• 한국철도학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.637-648
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• 2017

본 논문에서는 이전 논문에서 제시한 불연속 프리캐스트 콘크리트궤도 유한요소 해석모델과 초기 변형 및 온도 변형 분석 결과를 이용하여 초기 변형과 온도에 의한 변형이 슬래브의 응력 분포에 미치는 영향을 분석하였다. 분석 결과에 따르면 프리캐스트 콘크리트 슬래브에 이미 발생해 있는 초기 변형과 온도 경사에 의한 변형이 있는 상태에서 열차하중이 작용하는 경우에는 슬래브 중앙, 모서리 중앙, 전단포켓 코너부 등 슬래브 상부에서 최대 인장응력이 발생하게 되어 열차하중만 작용하는 경우와 매우 다른 응력 분포를 나타낸다. 따라서 불연속 프리캐스트 콘크리트 궤도의 실제 취약부의 위치와 파괴모드를 예측하기 위해서는 슬래브의 초기 변형과 온도 변형을 고려하여 열차 하중에 의한 응력을 산정해야만 한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.536-542
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• 2008

콘크리트 슬래브궤도에서 ATP시스템 지상자를 이용한 신호 전류는 철근에 의해 신호전류에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 콘크리트 슬래브궤도에서 ATP시스템 지상자와 철근의 자기적 결합은 하나의 필터로 작용하게 되어 입력전류신호에 왜곡을 주게 된다. 그리고 결국 왜곡된 신호에 의해서 열차의 차상자에 잘못된 신호가 전송될 수 있다. 입력전류신호의 왜곡을 줄이기 위한 방법으로 철근에 유도되는 전류와 주파수를 구하여 해당 주파수를 ATP시스템의 지상자 주파수로 사용하지 않거나, 철근을 절연시켜 철근과 ATP시스템 지상자간에 유도현상을 억제할 수 있다. 본 논문에서는 콘크리트 슬래브궤도에서 ATP시스템의 지상자와 철근의 모델을 전기적으로 표현하였고, 모델에 요구되는 값들을 Maxwell 프로그램을 이용하여 구하였다. 또한 모델로부터 ATP시스템인 KVB시스템, ERTMS/ETCS시스템에서 사용하고 있는 지상자의 주파수에 대한 지상자의 임피던스 및 철근의 유도전류를 계산하였다. 이를 Matlab 및 PSpice 프로그램으로 타당성을 입증하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제78권2호
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• pp.163-174
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• 2021

Track-bridge interaction has become an essential part in the design of bridges and rails in terms of modern railways. As a unique ballastless slab track, the longitudinal continuous slab track (LCST) or referred to as the China railway track system Type-II (CRTS II) slab track, demonstrates a complex force mechanism. Therefore, a comprehensive track-bridge interaction study between multi-span simply supported beam bridges and the LCST is presented in this work. In specific, we have developed an integrated finite element model to investigate the overall interaction effects of the LCST-bridge system subjected to the actions of temperature changes, traffic loads, and braking forces. In that place, the deformation patterns of the track and bridge, and the distributions of longitudinal forces and the interfacial shear stress are studied. Our results show that the additional rail stress has been reduced under various loads and the rail's deformation has become much smoother after the transition of the two continuous structural layers of the LCST. However, the influence of the temperature difference of bridges is significant and cannot be ignored as this action can bend the bridge like the traffic load. The uniform temperature change causes the tensile stress of the concrete track structure and further induce cracks in them. Additionally, the influences of the friction coefficient of the sliding layer and the interfacial bond characteristics on the LCST's performance are discussed. The systematic study presented in this work may have some potential impacts on the understanding of the overall mechanical behavior of the LCST-bridge system.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.6788-6798
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• 2015

최근 고속철도에서는 열차의 운영속도가 향상되고 동력분산형 차량의 도입이 증가하고 있다. 또한 콘크리트 슬래브궤도의 수요가 증가하고 설계단면감소 추세가 예상되면서 설계하중 및 속도변화로 인한 콘크리트 슬래브궤도의 보다 명확한 내부거동평가가 요구된다. 본 연구의 목적은 열차하중과 열차속도 변화에 대하여 콘크리트궤도구조와 노반의 역학적인 거동을 평가하고 규명하는 것이다. 이를 위하여 도상콘크리트층과 콘크리트기층의 속도, 하중 변화에 따른 거동을 해석하여 평가하였다. 또한 호남고속철도 토노반 콘크리트 궤도에 부설 중에 매립된 도상콘크리트 변형율계로 HEMU-430X 열차와 KTX-호남의 170km/h에서 최대 402km/h까지 측정된 측정결과와 해석결과를 비교분석하였다. 분석결과, 속도향상에 따른 증가경향을 확인하고 선형회귀선을 도출하였으며 슬래브 층의 결합상태와 비결합 상태의 가정상태의 해석응력과 현장의 콘크리트 슬래브 내부응력을 비교할 수 있었다. 그 결과 축중이 작은 동력분산식 HEMU 430-X 열차의 402km/h주행 시 발생응력과 KTX-호남의 발생응력이 유사하게 발생함을 알 수 있었고 속도증속에 따라 발생응력의 표준편차 값이 크게 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.658-667
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• 2017

