Geosynthetic reinforced soil retaining walls can be employed as railway embankments to carry large static and dynamic train loads, but very few studies can be found in the literature that investigate their dynamic behavior under simulated wheel loading. A large-scale dynamic test on a reinforced soil railway embankment was therefore carried out. The model embankment was 1.65 meter high and designed to have a soilbag facing. It was reinforced with HDPE geogrid layers at a vertical spacing of 0.3 m and a length of 2 m. The dynamic test consisted of 1.2 million cycles of harmonic dynamic loading with three different load levels and four different exciting frequencies. Before the dynamic loading test, a static test was also carried out to understand the general behavior of the embankment behavior. The study indicated the importance of loading frequency on the dynamic response of reinforced soil railway embankment. It also showed that toe resistance played a significant role in the dynamic behavior of the embankment. Some limitations of the test were also discussed.
본 연구에서는 열차가 일정한 속도로 주행할 때 트러스교에 얼어나는 동적응답을 구해보았다. 해석은 Householder 변환과 QL법을 이용하여 고유치해석을 실시한 후 이를 토대로 모든중첩법에 의해 동적응답을 구했으며, 이것의 타당성을 밝히기 위해서는 먼저 아주 느린 속도로 하중이 주행할 때 얻어지는 응답을 정적해석프로그램에 의한 결과치와 비교하였고, 동적응답은 직접 적분법에 의한 결과 치와 비교해 보았다. 그리고 이를 토대로 열차의 속도와 형태의 변화에 따른 동적확대계수의 변화를 살펴보았으며, 또한 그것들을 시방서 규정과 비교해 보았다. 그 결과 열차의 속도가 낮은 경우 동적확대계수는 열차의 형태에 관계없이 비교적 낯은 값이 있었으나 속도가 높아질수록 형태에 따라 크게 다르고, 전도차 및 U. I. C. 하중의 경우는 그값이 시방서 규정을 초과하는 경우도 있음을 알수 있었다.
The Korea high-speed rail, based on the French design. It also implements new concept to increase the strength of bridge deck by adding an impact factor (dynamic intensity factor) in static load. In order to assure the dynamic stability, SYSTRA and Jeseph Penzien, a professor in CEC (the US) conducted a dynamic stability review on design phase. Analyzing the review results, they developed design criteria for dynamic behavior. This study deal with operating PSC box GIRDER equipped with measurement equipment or measured data of Seoul $\∼$ Taejeon, P.S.C BOX GIRDER bridge and steel comsition bridge equipped with measurement equipment based on structual knowledge about configuration of measuring sensor, response analysis of structure when train runs was performed by using measured data of PSC box girder to directly compare with design criteria. moreover, the dynamic stability with comparison of high-speed rail construction criteria was reviewed and analyzed based on historical records.
본 연구에서는 콘크리트도상궤도의 일본식 프리캐스트식 슬래브 궤도와 수정된 단면궤도에 대하여 유한요소 해석을 위한 새로운 강성행렬의 조합을 통하여 각 요소들간의 상호 작용에 대하여 파악하였으며, 상용 프로그램의 이용하여 열차의 횡방향 및 종방향 하중에 대한 정적 해석 및 열차하중을 일련의 주기함수로 가정한 동적 해석을 실시하여, 이미 제안된 바 있는 개선된 단면과 기존의 구조 형식과의 거동의 차이를 파악하였다. 종방향 정적 해석의 결과, 개선된 단면의 응력이 기존의 슬래브궤도의 돌기부에서의 응력 보다 작은 값이 나타났으며, 횡하중에 대한 정ㆍ동적 해석을 수행한 결과 새로운 슬래브 궤도에서 미소하나 변위량의 감소가 발생하였다. 그러나 동적 해석의 결과, 새로운 궤도 시스템이 기존의 일본식 슬래브궤도 시스템에 비하여 가속도 값이 약 30% 이상의 상당한 감소가 있었다.
The superstructure of the railway track undertakes the forces that develop during train passage and distributes them towards its seating. The track panel plays a key role in terms of load distribution, while at the same time it maintains the geometrical distance between the rails. The substructure and ballast undergo residual deformations under high stresses that contribute to the deterioration of the so-called geometry of the track. The track stiffness is the primary contributing factor to the amount of the stresses that develop on the substructure and is directly influenced by the fastening resilience. Four methods from the international literature are used in this paper to calculate the loads and stresses on the track substructure and the results are compared and discussed. A parametric investigation of the stresses that develop on the substructure of different types of railway tracks (i.e. balastless vs ballasted) is performed and the results are presented as a function of the total static track stiffness.
