• 제목/요약/키워드: Railway ballast

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도시철도 본선 토공구간에서의 포장궤도 시험부설 (Test Construction of the Paved Track at Subway Main Line)

  • 이일화;강윤석;공선용;김상진;이순구;정연식
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1689-1694
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    • 2008
  • Recently, the development of the paved track is required as a low-maintenance of conventional line. The main reason is that the line capacity and bearing of track are increased progressively. The important factors of paved track are stability and applicability. To be based on this subject, cement mortar pouring type paved track is developed. The paved track is a kind of concrete track using the prepacked concrete technique. The most important thing to design the paved track is to optimize the track structure and materials considering various conditions. Until now, the paved track is verified a various material and structure test. In this paper, it is introduce to the test construction at the urban subway main line. The test construction is completed at Dec. 2007. A major object and substance is a guarantee of construction progress on main line, track performance, construction technique for curved section, transition zone and winter season, recycling the used ballast and application of specific sleeper for sharp curved section.

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장대 레일의 온도 좌굴 해석 (Thermal Buckling Analysis of Continuous Welded Rail Track)

  • 신정렬;임남형;양재성;강영종
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.433-440
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    • 1998
  • For many decades, railroad technology was used to set up tracks with jointed rails and lengths in accordance with rolling and handling technology. The joints lead to drawbacks in the track and in controlling rising maintenance costs. So, railroad engineers became interested in eliminating joints to increase loads, speeds and improvements in rolling, welding, and fastening technology. Continuous welded rail(CWR) track has many advantages over the conventional jointed-rail track. In the case of the elimination of rail joints, it may cause the track to be suddenly and laterally buckled by thermal forces and vehicle load. Thermal forces are caused by an increase in the temperature of railway track. For many years, many analytical and experimental investigations have been conducted to improve the safety of CWR track by various research center in many country. In this paper, CWR track model and CWRB program is developed for buckling analysis using finite element method(FEM). The finite element discretization is used for a rail element with a total of 14 degrees of freedom. The stiffness of the fasteners, tie, and ballast bed is included by a set of spring elements. The investigation on the buckling modes and temperature of CWR track is presented in this paper

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운행선상의 연약노반 시험부설구간에서의 장기계측을 통한 거동 특성 (Characteristics of Behavior of the Soft Roadbed through Long-Term Instrumentation on the Field Test)

  • 이진욱;최찬용;이성혁;이창열
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1058-1064
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    • 2004
  • As one of reinforcing methods for soft roadbed, the problems that mud-pumping and settlement occurred by soft roadbed, were investigated, evaluated and analyzed through installing relatively economical and efficient geosynthetics on the selected track-bed for testing. Mock-heang to Dong-ryang on the filed resting sections in the Chung-buk lines were selected as investigating the state of track and prepared field after selecting three of 1,700 spots which often make mud-pumping and requiting maintenance for that. Long curved line radiuses(R) of Mock-heang to Dong-ryang are 500m that were installed with 4 types of geosynthetics layers and one ballast layer. Installed testing cross-section is 200m totally with 40 m between places. Strength or prepared roadbed was measured to investigate the state of roadbed and track with constructing(installing) field testing sections and physical properties of roadbed soils were evaluated and analyzed. Also, mud-pumping, settlement of elastic or plastic sleeper, failure or track, wheel-loads, transverse and earth pressures were measured after installing field testing sections.

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궤도구조별 레일두부 표면요철의 성장 경향 분석 (The Growth friend Analysis of Rail Surface Irregularity according to the Types of Track)

  • 성덕룡;공선용;김박진;신효정;박용걸
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 특별세미나,특별/일반세션
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    • pp.369-375
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    • 2009
  • The Periodic replacements criterion of rail is calculated on the basis of the research result of RTRI in Japan. It is suggested that the service life of the continuous welded rail(CWR) is estimated by the relationship between the rail surface irregularity according to the accumulated passing tonnage and bending fatigue of welded part in CWR. In order to establish the periodic replacements criterion of CWR, this study measured the rail surface irregularity according to the accumulated passing tonnage, the types of track system and welding. Therefore, it is analyzed that the gas pressure welding is the worst one of the others. In addition, it is analyzed that the rail surface irregularity growth rate in ballast track is about $0.02{\sim}0.03mm$/100MGT and its in concrete track is about $0.005{\sim}0.02mm$/100MGT Finally, the result of this study is able to use the basis data to establishing the periodic replacements criterion of CWR considering rail grinding.

