• 문화기술의 융합
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• 제5권4호
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• pp.387-394
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• 2019

본 연구에서는 도시철도 침목플로팅궤도(STEDEF) 궤도구성품의 손상영향을 분석하기 위하여 20년 이상 공용중인 현장에서 시료를 채취하여 궤도재료에 대한 육안검사와 실내시험 및 유한요소해석을 통해 궤도구성품의 손상취약부를 분석하였다. 육안검사결과 레일패드와 체결구는 특이사항이 없었으나 침목방진상자는 모서리부분의 마모 및 찢어지는 현상이 발생하였다. 침목방진패드는 두께감소 및 피로경화층이 뚜렷하게 조사되었다. 레일패드와 침목방진패드에 대한 스프링강성 시험결과, 레일패드의 노후는 뚜렷하지 않았으나 침목방진패드는 설계기준치를 크게 상회하는 것으로 나타나 침목방진패드는 통과톤수에 직접적인 영향을 받는 것으로 분석되었다. 현장시료의 열화상태와 수치해석 결과와의 비교결과, 수치해석모델의 응력 및 변위 집중위치와 현장시료의 손상위치가 일치하는 것으로 나타나 공용중인 침목플로팅궤도 궤도구성품의 손상취약부를 실험 및 해석적으로 입증하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권3호
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• pp.265-270
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• 2022

본 연구는 콘크리트 궤도용 탄성레일체결장치(System 300-1)의 손상취약부에 관한 실험 및 해석적 연구이다. 콘크리트 궤도에서 탄성레일체결장치는 열차주행 시 레일과 침목을 결속하는 핵심 궤도구성품이다. 레일체결장치 구성품 중 방진패드와 텐션 클램프(Tension Clamp)는 압축력과 부상력에 대응하며 상시 변형이 발생되는 피로부재이다. 본 연구에서는 동일구간의 운행선에서 6년, 11년, 16년 동안 사용된 탄성레일체결장치를 채취하여 사용년수에 따른 텐션 클램프의 잔류변형 특성을 분석하였다. 또한 수치해석을 바탕으로 주요 구성품별 거동메커니즘을 분석하고 손상취약부를 도출하였다. 본 연구에서 수행한 수치해석을 통해 체결력 도입부터 외력 작용에 따른 텐션 클램프 각부의 응력(변형율)을 분석하여 텐션 클램프의 손상취약부를 도출하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1056-1064
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• 2008

It is estimated that the running of locally-developed next generation High Speed Trains with maximum speed of 400km/h will help to deteriorate track components. It was presented rail defect coding system in UIC 712R includes the definitions of damage types of rail, maintenance procedures, and etc to detect and maintain. It is necessary to make a track maintenance manual determining track maintenance periods using the standardization of damage types of track components such as: sleeper, fastener, elastic pad. In this paper, the damage types of high speed track components are investigated by referring domestic and foreign literatures. And then the damage types of rail given in UIC 712R is reclassified more particularly and classified damage types of track components using internal high speed railway. In conclusion, this paper suggests standardization for damage types of track components on internal high speed railway.

• 문화기술의 융합
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• 제8권3호
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• pp.239-244
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• 2022

본 연구는 현장조사 및 실내시험을 바탕으로 궤도형식별 열화에 영향을 미치는 핵심매개변수를 도출하였다. 기존 궤도 열화모델은 자갈궤도에 국한된 모델로서 콘크리트궤도의 열화평가는 연구된 것이 없는 실정이다. 본 연구에서는 운행선 궤도형식별 다양한 궤도구조의 특성이 반영된 열화요인을 도출하고자 궤도구성품의 성능수준 및 상태평가를 위한 실내시험을 수행하였다. 또한 궤도유지관리 이력데이터에 대한 분석을 통해 궤도열화 및 유지관리에 영향을 미치는 매개변수를 도출하였다. 현장조사, 궤도유지관리 이력데이터 분석 및 현장시료를 이용한 궤도구성품의 성능시험을 통해 궤도성능기반의 궤도열화 매개변수는 궤도침하 및 궤도지지강성에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 도상자갈과 방진패드인 것으로 분석되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.86-93
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• 2010

