• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.131-140
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• 2022

레일장대화는 무도상교량의 소음, 진동, 충격 등의 문제점을 해결할 수 있는 경제적인 방안 중 하나이며, 최근 연동식 침목고정장치를 이용한 SSF 공법이 개발된 바 있다. 이 연구에서는 연동식 침목고정장치 적용 시 레일 높이 조정 및 열차 통과 시의 충격 흡수를 목적으로 교량침목 하부에 삽입되는 침목패드의 최적 연직강성을 결정하는 과정을 제시하였다. 침목패드의 최적 연직강성 결정을 위하여 관련 기존 기준을 검토하였으며, 유연다물체동적해석을 통하여 침목패드의 연직강성 변화에 따른 주행안전성, 승차감 및 궤도의 안전성에 대한 지표들과 교량 응답 변화를 검토하였다. 유연다물체동적해석은 상용프로그램인 ABAQUS와 VI-Rail을 이용하여 수행하였다. 수치해석은 30m 상로판형교에 대한 교량모델을 이용하여 수행하였으며, 침목패드의 연직강성이 7.5kN/mm ~ 240kN/mm로 변화할 때 ITX 새마을, KTX 및 화차 통과 시의 응답을 산정하였다. 수치해석에 적용된 궤도구성품 조건에서 침목패드의 최적 강성은 100kN/mm로 산정되었다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권6호
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• pp.1057-1063
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• 2023

본 연구대상인 도시철도 침목플로팅궤도(STEDEF)는 구조물로 전달되는 진동을 저감시키기 위한 방진궤도이다. 현재 침목플로팅궤도의 침목방진패드 교체주기(정적 스프링강성 변화율, 25±2%)는 하중기반(궤도충격계수와 궤도지지강성)으로 설정되어 운영중인 실정이다. 그러나 대부분의 선행연구는 침목방진패드의 피로수명평가와 스프링강성 증가에 따른 궤도충격계수 및 궤도지지강성의 증가 등 하중기반의 구조적 안전성 측면의 연구가 진행되었다. 따라서 본 연구에서는 분석 구간별 도상 진동가속도를 측정하고 700만회 피로시험결과를 이용하여 구간별 침목방진패드 스프링강성을 산출하고자 한다. 구간별 산출한 침목방진패드 스프링강성을 해석제원으로 설정하여 도상 진동가속도를 해석적으로 도출하였다. 구간별 해석 도상 진동가속도가 현장측정 도상 진동가속도 범위 이내로 나타나 해석모델링의 적정성이 검증되었다. 도출된 스프링강성 변화에 따른 진동가속도 선도(g-k curve)를 이용하여 측정 도상 진동가속도로 침목방진패드 스프링강성을 추정하고자 한다. 따라서 측정 도상 진동가속도를 이용한 운행선로의 침목방진패드 스프링강성을 추정할 수 있는 기법을 제시하고자 한다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1129-1137
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• 2007

50kg NSI분기기(목침목)의 유지보수성 향상, 수명연장, 궤도안정, 친환경, 주행성 향상을 목적으로 PC침목 분기기를 개발(이하, NSR분기기)하여 신탄진역 측선에 시험부설 하였으며 현재 시험 평가 중에 있다. PC침목 NSI분기기는 LS-22차대 축중과 설계 속도 120km/h를 적용하여 60kg PC침목에 비해 경량화하였고 단면적과 중량의 최적화, 강선배치와 수량의 최적화 설계로 거의 동일한 성능을 유지할 수 있다. 제작 후 정적 강도 시험과 매립전 인발시험, 피로강도 시험을 수행하였으며 우수한 시험 결과를 얻음으로써 사용 신뢰성을 확보하였다. 본 논문에서는 PC침목 최적 설계 과정의 간략한 과정과 철도용품 규정 철도 5620-1073에따른 침목휨 강도 시험, EN13230-4:2002시험규정에 따른 피로시험과정과 그 결과를 다루었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.251-256
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• 2012

고속철도 자갈궤도에서 궤도틀림을 체계적이고 효율적으로 관리하기 위해서는 뜬 침목구간에서 차량이 궤도에 미치는 동하중의 특성을 파악할 필요가 있으며 이를 위해서는 뜬 침목을 고려한 차량과 궤도의 동적 상호작용해석기법의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 초기 레일의 처짐이 없는 경우 궤광자중에 의하여 발생한 레일처짐(궤도틀림)과 처진 침목과 자갈도상간의 침목 들뜸량을 계산할 수 있는 해석기법을 개발하였고, 궤도틀림과 침목 들뜸량을 동시에 고려할 수 있는 차량과 궤도의 해석기법을 개발하였다. 본 해석기법의 타당성은 타문헌에서 제시한 해석결과와 비교를 통하여 검증하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.870-873
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• 2008

