• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2003년도 추계학술대회 논문집(II)
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• pp.385-390
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• 2003

Recently, use of Continuous Welded rail(CWR) is increased for structural, economical reason but new problem is caused accordingly and phenomenon that give threat in traveling by ship stability of train is led. According as rail is prolonged, excessive relative displacement and longitudinal force can happen to rail by temperature change and external force. Specially, buckling or fracture of rail can happen in railroad bridges because relative displacement by bridge and properties of matter difference between rail grows and additional axial force happens to rail by behavior of bridge. According to several study, longitudinal force of rail in bridge is influenced with ballast resistance, elongation length, boundary condition, stiffness of framework. Non-linear behavior of ballast acts by the most important factor in interaction between rail and bridge. Therefore, must consider stiffness of bridge construction with non-linear characteristic of ballast and stiffness of base for accuracy with longitudinal force calculation and analyze. In this study, perform material non-linear analysis for longitudinal force of CWR and three dimensional buckling analysis to decide buckling force.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.376-381
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• 2005

This paper presents the rail structure interaction analysis of the elevated viaducts which contains the curved alignments with smallest radius of 300 metre. The aim of this study is to check the compatibility between the track and the curved structure in order to verify the safety of the continuous welded rail track under service conditions. To perform the rail structure interaction analysis, nonlinear static rail structure interaction calculation is implemented. The bridge structures, the rails and the track behaviour are modelled according to the UIC774-3 and the Eurocode prEN1991-2 recommendations. Criteria in Eurocode prEN1991-2 are investigated to check the compatibility between the track and the structure for the rail structure interaction effects.

• 한국안전학회지
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• 제32권4호
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• pp.28-33
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• 2017

A sharp curved ballasted track on earthwork that was connected with a direct fixation slab track on steel box railway bridges have been deformed and damaged despite the frequently maintenance by a restoring force of sharp curved rail and track-bridge interaction forces such as axial forces and longitudinal displacement of continuous welded rail(CWR) owing to their structural characteristics, calling for alternatives to improve the structural safety and track irregularity. In this study, the authors aim to prove a cause of deformation for the sharp curved ballasted tracks to enhance the structural safety and track irregularity of ballasted track in service. A track-bridge interaction analysis and a finite-element method analysis for the sharp curved ballasted track were performed to consider the axial force and longitudinal displacement of CWR, the temperature and the effect of restoring force of sharp curved rail. From the results, the deformation of the sharp curved ballasted track with adjusted sleeper spacing from 833mm to 590mm were significantly reduced.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.638-646
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• 2016

고속철도 교량 상에 설치되는 장대레일은 궤도와 교량의 상호작용에 의해 레일에 발생하는 축력분포가 토노반상에 비해 매우 복잡하며, 교량에 가해지는 외력의 영향이 추가로 발생되어 장대레일 축력과 함께 추가적인 문제를 야기한다. 이상과 같은 궤도-교량 상호작용에 의해 발생되는 각종 물리적인 현상을 해석하고 제한하기 위해서 국내에서는 교량 상 궤도 설계 시 설계지침(KR C-08080, 궤도-교량 종방향 상호작용 해석)을 운영하고 있다. 국내의 궤도/교량 상호작용 해석 및 설계 기술은 유럽의 UIC 774-3R에서 제시된 해석방법과 기준을 적용하며, 보수적인 해석방법과 결정론적인 단일 물성치를 제시하고 있다. 최근 하중 이력을 고려한 궤도-교량 상호작용 해석기법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으나, 하중이력에 의한 저항물성치 변화에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 교량 상 콘크리트궤도에 사용되는 레일체결장치를 대상으로 하중이력에 대한 거동특성을 분석하였다. 이를 위하여 현장조건을 모사하여 종방향 하중과 수직하중을 재하하였으며, 실험결과 분석을 통하여 체결장치별 저항물성치(저항력, 탄성한계변위)를 제시하였다. 또한 코드에서 제시하는 물성치와 비교연구를 수행하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.27-34
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• 2010

최근 친환경 운송수단인 고속철도에 대한 관심이 증가하고 있으며, 그에 따른 고속철도 교량이 많이 건설되고 있다. 하지만 기존의 일반 철도 교량에 비해 고속철도 교량은 고속주행하는 열차의 동적 하중에 의한 영향이 증가하게 되므로, 이에 대한 고려가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 고속주행하는 열차의 주행 안정성을 확보하기 위해 고속철도 교량의 구조물-궤도 상호작용 및 동적 안전성을 동시에 고려하여 설계하는 방법을 제안하였고, 제안한 알고리즘의 효율성을 입증하기 위하여 기존의 재래식 설계에 의하여 설계, 시공되어진 단순 5경간 250 m 교량을 대상으로 수치해석을 수행하여 비교하였다. 수치해석 결과, 교량-궤도 상호작용 및 교량-차량 상호작용을 동시에 고려한 최적설계가 기존의 제안된 여러 설계 방법들과 비교했을 때, 최적화의 목적함수로 설정한 생애주기비용이 가장 경제적임을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.245-250
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• 2014