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강성특성치를 이용한 고속전철 콘크리트궤도의 처짐가능성 평가 (Evaluation of Concrete-Track Deformation for High-Speed Railways by Characteristic Stiffness)

  • 조성호;이일화;황선근;강태호;김석철
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 특별세미나,특별/일반세션
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    • pp.641-646
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    • 2009
  • Concrete tracks are superior to ballast tracks in the aspect of durability, maintenance and safety. However, deteriorated stiffness of railroad bed and settlement of soft ground induced by trapped or seepage water lead to problems in safety of train operation. In this research, characteristic stiffness of concrete tracks, which is determined from FRACTAL (Flexural-Rigidity Assessment of Concrete Tracks by Antisymmetric Lamb Waves) technique, was employed as an index of track displacement. The characteristic stiffness is defined using Poisson's ratio, moment of inertia and stiffness ratio of subgrade to slab. To verify validity and reliability of the proposed characteristic stiffness, experimental and theoretical researches were performed. Feasibility of the characteristic stiffness based on FRACTAL technique was proved at a real concrete track for Korean high-speed trains. Validity of the FRACTAL technique was also verified by comparing the results of impulse-response tests performed at the same measurement array and the results of SASW tests and DC resistivity survey performed at a shoulder nearby the track.

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토목섬유와 시멘트처리채움재로 보강한 교량/토공 접속구조의 장기공용성 평가를 위한 실물가속시험 (Real-scale Accelerated Testing to Evaluate Long-term Performance for Bridge/Earthwork Transition Structure Reinforced by Geosynthetics and Cement Treated Materials)

  • 이일화;최원일;조국환;이강명;민경찬
    • 한국철도학회논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.251-259
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    • 2014
  • 교량/토공 접속부는 교량에서 토공으로 또는 그 반대방향으로 옮겨가는 구간으로 궤도 하부구조의 지지강성이 급격히 변화하기 때문에 차량 주행안정성에 매우 큰 영향을 미친다. 과거 유도상궤도를 사용할 때에는 접속부에 대한 성능요구조건이 높지 않았으나, 운행속도가 고속화되고 콘크리트궤도가 도입되면서 유지보수와 열차주행안정성에 상당한 영향을 미침에 따라 높은 성능수준을 요구하고 있다. 이에 본 논문에서는 기존의 교량/토공 접속구조의 단점을 보완하고 성능을 개선하기 위한 방안으로 토목섬유와 시멘트처리채움재로 보강된 접속구조를 제안하고 실물가속시험을 통한 성능평가를 수행하였다. 제안된 접속구조는 토목섬유를 이용하여 어프로치블럭을 보강하는 방안으로써 보강토 교대와 유사한 구조를 가지며, 사용재료는 시멘트처리된 흙자갈을 적용함으로써 유용토의 활용을 증대시키고 우수의 침입을 저감시켰다. 실물가속시험항목은 구조별 탄성변위, 누적 침하, 함수비, 교대에 작용하는 수평 및 수직 토압이며, 비교검토를 통해서 장기공용성능의 개선정도를 파악하고자 기존 접속구조와 제안 접속구조에 대한 시험을 동일조건하에서 수행하였다. 실물가속시험 결과, 제안구조가 침하 및 토압경감 측면에서 우수한 성능을 나타내었고 함수비 변동에 대해서도 저항성이 높은 것으로 나타났다.

고가교 경량화에 따른 성능개선 (Performance Improvement of Overpass Bridge by Weight Reduction)

  • 김성배;남상혁;김장호
    • 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.

