• 문화기술의 융합
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• 제6권2호
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• pp.461-466
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• 2020

본 연구는 도시철도 콘크리트궤도에 적용된 침목플로팅궤도와 목침목 분기기 궤도의 궤도지지강성과 궤도충격계수의 상관관계분석을 위해 운행선 현장측정을 수행하여 분기기 궤도의 위치별 궤도지지강성과 궤도충격계수를 측정하였다. 본선의 일반 궤도구조인 침목플로팅궤도의 궤도지지강성은 침목방진패드의 스프링강성에 지배적인 영향을 받는 것으로 분석되었다. 일반궤도와 분기기 위치별 궤도지지강성의 차이는 궤도충격계수에 직접적인 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 연구결과, 침목플로팅 궤도구조와 분기기 궤도구조의 궤도지지강성과 궤도충격계수는 위치별로 큰 차이를 나타내는 것으로 나타났다. 따라서 본선 일반구간과 분기기 궤도의 궤도지지강성의 편차를 최소화 하여 궤도충격을 저감시키는 방안이 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.262-270
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• 2011

궤도지지강성은 차량이 주행함에 있어 궤도와 차량에 매우 큰 영향을 미치며, 이는 궤도 파괴이론에 근거한 궤도유지관리와 승객의 승차감에 영향을 준다. 또한 궤도설계 시 고려되는 궤도지지강성은 이론에 근거한 계산치이며 이는 공용중인 궤도에서의 실제 궤도지지강성과는 상이하다. 따라서 본 연구에서는 현장측정을 통해 동적 윤중과 레일수직변위, 레일저부응력을 측정하여 궤도지지강성을 산출하였고 이를 이론 궤도지지강성과 비교 분석하였다. 현장측정결과 자갈도상궤도에서의 궤도지지강성은 자갈의 상태에 직접적인 영향을 받으며 콘크리트궤도의 경우 궤도구조별(일반적인 침목매입식, 레일플로팅, 침목플로팅) 궤도구조특성에 직접적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 그러나 자갈 및 콘크리트궤도 모두 설계 시 적용되는 궤도지지강성이 측정된 궤도지지강성에 비해 과소평가되는 것으로 분석되었다. 이는 공용중인 궤도의 상태평가 시 현장의 궤도상태를 반영하지 못한 예측 및 평가가 될 소지가 있을 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 궤도구조형식 및 궤도상태별 궤도지지 강성의 범위를 실험적으로 제시하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권3호
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• pp.335-340
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• 2020

본 연구는 도시철도 침목플로팅궤도인 STEDEF궤도구조에 사용되는 침목방진패드의 교체 필요성 및 궤도전반의 거동에 미치는 영향을 실험적으로 분석하고자 침목방진패드 교체 전, 후의 궤도 동적거동을 현장측정을 통해 비교 분석하였다. 연구결과, 노후된 침목방진패드를 신품으로 교체하는 것만으로도 궤도지지강성의 균일성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다. 또한 침목방진패드 교체를 통해 당초 설계 시 고려했던 궤도지지강성의 수준을 회복할 수 있음을 실험적으로 입증하였다. 침목방진패드 교체 이후 측정 궤도충격계수가 대부분 설계기준 이하로 크게 저감되는 것으로 나타나 침목방진패드의 교체를 통해 궤도지지강성을 설계 당시의 수준으로 회복함으로써 동적 윤중 증폭을 감소시킴으로서 궤도에 작용하는 충격을 저감시킬 수 있는 것으로 분석되었다. 따라서 시기적절한 침목방진패드의 교체를 통해 궤도지지강성을 설계 시 고려했던 수준으로 회복시키고 궤도충격수준을 저감시킬 수 있으며 이는 궤도재료 전반의 내구성 확보 및 사용수명을 향상을 위해 중요한 요인인 것으로 분석되었다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권2호
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• pp.535-541
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• 2020

