Abstract
In the case of an elevated railway station, structure borne noise and vibration due to structural limitations allow the load and vibration from railway vehicles to be directly transmitted to the station structure, resulting in an increase in the number of civil complaints from customers and staff of the station. The floating slab track system, which is well known as one of the solutions for reducing the noise and vibration from elevated railway stations, usually contains rubber mounts or rubber pads under the railway slab which act as a damper. These types of device have the disadvantage that is difficult to predetermine the exact stiffness and damping ratio under the nonlinear loads resulting from train services. In this study, an isolator with a friction type of wedge is introduced, which can be applied to floating slab track systems and to be designed with precisely the required stiffness. Furthermore, a comparative analysis of the stiffness between the designed and experimental values is carried out, while the damping ratio, which is closely related to the friction wedge blocks, is deduced according to the train load condition. The performance tests of the isolator were conducted in accordance with the DIN 45673-7 standard which includes both static and dynamic load tests. The load conditions for the performance tests are designed to conform to the DIN standard related to the weight of the train and rail track, in order to perform vertical and horizontal load tests, so as to ensure the secure structural safety of the railway. Also, by checking the change aspect of the friction coefficients of the friction elements according to the loading rate, the vibration reduction performance of the friction type isolator with variable loading rate conditions is examined.
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.