중간지점부의 캠버 조정에 따른 강합성교의 모멘트저감 효과 (Reduction Effect of Moment of Steel Composite Bridge according to Camber Control in Middle Support)

  • 김경남;이성행;함형길
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.634-643
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    • 2010
  • 본 연구에서는 구조해석 모델링의 적합성을 평가하기 위하여, 고속철도상의 2주형 거더교에서 KTX 시험 활하중에 의한 동적 거동에 대한 계측과 3D 모델링을 통한 시간이력해석이 수행된다. 이를 바탕으로 중앙지점부 캠버조정을 통한 프리스트레스가 도입된 대상 교량에서 지점부의 모멘트저감 효과의 검토를 위하여, 시공단계 해석이 수행되며, 장기거동에 대한 응력손실까지 고려된다. 적정수준의 초기 도입력을 산정하여 경제적인 교량단면을 위한 모멘트 저감 방법이 연구된다. 최종적으로 교량 단면을 보다 효율적으로 사용할 수 있는 경제적인 교량 설계방법을 제시한다.

탄성파시험에 의한 프리캐스트 슬래브궤도의 강성구조와 충전성능 평가 (Evaluation of Stiffness Structure and Grouting Efficiency beneath the Precast Slab Track by Elastic Wave Tests)

  • 이일화;조성호;장승엽;강윤석;한성우
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1303-1308
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    • 2007
  • Recently, precast concrete tracks are replacing ballast track for efficient and economic maintenance of track. Precast concrete railroad tracks are manufactured in factory, and transported to railroad construction site for installation. Therefore, quality of precast concrete track itself should be sufficiently good. On the contrary to the convenient manufacturing of precast concrete track, the installation of a precast concrete track requires careful steps. Typically, a precast concrete track is placed on an approximately 15-cm thick lean concrete layer. A mortar is filled between lean concrete layer and precast concrete track to adjust the sloping angle of a precast concrete track for a safe train operation at a curvy section. Then, the use of filled mortarproduces a void underneath a precast concrete track, which is harmful to structural safety of a precast concrete track undercyclic loading. Therefore, it is essential to make sure that there is no void left beneath a precast concrete track after mortar filling. In the continuous resonance method, the amplitude of frequency response measured using an instrumented hammer and an accelerometer is plotted against a pseudo-depth, which is half of the wave velocity divided by frequency. The frequency response functions are measured at consecutive measurement locations, 6-cm interval between measurement points, and then combined together to generate a 2-D plot of frequency response. The sections with strong reflections or large amplitude of frequency response are suspicious areas with internal voids and unfilled areas. The 2-D frequency response plot was efficient in locating problematic sections just by examining the color shade of a visualized plot in 2-D format. Some of the problematic sections were drilled to make a visual inspection of mortar filling. The visual image of interface between mortar and precast concrete track was verified using the validity of the continuous resonance technique adopted in this research.

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온도하중을 고려한 장대레일 궤도의 안정성 해석 (Stability of Continuous Welded Rail Track under Thermal Load)

  • 강영종;임남형;신정렬;양재성
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제11권3호통권40호
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    • pp.281-290
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    • 1999
  • 수십 년 동안, 철도는 차량의 운영과 조작 기술에 맞추어 짧은 길이의 레일을 서로 신축 이음을 두고 연결한 궤도를 이용하여 건설되었다. 그러나 이러한 신축이음들은 궤도 손상과 유지비 증가 등의 많은 단점들을 유발시켰다. 그래서, 철도 기술자들은 차량, 용접, 체결의 기술이 발전함에 따라 열차 하중, 속도의 증가를 위해 레일 사이의 신축 이음을 제거하는 데 많은 관심을 가지게 되었다. 그래서 최근 등장한 것이 기존 레일의 단점들을 해소할 수 있는 CWR궤도이다. 그러나 이러한 CWR궤도는 기존 레일의 단점을 극복할 수 있었으나 레일의 장대화에 따른 온도 하중으로 인한 레일의 좌굴 문제를 야기시켰다. 본 논문에서는 유한 요소 해석을 이용하여 선형 좌굴 해석을 위한 CWR 궤도의 모델과 해석 프로그램인 CWRB를 개발하였다. 레일의 해석 모델은 레일요소 당딤을 고려한 14개의 자유도로 나타내었으며, 체결재, 침목, 도상 저항력을 스프링 요소를 사용하였다. 장대레일의 온도하중에 의한 좌굴 온도 및 모드의 분석으로 장대레일의 온도 좌굴 특성을 고찰하였다.

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