• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.71-82
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• 2000

본 연구에서는 교량구간에서 경량전철의 주행에 의한 지반진동해석방법을 제안하였다. 경량전철의 주행시 교각에 작용하는 동하중을 열차와 교량의 상호작용을 고려하여 구하였으며, 경량전철 동하중에 의한 인근의 지반진동을 평면내 파동 전파와 축대칭 파동전파 해법을 사용하여 구한 후 비교/분석하였다. 또한, 축대칭 진동해석결과를 선형조합한 보다 엄밀한 교량구간에서의 지반진동해석법을 제시하였으며, 이를 통해 인접교각이 지반진동에 미치는 영향을 고찰하였다. 아울러 경량전철의 운행에 따른 환경진동의 문제를 평가하기 위하여 상판재료와 지반조건 등 제반사항의 변화에 따른 지반진동의 변화를 살펴보았다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.511-518
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• 2000

The high speed train service will be offered for high-quality transport service in existing railway by Korean National Railroad(KNR). Therefore, this paper presents the results of analysis carried out to determine the dynamic response characteristics of deck plate girder bridges which are representative elevated structures of existing railway and to evaluate their suitabilities for supporting Korea Train Express(KTX) trainsets in the speed range 0-250 km/h. Their dynamic characteristics are analyzed concerning structural safety, train-operation safety and passenger comfort. The simplified method for 2-dimensional train/track/bridge interaction analysis is utilized in the analysis of dynamic behaviors of deck plate girder bridges.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.363-373
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• 2015

본 논문은 휠-레일 사이의 접촉메카니즘을 이용하여 휠과 레일 사이의 분리를 허용하고, 횡 방향으로의 플랜지 접촉을 허용하는 비선형 동적 상호작용 해석법을 제시하는데 그 목적이 있다. 먼저 휠-레일 사이의 상호작용력을 압축스프링으로 이상화한 스프링 모델과 휠-레일 사이가 항상 접촉하고 있다는 가정하에 적용되는 non-jump모델에 대해 간략히 소개한 후 접촉메카니즘을 이용한 비선형 접촉모델에 대해 기술한다. 위 3가지 모델에 대한 수치해석 결과를 비교하기 위하여, 단순보 위를 지나가는 KTX열차에 대해 휠-레일 사이의 상호작용력을 각각 적용하여 동적 응답을 비교 분석하였다. 또한 특정 조건하에 플랜지 접촉을 강제 발생시켜 횡방향 응답의 변화를 살펴보았다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1028-1033
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• 2004

The open deck steel bridge is the most common type in railway bridges. Steel I-shaped girders are connected with sleepers directly without ballast and moving train loads are transmitted directly to the girder, so this bridge has weak characteristics on impact. Therefore, considerable accelerations can cause unsatisfactory dynamic behavior of the open deck steel bridge. Especially, Impact created at rail joints can increase the dynamic response of the bridge and this phenomenon would be injurious to passenger comfort. In the present study, dynamic behavior of the open deck steel bridge which has a rail joint is estimated through experimental studies and bridge-train interaction analysis considering surface irregularities by rail joints.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.545-554
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• 2011

철도교량을 주행하는 열차의 진동사용성 확보를 위해 Eurocode, 신간선기준, 호남고속철도 설계지침 등에서는 교량의 처짐과 차체연직가속도로 진동사용성 기준을 제시하고 있다. 호남고속철도 설계지침 경우 Eurocode를 인용하였기 때문에 향후 열차의 주행속도와 경간길이의 향상 및 확장에 맞추어 철도교량의 진동사용성 기준을 보완함에 있어 철도선진국들에 비해 상대적으로 뒤처질 것으로 예상된다. 따라서 고속철도교량 기술의 국외의존도를 줄이고 기술경쟁력을 확보하기 위하여 주행속도의 증가와 열차-교량 진동전달특성 등을 고려할 수 있는 철도교량의 진동사용성 허용처짐을 제시하기 위한 연구를 수행하였다. 본 논문에서는 매개변수 연구와 열차-교량 상호작용해석을 수행하여 주행속도의 증가에 따른 차체연직가속도와 교량변위의 상관관계를 파악하였으며 주행속도의 증가와 더불어 차체연직가속도가 증가하는 경향을 확인하고 가속도증폭계수를 제안하였다. 그리고 교량의 처짐형상과 진동을 정현파와 조화운동으로 가정하고 진동전달함수와 가속도증폭계수를 이용하여 고속철도교량의 진동사용성 허용처짐을 수식으로 전개하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1478-1485
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• 2010

