• 전산구조공학
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• 제9권3호
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• pp.54-59
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• 1996

시속 300km로 주행하는 고속철도 열차의 주행안정성 및 승차감을 확보하기 위해서는 열차하중을 고려한 정교한 정적, 동적해석 및 설계가 이루어져야 한다. 따라서 차량과 궤도의 동적상호작용 및 차량과 교량의 동적상호작용, 터널의 미기압 및 공기압, 대단면 터널굴착의 안정성평가, 열차주행에 의한 지반진동의 예측 등에 전산수치해석기법의 활용 및 개발이 현재 활발히 이루어지고 있다. 그러나 고속철도 보유국을 포함한 선진국들에 비하면은 이러한 전산수치해석분야에 있어서 아직도 더 많은 연구 및 개발이 본 공단을 포함하여 학계 및 연구소에서 이루어져야 하겠으며, 본 경부고속철도 건설사업으로 인하여 차량, 전기시설분야의 각종 첨단기술개발 및 발전과 더불어 하부 토목구조물의 건설 및 설계 해석분야에 많은 발전이 기대된다 하겠다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권6호
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• pp.71-79
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• 2008

다양한 환경의 지반 속에 매설되어 있는 지하 매설관은 지반과 외부 하중의 종류 뿐만 아니라 하중 작용시간, 작용조건 등에 따라 다양한 거동특성을 보인다. 또한 같은 지역 내에서도 환경조건이 다르기 때문에 현재의 이론적 해석방법으로는 매설관의 응력상태나 거동상태를 정확히 예측하는 데는 현실적으로 많은 어려움이 따른다. 특히 예측치 않은 하중발생 상황이나 차량 및 열차 하중에 대한 매설관의 영향 평가는 국내의 경우 아직 미진한 상황이다. 이에 본 연구에서는 대형토조실험과 수치해석을 통하여 매설깊이에 대한 영향 평가, 지반 교란의 영향 평가를 실시하였다. 또한 열차하중과 같은 동적하중에 대한 매설관의 영향 평가를 위하여 수치해석을 통해 열차이동하중에 대한 영향 평가를 수행하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제9권6호
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• pp.753-760
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• 2006

This paper presents the procedure and results of the numerical modelling that was carried out to investigate the stability of reinforced soil slopes under dynamic railway load. The two-dimensional explicit dynamic finite element method (ABACUS) was used to carry out the numerical analyses. To simulate the railway load, the top surface of the embankment was excited by the uniform distributed load whose frequency and magnitude was estimated by the measured railway acceleration during train passing. The embankment displacements and geogrid axial forces were analyzed to evaluate the stability of reinforced soil slopes under the dynamic train load.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.67-76
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• 1999

이동하중에 의한 교량의 공진현상은 차량의 속도와 유효타격간격에 의해 결정되는 이동하중의 운행진동수와 교량의 고유진동수가 일치할 경우 발생하게 된다. 철도교의 경우에는 정해진 열차만 통행하게 되므로 이러한 유효타격간격이 정량적으로 정해져있다 본 연구에서는 고속전철하중을 받는 교량의 지간장 변화에 따른 교량의 공진현상과 공진소멸현상을 분석하고자 한다. 강합성형 철도교에 대하여 판요소와 공간뼈대요소의 조합에 의한 3차원 모델링을 적용하였으며 또한 고속전철하중은 이동집중하중 모델과 3차원 모델링 두가지 방법을 사용하였다 수치예제로서 지간장 변화에 따른 수직처짐의 동적확대계수 상판의 최대수직가속도 단부회전각 등의 동적응답 분석을 통하여 고속철도 교량의 동적안정성에 적합한 지간장 설계기준에 대하여 논의 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.43-54
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• 1989

본 논문에서는 열차하중에 의해 강철도교에 일어나는 정 동적응답을 보다 정확하게 예측하기 위한 방법을 제시하기 위하여, 강철도교의 정 동적응답 측정치를 해석에 의한 것과 비교해 보았으며, 이를 토대로 열차의 속도가 설계속도보다 높은 고속(100km/h이상)으로 될때 철도교의 충격 계수가 어떻게 변하는지 살펴보았다. 실측은 철도교의 주설계대상이 되는 부분에 변형게이지와 처짐측정기에 의해 실시하여, 이로부터 교량의 정 동적응답, 기본진동수, 감쇄비 및 충격계수를 구하였다. 정적해석은 3차원 매트릭스 구조해석법에 따라 프로그램을 작성하여 실시하였으며 동적해석은 주행하중문제와 주행질량문제로 나누어 주행하중문제의 경우 동적응답은 모드중첩법에 의해, 주행질량문제의 경우는 직접적분법에 의해 구했다. 연구결과 철도교의 정적응답을 구하는 경우 도로교와 같이 교량을 1차원 또는 2차원으로 모델링하면 응답비(측정치/계산치)는 도로교에 비해 높고, 동적응답은 열차의 질량을 포함하는 주행질량문제로 해석해야 된다는 것을 알 수 있었다. 그리고 실측결과들을 현재의 철도교 시방서 규정과 비교해 본 결과 충격에 관한 규정은 현재의 공용속도(100km/h이하)하에서는 상당히 안전하나, 열차가 고속(100km/h이상)으로 되면 특히 단순 플레이트거어더교의 경우 충격계수가 상당히 커지므로 시방서의 충격에 관한 규정을 충분히 검토할 것을 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.93-101
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• 2010