본 연구에서는 콘크리트 궤도 교량의 사용성 설계를 위한 연구로서 궤도 및 교량 설계변수들이 콘크리트 궤도의 레일지지점에서의 작용력에 미치는 영향을 나타내었다. 궤도 구조에 작용하는 작용력을 구하기 위해서 각 레일 지지점의 간격이 다른 부등간격 이산지지보 모델을 유도하였다. 해석 변수는 교량의 교대 또는 교각 위치 부근의 신축이음부의 레일 지지점의 간격, 교량 거더의 받침에서부터 교량 거더 단부측의 마지막 레일지 지점까지의 거리, 그리고 추가 배치한 레일지지점의 수이다. 궤도 구조의 변위를 일으키는 요인으로는 축하중, 거더의 단위 수직단차와 단부회전각이다. 해석결과로부터 레일지지점에서의 최대압축력과 최대부상력을 구하였으며 레일지지점의 간격이 작용력에 미치는 영향을 나타내었다.

• 국제강구조저널
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• 제18권5호
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• pp.1617-1630
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• 2018

The crucial differences between conventional rail with split-type connectors and continuous welded rails are axial stress in the longitudinal direction and stability, as well as other issues generated under the influence of loading effects. Longitudinal stresses generated in continuously welded rails on railway bridges are strongly influenced by the nonlinear behavior of the supporting system comprising sleepers and ballasts. Thus, the track structure interaction cannot be neglected. The rail-support system mentioned above has properties of non-uniform material distribution and uncertainty of construction quality. The linear elastic hypothesis therefore cannot correctly evaluate the stress distribution within the rails. The aim of this study is to apply the nonlinear finite element method using the nonlinear coupling interface between the track and structural model and to illustrate the welded rail behavior under the loading effect and uncertain factors of the ballast. Numerical results of nonlinear finite analysis with a three-dimensional solid and frame element model are presented for a typical track-bridge system. A composite plate girder, modeled by solid and shell elements, is also analyzed to consider the behavior of the welded rail. The analysis result showed buckling under the independent calculations of load cases, including 'temperature change', 'bending of the supporting structure', and 'braking' of the railway vehicle. A parametric study of the load combination method and the loading sequence is also included in this analysis.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.31-38
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• 2010

본 연구에서는 교량 구조물-궤도 종방향 상호작용, 교량 구조물-차량 상호작용을 고려한 신뢰성 최적설계 방법을 제안하고, 알고리즘의 개발을 통하여 본 연구에서 제안한 방법의 효율성을 검증하였다. 구조해석 프로그램은 ABAQUS를 사용하였으며, 최적화 방법은 Automated Design Synthesis(ADS)에서 신뢰성면에서 우수한 ALM-BFGS방법을 사용하였다. 일반적으로 ALM-BFGS방법은 최적해 방향을 탐색하는데 있어 1방향 탐색을 하지 않으며 Push-Off Factor 값이 보통 0.1~0.2에서 대부분 수렴하나 본 연구에서는 'Heuristic Decision Method' 의하여 결정된 Push-Off Factor 값이 90일 때 1방향 탐색인 Golden Section Method의 적용이 필요하였으며, 알고리즘이 잘 수렴함을 확인하였다. 구조물-궤도 종방향 상호작용, 구조물-차량의 상호작용에 의한 응답을 제약조건으로 설정하여 단면 설계시 반영될 수 있도록 하였다. 본 연구는 구조물-궤도 종방향 상호작용 및 구조물-차량 상호작용을 고려한 설계기법에 대한 효율성 및 경제성을 증명하기 위하여 5${\times}$(1@50m) 2주형 강합성 거더교에 대한 최적설계를 수행하였으며, 본 연구에서 제안하는 상호작용을 고려하는 설계기법이 기존의 상호작용을 고려하지 않은 설계방법보다 경제적이며 효율적임을 확인하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2003년도 추계학술대회 논문집(II)
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• pp.117-122
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• 2003

Cheongdam Bridge in Seoul Metropolitan Subway Line No.7 recently constructed has 180 meters (2@90m) of expansion length of structure (distance between fixed points). Track type is all ballasted track and rail expansion joint is installed at every movable point. However, there is no expansion joint at the transition area between ballasted track ,end deck. By this reason, the rail buckling has been occurred every year and there is actually an abnormal behavior in expansion. In this study, based on the modeling of the Cheongdam Bridge, the element of interacting relationship between track and structure which is influential to track displacement in long-span bridge was analyzed and, finally, the methodology to ensure the continuous-welded rail in Cheongdam Bridge was suggested.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권9호
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• pp.620-627
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• 2015

Long continuous bridge deck can become contracted considerably as temperature drops, which can lead to a large expansion of sleeper span at the end of it. Since this huge sleeper span then can cause problems both with safety of train operation and structural stability of tracks, it is necessary to take the issue into consideration systematically in the designing process of the bridge. In this paper, an evaluation process through the analysis of train-track interaction was presented which can basically review the effects of the expansion of sleeper span at the end of long continuous bridge deck on the safety of the train and the structural stability of the track. The analyses of the interaction between the light rail train and tracks were carried out targeting the sleeper span as a main parameter. The safety of train operation and structural stability of tracks in a light rail system due to the expansion of the sleeper span were evaluated by comparing the numerical results with the related criteria.