In this paper, the nonlinear dynamic response of Vehicle-Bridge interaction with the coupled equations of motion including nonlinear Hertzian contact is presented. The moving train model is chosen to have 10 degrees of freedom (DOF). The bridge is modeled as 2D Euler-Bernoulli beam element with 4 DOF for each element, two for rotations and another two for translations. The nonlinear Hertzian contact is used to simulate the interaction between vehicle and bridge. Base on the relationship of wheel displacement of the vehicle and the vertical displacement of the bridge in Hertzian contact, the coupled equations of motion of the whole system is derived. The convenient formulation was encoded into a computer program. The contact forces, contact area and stress of the rail surface were also computed. The accuracy and efficiency of the proposed program are verified and compared with exact analytical solution and other previous studies. Various numerical examples and parametric studies have demonstrated the versatility and applicability of the proposed program.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권6호통권40호
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• pp.1-11
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• 2004

이전의 연구(1)에서는 해석적 및 수치적 방법을 사용하여 전단변형 및 회전관성효과를 고려하는 현수교의 수직진동에 대하여 유한요소법을 이용하여 이동하중 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 전단변형 및 회전관성 효과가 고려된 Hermitian 다항식을 사용하는 현수교요소를 이용하여 현수교의 수직진동에 대한 고유치 해석을 수행하고 이를 이용한 현수교요소와 차량 및 열차와의 상호작용을 고려한 운동방정식을 유도한다. 이와 같이 모드중첩법을 이용하여 유도된 운동방정식을 수치적분방법으로 Newmark $\beta$ Method를 사용하여 동적해석을 수행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1A호
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• pp.31-43
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• 2009

본 논문에서는 다양한 차종의 영향을 반영할 수 있고, 차량과 교량의 연성 운동방정식을 구성하여 시간 단계별 직접해를 산정할 수 있는 수치해석기법을 제시하였다. 운동방정식의 해는 직접적분법인 Newmark ${\beta}$을 이용하여 해석 단계별로 구성된 유효강성행렬과 유효하중벡터를 바탕으로 정적평형방정식의 해를 구하는 원리와 동일하게 산정하였다. 또한 해석의 효율성을 증진시키기 위하여 유효강성행렬은 Skyline 법에 의해 재구성하였으며, Cholesky의 행렬 분해기법을 동시에 적용하여 직접적인 역행렬 계산에서 야기되는 오차의 발생을 최소화 하였다. 또한 기존선 철도차량인 새마을 PMC 열차와 디젤 견인 무궁화 열차에 대한 3차원 정밀수치해석 모델을 개발하였고, 각 차량은 차체와 전 후방 대차에 각각 6자유도씩 고려하여 총 18자유도로 수치모델을 작성하였다. 교량은 3차원 공간뼈대 요소를 이용하여 모델링하였고, 차륜과 레일 접촉면의 불규칙성은 미국의 FRA에서 규정하고 있는 연직방향 및 횡방향틀림에 대한 PSD 함수를 이용하여 궤도틀림을 수치적으로 구현하였다. 제시된 수치해석 기법은 12 m, 18 m형 판형교의 실측결과를 이용하여 타당성을 검증하였으며, 실측 및 수치해석결과는 교량의 1차 휨 고유진동수의 2.0배를 기준으로 Low pass filtering 하였다.

• 한국안전학회지
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• 제33권2호
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• pp.145-151
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• 2018

In this study, the track-bridge interaction analysis was performed using an analytical model considering the track structure, thereby taking into account the linear conditions (R=650 m, cant variation $160{\pm}60mm$) and the dynamic characteristics of the bridge. As a result of the study, the allowable speed on the example bridge considered was calculated at 200 km/h based on vertical deflection, vertical acceleration, and irregularity in longitudinal level, but was also evaluated at 170km/h based on the coefficient of derailment, wheel load reduction, and lateral displacement of the rail head. It is considered desirable to set the speed 170km/h to the speed limit in order to secure the safety of both the bridge and the track. It is judged that there will be no problems with ensuring rail protection and train stability in the speed band.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.265-272
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• 2005

For bridge-vehicle interaction analysis of cable-supported brides, the superposition method is applied based on the results of 3-dimensional free vibration analysis using General-purpose FEM Software. This study firstly performs the eigenvalue analysis for the free vertical and the torsional vibration of bridges using FEM analysis. Next the equations of motion considering interaction between bridges and vehicles/train are derived from mode superposition method. And then dynamic analysis is performed using the Newmark numericial method. Finally through the numerical examples, the dynamic responses of cable-supported bridges by this study are presented and discussed.