• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.3518-3527
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• 2013

새로 개발된 차세대고속열차(HEMU-430X)가 400km/h 이상의 고속운행을 앞두고 있으나, 우리나라 철도설계기준은 350km/h이하의 운행속도에 대한 지침을 제시하고 있으며, 호남고속선도 350km/h이하의 기준을 적용하여 설계되었다. 350km/h를 초과하는 고속운행에 대해 기존 인프라의 성능을 검토하고, 고속운행을 대비한 설계기준 마련이 시급한 바, 이 연구에서는 증속에 대한 경부선 가야고가에 대해 시뮬레이션하고, 차세대고속열차(HEMU-430X) 시험운행 중 측정된 가야고가의 가속도, 변위 데이터를 비교, 검토하여 350km/h이상의 열차운행에 대한 강합성 소수주형교의 동적거동을 분석하였다. 경부고속선 가야고가 분석결과를 토대로 내년도 완공을 앞두고 있는 호남고속선 연정교에 대해 수치해석을 통해 실제 HEMU 시범운행시 발생할 수 있는 동적 거동을 예측하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.577-587
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• 1998

본 연구에서는 열차하중이 강합성형 철도교의 동적응답에 미치는 영향을 연구하였다. 2개의 I-거더와 가로보로 구성된 판형교는 판요소와 공간뼈대요소를 이용하여 모델링하였으며, 상판과 주형의 offset은 완전합성을 가정하여 구속방정식을 이용하여 연결하였으며 트랙구조는 고전적인 탄성지반위의 보 이론을 사용하여 이상화하였다. 2PC+2MT+161T로 구성된 TGV열차의 수직처짐과 피칭회전을 고려한 2차원 수치모델을 개발하였다. 또한, 속도의존적 제동함수를 사용하여 열차의 제동을 고려하였다. 이동열차하중에 의한 교량의 동적거동 파악을 위하여 교량의 고유진동수 변화, speed parameter, 차량모델링 방법, 열차의 제동 등에 대한 매개변수연구를 수행하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.1-10
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• 2005

본 연구에서는 고속철도 강합성형 교통비 동적해석에 기반한 피로신뢰성평가 기법을 제시하고 동조질량감쇠기의 효과를 피로수명연장 측면에서 검토하였다. 피로 신뢰성 평가를 수행하기 위하여 S-N 곡선 및 선형누적손상이론을 이용하여 한계상태식을 설정하였다. 열차 속도와 교량 감쇠비의 불확실성을 고려하여 교량에 대한 반복적인 동적해석을 수행하고, 이 결과로부터 전체 교량수명동안에 교량이 받는 피로 손상도와 연관된 확률변수의 특성을 통계적으로 추정하였다. 최종적으로 결정된 확률변수와 한계상태식에 개선된 일계이차모멘트법(AFOSM)을 적용하여 피로 신뢰도 지수를 산정하였다. 40m 지간 강합성교량의 수치모사로부터 동조질량감쇠기 장착여부에 따라 피로 신뢰도 지수를 평가하고 그 결과를 제시하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제32권4호
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• pp.467-478
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• 2019

Running safety and ride comfort of high speed railway largely depend on the track geometry that is dependent on the bridge deformation. This study presents a theoretical study on mapping the bridge vertical deformations to the change of track geometry. Analytical formulae are derived through the theoretical analysis to quantify the track geometry change, and validated against the finite element analysis and experimental data. Based on the theoretical formulae, parametric studies are conducted to evaluate the effects of key parameters on the track geometry of a high speed railway. The results show that the derived formulae provide reasonable prediction of the track geometry change under various bridge vertical deformations. The rail deflection increases with the magnitude of bridge pier settlement and vertical girder fault. Increasing the stiffness of the fasteners or mortar layer tends to cause a steep rail deformation curve, which is undesired for the running safety and ride comfort of high-speed railway.

• Steel and Composite Structures
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• 제39권3호
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• pp.261-274
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• 2021

In a railway bridge, the CRTS II slab ballastless track is subjected to interlayer connection failures, such as void under slab, mortar debonding, and fastener fracture. This study investigates the influences of interlayer connection failure on the safe operation of high-speed trains. First, a train-track-bridge coupled vibration model and a bridge-track deformation model are established to study the running safety of a train passing a deformed bridge with interlayer connection failure. For each type of the interlayer connection failure, the effects of the failure locations and ranges on the track irregularity are studied using the deformation model. Under additional bridge deformation, the effects of interlayer connection failure on the dynamic responses of the train are investigated by using the track irregularity as the excitation to the vibration model. Finally, parametric studies are conducted to determine the thresholds of additional bridge deformations considering interlayer connection failure. Results show that the interlayer connection failure significantly affects the running safety of high-speed train and must be considered in determining the safety thresholds of additional bridge deformation in the asset management of high-speed railway bridges.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 1999년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall
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• pp.251-258
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• 1999