철도는 여객을 수송하기 위한 수단으로, 열차의 주행안정성과 탈선방지 등 절대적인 승객의 안전을 확보하는 것이 중요하다. 철도에서 사용하고 있는 레일은 여객을 안전하게 수송하는데 있어 가장 중요한 역할을 담당하는 궤도의 구성품이며, 안전을 위하여 레일의 피로, 파괴에 대한 신뢰성 확보가 엄격히 요구되고 있다. 본 논문에서는 콘크리트 궤도(STEDEF)의 현장측정을 통해 레일표면요철과 레일휨응력이 선형적인 상관관계가 있음을 확인하였으며, 레일표면요철, 궤도지지강성, 열차속도에 따른 레일의 휨응력예측식을 제시하였고, 실내 피로시험을 통해 S-N선도를 도출하여 레일 피로수명을 산정하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권5호
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• pp.547-552
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• 2022

본 연구에서는 궤도틀림이 차륜-레일 상호작용력에 미치는 영향을 분석하고 이를 바탕으로 궤도틀림을 관리할 수 있는 하중기반의 궤도틀림 분석기법을 제안하였다. 도시철도 침목플로팅궤도와 직결도상 접속구간에서 발생된 고저틀림 측정결과를 이용하여 고저틀림이 차륜-레일 상호작용력(동적윤중)과 레일의 진동가속도에 미치는 영향을 해석적으로 분석하였다. 직결궤도 총 4개소를 대상으로 부분적으로 직결궤도를 포함한 침목플로팅궤도 구간과 전, 후 인접 침목플로팅궤도 구간으로 구분하여 고저틀림을 비교, 분석하였다. 분석결과, 직결궤도를 포함한 구간이 침목플로팅궤도 보다 궤도틀림이 크게 나타났다. 고저틀림 데이터를 적용한 차륜-레일 상호작용력 분석결과, 거리에 비해 상대 변위차가 큰 구간에서 차륜-레일 상호작용력과 레일가속도가 증가하는 것으로 분석되었다. 반면 고저틀림 데이터의주기와 틀림량(변위)이 일정한 구간의 경우 차륜-레일 상호작용력과 레일가속도가 상대적으로 작게 나타났다. 따라서고저틀림의 주기가 짧고 상대변위차가 클수록 차륜-레일 상호작용력 측면에서 불리한 것으로 분석되었다. 본 연구에서는 궤도틀림 측정데이터를 이용한 차륜-레일 상호작용 해석을 통해 차륜-레일의 상호작용력을 바탕으로한 하중기반의 궤도틀림 분석기법 적용방안을 제시하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.295-302
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• 2007

The objective of this paper is to evaluate the proposed design by the Value Engineering (VE) analysis for the gravel ballast and the concrete ballast track structures. However, reliabilities about the VE analysis results based on Life-Cycle Cost(LCC) has not been fully benefited from VE implementation due to disregard of basic principles and lack of systematic performance measurement systems. In this paper, the VE analysis using the Delphi survey of professional group is proposed to decide reasonable determinants for investment and alternative design in construction project of railway tracks. Moreover, the efficiency of VE analysis is invested by an application of the developed methodology to track structures.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.232-237
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• 2008

Several research institutes including KISTEC and KRRI etc., recently, have studied maintenance activities and performance, in order to determine proper maintenance level and maintenance cost of rail tracks. But it may extremely difficult to make a decision in maintenance matters of concrete track and ballast containing other sub-components. For these reasons, this study investigate variables related to current maintenance, essential maintenance, and preventive maintenance. It is intended to suggest estimation method of proper maintenance cost maximizing rail track performance. It is stated that proposed approach may be very useful to make a decision of proper maintenance level. Typical section of rail track is applied for calculation of life cycle cost according to each maintenance strategy. A proper profile for maintenance is determined minimum life cycle

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.101-108
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• 2008

The dynamic behavior of railway bridges originates from dynamic properties of various spans and structural types. As a result, the exact estimation of dynamic properties of the railway bridge can produce the exact estimations of dynamic performances of the railway bridge. The damping ratio affects the dynamic reponses of the railway bridge in the vicinity of the critical speed seriously. Eurocode, National Annex of each European country and Japan have their own specification for the damping ratio for the estimation of dynamic performance of railway bridges. In our case, the specification for Honam high speed railways follows the Eurocode. In the present study, for the verification and regulation of the damping ratio and investigation of various dynamic properties, modal tests of various structural types are performed. In addition, for the investigation of effects of track structures on the dynamic property of the bridge, ballast track and concrete track are installed and tested.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.91-96
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• 2003

In this report, numerical investigations have demonstrated, that the displacement underneath a moving loa야ng reach a maximum value, if the speed of the load is equal to propagation velocity of the maximum wave. The load speed for which the maximum displacement occurs is called critical speed. The critical speed divides the velocities in a subcritical and a super-critical region. By means of calculations the dynamic behaviour of the slab track-soil is investigated. For concrete slab track dynamic wheel load are given in dependence of relevant excitation mechanism and speed of the train. These loads can be used for the dimensioning of the track as well as for the prognosis of the vibrations at the track and the surrounding soil.