속도 상승효과가 확인되었다. 기존선 주행속도 향상을 위한 우수한 방법은 완화곡선을 사인반파장으로 변경하는 C법이나, 평면 비틀림이 커져 유지보수가 불리해 지므로 도상을 콘크리트로 변경하면 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.494-499
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• 2007

The ballast, one of a track components, plays an essential role as intermedium in transmitting train traffic-load to subgrade safely, and deterioration of ballast caused by cumulative load effects growth of track irregularity. Especially in the case of Gyeongbu high-speed railway, the deteriorating speed of ballast by dynamic vibration is faster than conventional line because KTX is longer than normal trains in length and it's velocity is very fast with high speed of 300km/h as well. In addition, ballast is a nonlinear material contrary to ordinary metal which has homogeneous property and this property of ballast may cause transformation of ballast. Therefore the theoretical modeling of ballast is quite complicated and it is hard to ensure the reliability of the result. The objective of this paper is to examine the availability of GPR(Ground Penetrating Radar) in estimating the thickness and the degree of deterioration of ballast. First, We figured out the principle of GPR which is the technique of evaluating the condition of ballast and then analyzed data which were measured at Gyeongbu high-speed railway where KTX is running now.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.20-27
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• 2009

This paper presents an analytic study for replacement of the ballast track in existing subway bridge by the Precast slab panel(B2S) track. To evaluate the dynamic responses on application of B2S track, the time history analysis with the 3D modeling. A total of two models, which were one ballast track bridge and B2S track bridge, were used in the FE analysis. The results of this study show that the dynamic displacement and acceleration of the B2S track bridge were significantly reduced for a higher train speed, compared to the ballast track bridge. Also, the replacement of the ballast track bridge in existing subway bridge by the B2S track increased the structural safety of bridge and ensured sufficient dynamic stability and serviceability. As a result, the servicing subway bridge with B2S track system has need of the reasonable measures which could be reducing the static and dynamic response and improving the performance.

• 한국BIM학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.30-38
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• 2022

Railway is compsed in various components, such as subgrade, track bed, sleeper, rail, and overhead line, on a linear space. Therefore, comprehensive work for various design standards and guidelines is required when designing a railway facility. For this reason, much time and effort are required to review the relevant design standards and guidelines. While, automatic legal check system for BIM models has been developed in the architectural engineering, it has not been developed in the railway engineering. This study reviews the korean design standard and the korean code for railway engineering, and suggests some rule items of logical information. Comparing the suggested rule items to the railway BIM library, items of logical information and additional attribute information are obtained. The analysis results of railway design standards and BIM library presented in this study would be utilized for defining rule-set items that is essential for development of the automatic legal check system for railway BIM models.