레일마모는 열차의 주행안전 및 승차감에 미치는 영향이 크고, 소음 진동의 주요원인으로 작용한다. 또한 레일마모가 발생할 경우 궤도구조의 파괴를 촉진시킴으로써 차량 및 궤도유지보수비를 크게 증가시킨다. 따라서 현장에서 발생하는 마모 원인을 체계적으로 분석함으로써 마모를 저감할 수 있도록 차량운행 조건과 선로선형 및 궤도구조를 설계하는 것은 중요한 과제이다. 본 연구에서는 궤도의 효율적인 유지관리를 위해 궤도를 구성하고 있는 레일, 체결구, 침목, 도상 등의 요소를 고려하여 레일 궤도의 생애주기 거동 및 유지관리 특성을 분석하였다. 또한 축적된 진단/검측 데이터로부터 궤도 구성품의 건전도를 평가할 수 있는 방법을 정립하고 잔존수명을 예측하여 효율적 유지관리를 실현할 수 있는 기법 개발을 위하여 지하철 레일단면마모데이터를 이용한 구간 특성에 따른 시간-마모량의 확률적 분포 변화와 다중회귀 분석을 수행하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제5권4호
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• pp.379-385
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• 2019

본 연구는 도시철도 콘크리트궤도 목침목 분기기의 손상현황 및 손상유형별 원인을 분석하고자 현장조사를 수행하였다. 또한 약 24년간의 분기기 유지관리이력을 열차 통과톤수와 연계하여 운영 호선별로 구분하여 손상발생빈도와 연계분석하고 현재까지 수행되어온 손상항목별 궤도보수내용의 적정성을 비교 분석하였다. 도시철도 콘크리트 도상에 적용된 목침목 분기기의 특성상 목침목 하부에 삽입되어 있는 침목방진패드의 성능유지가 중요하다. 현장조사결과 목침목 분기기 궤도구조의 적정탄성 수준 부족에 따른 손상 및 다양한 유형의 레일손상이 조사되었으며, 레일의 손상은 독립적인 손상이 아닌 다른 궤도구성품의 손상에서 기인되어 유발되는 경우도 다수 발견되었다. 분기기 궤도구성품별 손상빈도 분석결과, 손상발생빈도는 레일, 타이플레이트, 나사스파이크, 목침목 순으로 나타났으며 이를 바탕으로 목침목 분기기 궤도구조의 주요 손상유형은 목침목의 변형에 따른 나사스파이크와 타이플레이트의 고정상태불량에서 기인된 손상이 주요 손상유형으로 분석되었다. 연구결과, 분기기에 적용된 목침목의 변형은 레일체결장치구성품의 고정상태 불량을 초래하고 이로 인한 연계손상이 유발될 수 있음을 현장조사결과를 바탕으로 분석하였다. 또한 분기기의 중점 점검항목 및 현행 분기기 점검 시트의 보완점을 도출하여 개선 안을 제시하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권6호
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• pp.667-674
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• 2022

침목플로팅궤도(STEDEF)의 콘크리트침목은 2개의 콘크리트블럭을 타이바로 연결하여 구성된 형태이며 침목방진패드 및 침목상자와 도상 콘크리트층에 매립되어 레일로 전달되는 열차하중을 지지하고 하중을 도상으로 분산시키는 역할을 수행하는 주요 궤도구성품이다. 침목방진패드는 열차의 반복운행에 따른 누적하중 증가, 장기간 사용에 따른 열화로 인해 재료적 성능이 저하되어 다른 궤도구성품의 손상을 유발할 수 있다. 실제 형상과 동일한 3D 모델링으로 운행하중 조건에서 발생되는 침목플로팅궤도구조의 거동을 파악하고, 수치해석을 통해 침목방진패드의 스프링강성 변화가 콘크리트침목의 손상에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과, 침목방진패드의 좌·우측 스프링강성 증가는 콘크리트침목의 최대 응력 및 인장응력, 변위는 증가하고 레일 직하부 침목의 최대 압축응력은 감소하며, 타이바접촉부 콘크리트에서 응력집중이 되는 것으로 분석되었다. 이는 현장조사결과의 콘크리트침목 손상유형과도 일치하는 것으로서 침목방진패드의 장기간 사용에 따른 스프링강성 변화는 콘크리트침목의 응력 증가를 초래할 수 있으며, 좌우 침목의 침하량의 차이가 증가되어 콘크리트침목의 손상에 영향을 미칠 수 있음을 해석적으로 입증하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.374-374
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• 2011

