• Structural Engineering and Mechanics
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• 제41권2호
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• pp.231-242
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• 2012

This research work aims to develop an optimal design using Finite Element (FE) and Genetic Algorithm (GA) methods to replace the traditional concrete and timber material by a Synthetic Polyurethane fibre glass composite material in railway sleepers. The conventional timber railway sleeper technology is associated with several technical problems related to its durability and ability to resist cutting and abrading action of the bearing plate. The use of pre-stress concrete sleeper in railway industry has many disadvantages related to the concrete material behaviour to resist dynamic stress that may lead to a significant mechanical damage with feasible fissures and cracks. Scientific researchers have recently developed a new composite material such as Glass Fibre Reinforced Polyurethane (GFRP) foam to replace the conventional one. The mechanical properties of these materials are reliable enough to help solving structural problems such as durability, light weight, long life span (50-60 years), less water absorption, provide electric insulation, excellent resistance of fatigue and ability to recycle. This paper suggests appropriate sleeper design to reduce the volume of the material. The design optimization shows that the sleeper length is more sensitive to the loading type than the other parameters.

• 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.

• 문화기술의 융합
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• 제5권1호
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• pp.389-394
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• 2019

본 연구에서는 무도상 궤도가 부설된 국내 도시철도의 철도 교량상 목침목에 대한 선로검사내규의 점검사항 및 불량판정 기준을 개선하여 목침목의 손상유형에 따른 상태등급체계를 분류하고 침목별 이력관리대장 시스템 도입을 통해 목침목의 유지관리체계를 개선하고자 하였다. 이를 위해 본 연구의 대상 철도교량에 부설되어 있는 목침목의 손상현황을 분석하여 손상별 코드를 구축하였으며, 침목별 손상 및 유지관리이력을 관리할 수 있는 유지관리시스템 도입을 통해 단면형상 및 침목 고정장치가 다양하고 유지관리가 복잡한 무도상 철도교량상 목침목의 체계적인 유지관리가 가능할 것으로 판단되었다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제1권1호
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• pp.131-157
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• 2014

Special track systems used to divert a train to other directions or other tracks are generally called 'railway turnout'. A traditional turnout system consists of steel rails, switches, crossings, steel plates, fasteners, screw spikes, timber bearers, ballast and formation. The wheel rail contact over the crossing transfer zone has a dip-like shape and can often cause detrimental impact loads on the railway track and its components. The large impact also emits disturbing noises (either impact or ground-borne noise) to railway neighbors. In a brown-field railway track where an existing aged infrastructure requires renewal or maintenance, some physical constraints and construction complexities may dominate the choice of track forms or certain components. With the difficulty to seek for high-quality timbers with dimensional stability, a methodology to replace aged timber bearers in harsh dynamic environments is to adopt an alternative material that could mimic responses and characteristics of timber in both static and dynamic loading conditions. A critical review has suggested an application of an alternative material called fibre-reinforced foamed urethane (FFU). The full-scale capacity design makes use of its comparable engineering characteristics to timber, high-impact attenuation, high damping property, and a longer service life. A field trial to investigate in-situ behaviours of a turnout grillage system using an alternative material, 'fibre-reinforced foamed urethane (FFU)' bearers, has been carried out at a complex turnout junction under heavy mixed traffics at Hornsby, New South Wales, Australia. The turnout junction was renewed using the FFU bearers altogether with new special track components. Influences of the FFU bearers on track geometry (recorded by track inspection vehicle 'AK Car'), track settlement (based on survey data), track dynamics, and acoustic characteristics have been measured. Operational train pass-by measurements have been analysed to evaluate the effectiveness of the replacement methodology. Comparative studies show that the use of FFU bearers generates higher rail and sleeper accelerations but the damping capacity of the FFU help suppress vibration transferring onto other track components. The survey data analysis suggests a small vertical settlement and negligible lateral movement of the turnout system. The static and dynamic behaviours of FFU bearers appear to equate that of natural timber but its service life is superior.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.145-152
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• 2010

본 연구는 루가구의 멍에 실험에서 휨거동 및 보강효과 등의 특성을 파악하였다. 실험 결과, 기준실험체는 가력하중 초기부터 하단에서 휨균열이 발생하여 파괴로 진행되었으나 탄소섬유막대 보강실험체는 실험체 상부에서 압축에 의한 수축현상이 발생하여 압괴되거나 보강재의 파단으로 파괴되어 초기하중부터 보강효과가 발휘되는 것으로 사료된다. 보강실험체는 기준실험체에 비해 항복강도는 6%~38%, 최대강도는 8%~17% 높은 강도를 나타내었다. 탄소섬유막대로 휨 보강한 실험체는 휨처짐 제어의 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다. 보강실험체의 연성계수는 기준실험체에 비해 평균 141% 정도 증가되는 것으로 나타나 구조적으로 연성 거동을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.