레일패드는 궤도전체의 탄성확보 뿐만 아니라 열차하중에 의해 침목으로 전달되는 충격을 완화시켜 침목과 도상의 파손을 방지하는 역할을 하는데, 통과톤수의 증가와 기후적 요인에 의하여 패드가 열화되면 패드의 강성이 증가하게 된다. 패드의 강성이 증가하게 되면 레일을 통해 침목으로 전달되는 충격하중이 증가하게 되어 침목의 파손을 유발할 수 있을 뿐만 아니라 침목하면의 도상에도 과도한 충격하중을 전달하여 도상의 손상을 가속화시킬 수 있다. 또한 레일패드의 강성변화는 궤도의 소음과 레일의 파상마모의 진전에도 영향을 미치게 된다. 따라서 레일패드의 공용기간 중에 적정한 강성을 유지할 필요가 있으며, 통과톤수의 증가에 따른 레일패드의 경화도를 산정하는 방법과 레일패드의 경화가 궤도에 미치는 영향을 정량적으로 분석하여 레일패드의 교체주기에 관한 기준을 마련할 필요가 있다. 본 연구에서는 슬래브의 질량과 일정속도대역에서의 패드강성의 민감도분석을 하여 그 결과를 비교하고 레일패드경화에 따른 대상궤도의 동적거동을 수치해석을 통하여 패드강성과 차량주행속도에 따른 윤중의 변동량과 레일의 변위, 가속도 그리고 침목의 변위, 가속도의 변화정도를 분석해 보았다. 궤도시스템의 동적해석을 위한 해석 프로그램으로는 네덜란드 델프트 공과대학에서 개발된 궤도시스템 전용 해석 프로그램인 DARTS(The dynamic analysis of a rail track structure)를 사용하였다. 대상궤도는 국내 1단계 경부고속철도에서 사용되고 있는 3중보 무도상궤도를 사용하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제5권4호
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• pp.387-394
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• 2019

본 연구에서는 도시철도 침목플로팅궤도(STEDEF) 궤도구성품의 손상영향을 분석하기 위하여 20년 이상 공용중인 현장에서 시료를 채취하여 궤도재료에 대한 육안검사와 실내시험 및 유한요소해석을 통해 궤도구성품의 손상취약부를 분석하였다. 육안검사결과 레일패드와 체결구는 특이사항이 없었으나 침목방진상자는 모서리부분의 마모 및 찢어지는 현상이 발생하였다. 침목방진패드는 두께감소 및 피로경화층이 뚜렷하게 조사되었다. 레일패드와 침목방진패드에 대한 스프링강성 시험결과, 레일패드의 노후는 뚜렷하지 않았으나 침목방진패드는 설계기준치를 크게 상회하는 것으로 나타나 침목방진패드는 통과톤수에 직접적인 영향을 받는 것으로 분석되었다. 현장시료의 열화상태와 수치해석 결과와의 비교결과, 수치해석모델의 응력 및 변위 집중위치와 현장시료의 손상위치가 일치하는 것으로 나타나 공용중인 침목플로팅궤도 궤도구성품의 손상취약부를 실험 및 해석적으로 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.4185-4191
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• 2015

최근 철도의 고속화에 따라 철도수송의 안전성에 대한 요구는 증가되며, 기존 선로에 더 무거운 축중의 차량이 운행토록 요구되고 있다. 이러한 요구를 충족하기 위하여 기존 선로의 레일의 중량을 증가시키고, 장대레일화를 진행해왔다. 최근 개발된 H형 침목은 기존의 일자형 PC침목에 비해 저항 특성이 높아 궤도 강성 증대와 궤도틀림 저감을 기대할 수 있으나, H형 침목 부설에 따른 궤도 특성 변화에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 3차원 유한요소해석을 통하여 H형 침목이 부설된 궤도의 특성을 분석하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2002년도 추계학술대회 논문집(I)
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• pp.633-641
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• 2002

Wooden-sleeper, which has been adopted as railway turnout in Korea, has created many problems such as short life span and increase of maintenance cost. Especially turnout on Maintenance Free slab track, which has been used in city metro, has been constructed with wooden sleeper buried in concrete roadbed due to complexity of structure. However, such problem as rapid erosion in subground makes it difficult to maintain the sleeper because of frequent replacement required. Therefore, the objective of this paper is to introduce design and construction of reinforced concrete(R.C) sleeper for turnout on the concrete roadbed to facilitate maintainability and economic construction of turnout.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.569-577
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• 2012

본 연구에서는, 철로(railway track)의 공명현상을 제어할 수 있는 침목(sleeper) 간격의 최적화에 대한 이론적 고찰을 소개한다. 이러한 현상을 제어하기 위해 목적함수가 파동 투과율(wave transmittance) 그리고 설계변수가 침목 분포인 최소화 문제를 제안한다. 해석에서 철제 궤도(rail)은 티모셴코(Timoshenko) 빔, 침목은 질량으로 표현하였다. 무한 철로는 유한한 최적설계 영역의 양 끝단에 투과경계조건(transmitting boundary)를 부여함으로써 구현하였다. 수치예제를 통하여 침목의 간격에 따른 투과율의 감소의 효과를 살펴보았다. 또한, 하모닉(harmonic) 하중 하에서 응답해석을 통한 진동의 제어 관점에서 제안된 방법의 적합성을 보였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.374-381
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• 2017

국내 대부분의 선구에 부설된 콘크리트침목은 적절히 유지관리되지 않을 경우 열차 운행의 안전성을 심각하게 위협하는 요소가 될 수 있다. 이 연구에서는 최근 가장 강력한 적응성(adaptive)을 갖는 기법으로 활용 범위를 넓히고 있는 Adaboost를 이용하여 고해상도카메라로 촬영한 침목이미지에서 균열을 자동검출할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 개발된 알고리즘은 실제 침목에 발생한 균열 및 비균열 이미지를 분석한 후 도출한 균열특징을 이용하여 학습하였다. 침목균열 자동검출 알고리즘의 적용성은 48개의 학습이미지와 11개의 비학습이미지를 이용하여 검토하였다. 검토 결과 학습이미지와 비학습이미지 모두 균열폭과 균열길이에 대한 인식률이 90% 이상으로 나타났으며, 충분한 균열인식 성능을 갖는 것으로 나타났다.