열차의 제동 및 궤도의 조도가 교량의 동적 거동에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 교량구간에서 열차와 교량의 상호작용과 연행하중효과를 라그랑주 운동방정식을 사용하여 고려하였다. 뉴마크 직접적분법을 사용하여 유도한 운동방정식의 해를 구하였으며, 조도성분에 대한 고려는 레일의 조도성분에 대한 PSD 제안 곡선을 사용하였다. 열차의 급제동에 따른 제동효과에 대한 고려는 ASTM E503-82에서의 감속도의 변화량을 근간으로 미끄럼저항을 모형화하였으며, 제동시의 구름저항은 고려치 않았다. 단순지지된 교량과 열차 1량에 대한 예제를 통해 이 연구에서 제안된 방법에 대한 수치적 검증과 매개변수해석을 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권5호통권78호
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• pp.537-547
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• 2005

본 논문은 아치리브와 보강거더를 두 개의 내부아치로 연결하는 새로운 아치구조 형식인 다중아치의 이동하중에 대한 구조적 효율성을 검토하기 위하여 정적거동 및 동적거동을 일반아치와 비교 분석하였다. 내부아치에 의한 구조물의 동적거동에 대한 영향을 살펴보기 위하여 고유진동모드와 고유진동수를 검토하였으며, 열차하중을 다수의 집중하중으로 구성된 연행하중으로 이상화하여 정적 및 동적 거동을 분석하였다. 검토 결과, 첫째 다중아치는 보강거더와 아치리브를 연결하는 내부아치에 의한 구조물의 질량 증가 보다 강성의 증가가 크기 때문에 일반아치보다 보강거더의 단면을 감소시킬 수 있을 것으로 판단되며, 둘째 이동하중에 대하여 다중아치가 일반아치보다 동적거동이 대체적으로 안정적으로 나타나기 때문에 이동하중에 대한 구조물의 동적안정성 확보에 유리할 것으로 사료된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.2464-2472
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• 2011

열차주행이 고속화 되고 콘크리트궤도가 건설되고 있는 가운데 레일 체결장치는 저탄성화로 전달하중, 소음, 진동 등을 저감 하려는 추세이다. 따라서 저탄성패드의 적용은 궤도전체의 내구성과 안정성에 미치는 영향이 크다고 할 수 있다. 본 연구에서는 선행연구에서 다룬 패드스프링계수별 정적해석과 실물반복재하시험에 이어 동적응답해석을 추가적으로 수행하였다. 열차바퀴를 실물로 모델링하여 레일위에서 직접 주행시킴으로서 이 때 발생하는 궤도각부의 변형특성을 비교 분석하여 저탄성패드의 스프링계수에 따라 노반으로 전달되는 하중의 저감 효과를 검토하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.65-71
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• 2009

본 연구에서는 기존의 25 m 지간을 갖는 PSC I형 단순 철도교에 대해 고속 및 일반 열차하중으로 인한 동적거동을 분석하여 철도교량의 동적사용성을 평가하였다. 고유진동수는 8Hz 대역으로 평가되어 철도교량의 적정 고유진동수 범위 내에 들어있으며, 공진발생 가능성은 없는 것으로 나타났다. 가속도 응답은 무궁화호 열차 주행 시 제한 값 0.35 g를 초과하는 0.43 g가계측되었다. 또한 단부꺽임각은 고속철도의 설계기준을 만족하지 못하였으며 충격계수와 처짐은 모두 설계기준을 만족하였다. 결과적으로 25 m 지간을 갖는 PSC I형 단순 철도교의 경우 다양한 열차하중에 대하여 동적사용성을 부분적으로 확보하고 있는 것으로 나타났으나 진동가속도 응답을 감소시키기 위한 대책이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권10호
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• pp.57-66
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• 2013

보다 빠른 교통 수단에 대한 사회적 관심이 현재 운영 중인 KTX의 운행속도인 350km/h을 넘어서는 고속 열차의 운행을 요구하고 있다. 본 연구에서는 콘크리트 궤도 구조물에서 열차 속도 변화에 따른 노반 변위의 변화양상을 추적하고 비선형적인 노반 응력 변화를 살펴보기 위해 유한요소해석을 실시하였다. 궤도-차량 상호작용을 간단한 형태로 고려하기 위해 이동 하중의 질점 시스템을 개발하였다. 열차 하중의 이동 속도를 100km/h에서 700km/h까지 변화시켜 결과를 얻었다. 열차 속도 증가에 따라 레일과 노반 변위는 비선형적으로 증가하였으나 뚜렷한 임계 속도 효과는 나타나지 않았다. 낮은 열차 속도 대역에서는 열차 속도보다 노반에서 에너지를 전달하는 탄성파 속도가 빠르다. 하지만 400km/h 이상의 열차 속도 대역에서는 열차 속도와 에너지 전달 속도가 거의 일치하였다. 열차 속도 증가에 따라 노반 응력 이력이 크게 변하며 경로 의존적인 토질 재료에서 상당한 크기의 소성 변형률이 예상된다.