최근 철도의 도심통과구간이나 선하역사 건설이 증가하고 있어 철도 진동과 이로 인한 2차 소음을 효과적으로 차단할 수 있는 대책이 시급히 필요하다. 지금까지 개발된 기술 가운데 가장 효과적으로 진동을 차단할 수 있는 대책은 스프링을 이용하여 궤도 전체를 하부구조와 분리시키는 플로팅 슬래브궤도 공법으로 이미 국외에서는 플로팅 슬래브궤도의 방진설계와 핵심 구성요소인 방진장치에 대한 원천기술이 확보되어 많은 부설실적을 확보하고 있으나 국내에서는 아직 시스템 설계기술과 관련 구성품 설계기술이 확보되어 있지 못하기 때문에 대부분 국외에서 개발된 시스템을 그대로 도입하고, 핵심 구성품인 방진재료는 모두 수입에 의존하는 등 관련 기술의 자립도가 매우 낮은 실정이다. 그러므로 국내외 시장에서의 기술 경쟁력을 확보하기 위해서는 플로팅 슬래브궤도 시스템 및 구성품의 설계기술을 비롯한 핵심기술의 개발이 시급하다. 본 연구에서는 기존의 연구결과를 바탕으로 시공 중 방진장치를 이용하여 슬래브를 리프팅할 때 인상 시기의 차이나 거치 후의 단차에 의해 발생되는 단면력에 대해 슬래브와 전단연결재의 구조적 안전성을 검토하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.498-505
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• 2016

간선철도 고속화에 대비하여 유지보수를 고려한 최적 자갈도상 궤도구조 정립을 위한 기초연구로 국내 자갈도상 궤도 구성품들을 조합한 실대형 시험을 실시하여 궤도 침하 특성을 분석하였다. 실대형 시험 결과 유지보수 저감을 위해서는 패드만을 고탄성화 하였을 경우의 효과는 미비하였으며, 패드의 고탄성화와 더불어 침목 중량화 또는 침목 중량화 및 도상두께를 증가 하였을 경우에 그 효과가 크게 나타났다. 간선철도 고속화에 따른 최적의 자갈도상 궤도구조는 초기 건설비와 본 논문에서 제시한 궤도 침하 특성에 따른 유지보수비를 고려한 경제성 분석을 통해 최종 정립되어야 할 것이다.

• 문화기술의 융합
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• 제7권3호
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• pp.517-522
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• 2021

약 본 연구에서는 도시철도 교량상 급곡선(R=180m) 구간에 부설되어 있는 침목 하부에 방진패드가 부착된 자갈도상 궤도구조의 콘크리트침목 손상유형에 대한 원인을 검토하고, 침목중량화 및 도상자갈 개량에 따른 콘크리트침목의 손상저감 효과를 분석하였다. 이를 위해 대상 교량에 부설되어 있는 콘크리트침목의 손상(균열) 발생 유형을 조사하였으며, 종합검측차를 활용하여 획득한 궤도틀림과의 상관관계를 통해 비교·분석하였다. 또한 수치해석 프로그램을 활용하여 궤도구조별 콘크리트침목 구성품에 발생하는 응력을 검토하여 개량에 따른 콘크리트침목의 손상 저감 효과를 입증하였다. 분석결과 궤도틀림이 심한 구간에서 침목의 축방향 균열이 주로 발생하였으며, 수치해석결과 궤도구성품 및 콘크리트침목에 발생하는 응력은 4-Anchor를 사용하는 체결구조에서 하중 분산 효과에 따라 발생하는 응력 수준은 작게 나타났다.