아스팔트 콘크리트(AC) 궤도는 열차 하중에 의한 궤도 하부노반의 발생응력을 최소화하고, 적외선에 민감한 AC의 노출면적을 감소시켜 온도 영향에 따른 AC 도상의 소성변형을 줄일 수 있는 슬래브 패널 개발이 매우 중요하다. 본 연구에서는 형상 설계 및 실내성능시험을 통해 AC 궤도용 슬래브 패널을 개발하였으며, KRL-2012 표준열차하중 모델 및 KR-C코드에 의한 다양한 정적 하중조합에 따른 슬래브 패널에 작용하는 휨 인장응력 및 설계모멘트를 유한요소해석을 통해 구조 안전성을 검토하였다. 또한 AC 궤도용 슬래브 패널의 설계 적합성을 검증하기 위하여, EN 13230-2에 의거 슬래브 패널 주요 위치별로 정적 휨 강도 시험, 동적 휨 강도 시험을 수행하였다. 성능 시험 결과, AC 궤도용 슬래브 패널은 균열 하중 및 균열 확대 여부 등 유럽 표준에서 요구되는 성능 기준을 모두 만족하였다.
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.
교류 전기철도 시스템은 3상 전원으로부터 전력을 수전 받지만, 철도부하는 단상이므로 열차가 운행될 경우 3상 전원 측에 전압불평형을 유발시키게 된다. 전기철도 시스템 중 전동차 사무소의 경우도 일반 3상부하와 비상용 철도 부하가 운영되므로 전압불평형 및 전압강하 현상이 발생하게 된다. 이러한 전압불평형이나 전압강하는 고조파 발생의 주원인이 되고, 고조파는 전동차 사무소의 정밀한 기기들의 오동작을 초래할 수 있다. 따라서, 전동차 사무소의 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 SVC의 사용을 제안하였다. 또한 SVC를 이용하여 전동차 사무소의 전압불평형 및 전압강하를 보상할 경우 발생할 수 있는 고조파에 대해 PSCAD/EMTDC를 이용하여 분석하였다. 결과적으로, 전동차 사무소의 전압강하 및 전압불평형 보상을 위한 SVC는 전력품질을 향상시킨다는 것을 본 노문에서 확인하였다.
선하역사의 경우 차량-궤도에서 발생하는 하중 및 진동이 직접적으로 전달되는 구조적 한계로 인하여 발생하는 구조체 전달 형태의 진동과 소음레벨이 다른 역사형식 대비 월등히 높음으로 인하여 역사 내 상업 및 업무시설 이용객과 종사자들의 불편과 민원이 증가하고 있다. 선하역사에 발생하는 소음 진동을 저감하기 위한 대책중 하나로 알려진 플로팅 궤도의 경우 궤도 하부에 고무 마운트나 패드 요소를 적용한 장치가 주로 설치되어 댐퍼 역할을 한다. 이러한 장치의 경우, 열차 운행 시 발생하는 비선형 하중에 대하여 정확한 강성 및 감쇠비를 설계하기 어렵다는 단점이 있다. 본 연구에서는 플로팅 궤도에 적용 가능하며 정확한 강성 설계가 가능한 마찰 쐐기형 방진장치를 소개한다. 또한, 방진장치 강성 설계값과 시험값을 비교 분석하고 마찰 쐐기형 블록 배치에 따른 감쇠비를 열차 하중조건에 따라 도출하였다. 방진장치의 성능시험은 DIN45673-7 규정에 의거하여 진행하였으며 시험항목인 정적 및 동적하중 시험을 모두 포함한다. 성능시험 하중조건은 DIN 규정에 따라 열차 및 궤도 중량을 고려하여 적용하였으며 수직 하중 및 수평 하중에 대한 시험을 진행하여 방진장치 적용에 따른 궤도의 구조안전성을 확보한다. 더불어, 하중재하속도에 따른 마찰재의 마찰계수 변화 양상을 확인함으로서 다양한 하중재하속도 조건에 대한 마찰쐐기형 방진장치의 진동저감 성능을 확인한다.
The structural analysis model for estimate of load carrying capacity of railway bridge on service line is important to determine safety of bridges in service, we need to take response of bridge exactly, applying analysis model similar to the real railway bridge most. Track structure which is to distribute loads and decrease vibrations occurred from running train is constructed on the railway bridges. And it is important factor which should be considered to understand exact dynamic and static responses of bridge. But track structure is currently classified as a none structural members in the structural analysis model for estimating load carrying capacity of railway bridge and not considered in analysis model. That's the reason it is difficult to understand exact behavior of bridges. Therefore, the major objective of this study is to develop an analytical track-bridge model which is similar to real railway bridges considering track structure for safety assessment of railway bridge on service line to be effectively done.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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