The vibration control of bridge is studied considering the vibration characteristics of the Korean-type high-speed railway bridge. Fast nonlinear analysis is adopted as time integration method and the bridge and the train are modeled by FEM and sequentially moving constant forces respectively. Additional damping mechanism is indispensable to the Korean-type high-speed railway bridge because resonance vibration is excited under the maximum design speed. The optimal position and capacity of the damper is studied through the parametric studies, Transient vibration of the bridge is effectively controlled by such additional dampers which means that dampers play a role as structural damping. And also the maximum response of the bridge is reduced. Therefore it is verified that the increase of expected service life and the improvement of serviceability can be obtained through dampers.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.761-771
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• 2008

열차운행주파수가 철도교의 고유진동수와 일치하면, 철도교의 공진은 피할 수 없다. 또한, 열차가 교량을 매우 빠르게 통과하면, 계측 가능한 시간응답의 샘플 수는 매우 적다. 본 논문은 그러한 경우에 대하여 철도 교량의 동특성을 매우 효과적으로 추출할 수 있는 TDD기법과 SI기법을 소개한다. 열차통과 직후에 교량의 자유진동 시간응답구간의 상호상관을 이용하여 모드형상은 TDD기법으로 추출하고, 고유진동수 및 감쇠비 등의 시간변수들은 SI기법으로 추출한다. 경부고속철도 시스템에 위치한 2경간 강합성교량의 동특성 추출실험을 통하여 TDD기법과 SI기법의 현장 적용성이 검토되었다. 동특성 추정결과는 기존의 ERADC기법의 결과와 비교 검토되었다. 추정결과는 기존의 방법을 이용하여 획득된 결과와 매우 잘 일치한다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1370-1378
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• 2007

고속철도 교량은 고속주행 열차의 차축 주기하중 효과와 교량 고유의 동적특성에 의한 동적 증폭 효과로 인하여 구조물의 안전성에 영향을 받는다. 그리고 교량의 과도한 변형으로 인하여 차륜과 레일의 접촉력 감소, 궤도틀림 등의 윤중 변동이 일어나 열차의 주행안전성 및 승차감을 저해할 수 있다. 이러한 궤도 안전성을 확보하기 위하여 동적거동에 대한 교량상판수준의 수직가속도 제한, 차륜-레일간의 접촉과 열차주행 안전성 확보를 위한 상판 면틀림 제한, 단부 회전각 변위 제한, 차량하중에 의한 교량의 수직 처짐 제한을 반드시 만족시켜야 하며, 필수적으로 공진에 대한 검토도 이루어져야 한다. 신설되는 호남고속철도에서는 기존의 경부고속철도와 다른 콘크리트 도상을 적용하고, 궤도간격, 설계열차하중 등이 변경되어 적용되므로 새로운 동적안정성 요구조건을 적용하게 된다. 본 연구에서는 콘크리트교량에 비해 진동특성이 취약한 것으로 알려진 강합성 거더 고속철도 교량의 동적거동 분석을 수행하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.71-79
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• 2008

The concrete track is being used at the Phase II of the Kyeongbu High Speed Railway and New Constructed Honam High Speed Railway. When it makes a decision of bridge type, It has to consider about longitudinal forces of Continuous Welded Rail, Displacement at the end of bridges, Up-lift forces for fastener on the track. If it is installed turnout on the bridge, There is likelihood of the deck twist by applying the each difference longitudinal forces at the 4 each rails and the buckling by concentration of rail stress at the turnout. Moreover, If it is installed turnout on the continuous bridge and REJ(Rail Expansion Joint) on the main track or turnout track. It is hard to keep a safety for rail because of coming to twist or folding at the expansion of deck on the turnout track. Therefore when it is a design of bridge with turnout. It need to take bridge type to minimize an additional axial force and a displacement at the turnout. This paper makes a study of the composite steel arch bridge that is able to resolve criteria requirements of safety for track with turnout and suggest a helpful design method for bridge considering track with turnout by being based on design and construction method of Eonyang Bridge at the north part of Ulsan Station in Phase II of the Kyeongbu High Speed Railway.

• Steel and Composite Structures
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• 제52권4호
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• pp.435-450
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• 2024

The geometry change of railway tracks significantly influences the safety and ride comfort of high-speed trains. This paper presents an analytical method to map the thermal deformations of a long-span arch bridge to the geometry of CRTS Type I double-block ballastless tracks for high-speed railways. A mechanical model of the bridge-track coupled system was developed to derive analytical formulae of the deformations of the track. The analytical formulae explicitly consider the mechanical properties of the bridge-track coupled system and the temperature profile. A three-dimensional finite element model was established to evaluate the predictions obtained from the analytical formulae. The results show that the analytical formulae provide accurate predictions of the track deformations caused by the thermal deformations of bridges. This research will promote the design, evaluation, and operation of high-speed railway bridges for improved safety and ride comfort in engineering practices.