현행 탄성 재료 교체 및 성능평가는 작업성 및 작업공정이 매우 복잡하고 시간도 많이 소요됨은 물론 탄성 재료의 교체시기를 사전에 파악하기 어려운 반면, 본 연구에서 제시한 방법은 탄성 재료의 궤도지지강성 변화율을 상품 한계치와 기능 한계치를 비교 표시해 줌으로써 탄성 재료 교체의 필요성 및 교체 전, 후의 궤도지지강성 개선효과를 현장에서 즉각적으로 실험데이터를 바탕으로 입증이 가능하다. 또한 궤도지지강성 평가 소프트웨어를 이용하여 현장시험을 통해 획득한 탄성 재료에 대한 성능평가 데이터가 관리자 컴퓨터에 통합 관리되기 때문에 탄성재료의 교체시기 및 위치를 파악함으로써 교체 계획 수립 및 유지관리 이력 관리가 가능하다. 따라서 선로 순회하는 작업시간 동안 다수의 측점에서 탄성재료의 성능 및 상태를 현재 운영상태에서 궤도성능(궤도지지강성) 및 궤도재료의 내구성능(노후화 수준, 물성변화율 등)을 평가함으로써 시기적절하게 탄성재료를 교체할 수 있으며, 지속적으로 탄성재료의 성능변화(열화)상태를 모니터링 할 수 있어 궤도유지관리에 활용도가 높을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.163-170
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• 2005

궤도상부(레일, 체결구, 침목)를 완전하게 잘 지지하기 위해서는 궤도하부(도상, 노반)가 충분한 강도를 가지고 균질한 강성을 가져야 한다. 궤도의 수직지지강성은 궤도하부의 상태(세립분 함량, 함수비)에 크게 영향을 받는다. 따라서 궤도의 수직지지강성을 평가하기 위하여 궤도하부의 상태를 평가하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 궤도하부의 상태를 진단할 수 있는 GPR/PBS/LFWD로 구성된 궤도기초상태평가법을 제안하였다. 제안된 궤도기초 상태평가법의 적용성을 평가하기 위하여 실내 실험 및 현장시험을 수행하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권3호
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• pp.347-352
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• 2020

본 연구는 현장측정결과를 바탕으로 도시철도 침목플로팅궤도 (STEDEF)에 사용되는 침목방진패드의 스프링 강성 변화율에 따른 궤도충격계수 변화수준의 경향성을 분석하고, 현장측정결과와 실내 700만회 피로시험결과의 상관관계를 입증하였다. 또한 도시철도 STEDEF 궤도구조에 사용되는 침목방진패드의 비선형 피로거동특성이 고려된 침목방진패드의 피로영향선도를 제시하였다. 현장측정결과를 바탕으로 분석한 궤도충격계수-궤도지지강성 선도의 침목방진패드 스프링강성 변화율 30% 이상에 대한 궤도충격계수의 비선형 특성이 피로시험결과와 일치하는 것으로 분석되었다. 대부분의 침목방진패드 시료에서 침목방진패드 규격서에서 명시한 정, 동적 스프링강성 기준치를 상회하는 수준으로 나타났으며, 작은 하중범위에서의 변위가 큰 침목방진패드의 소재적인 특성을 감안할 때 열차하중을 부담하는 침목방진패드의 전체적인 탄성변위량이 클수록 연행집중하중으로 작용하는 열차 하중에 의한 탄성변위의 회복속도가 늦어지고 탄성변위향은 작아지게 되므로 정적 대비 동적 스프링 강성의 비가 커지게 된는 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.5-12
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• 2013

철도노반에서 임계속도효과는 시간영역에서의 유사-공진현상으로서 차량의 주행속도와 노반표면파의 군속도대역이 중첩되면서 에너지가 증폭되는 현상을 의미한다. 과거에는 열차의 주행속도가 낮고 지반의 군속도가 높았기 때문에 문제가 되지 않았으나, 열차속도가 고속화되면서 임계속도효과가 궤도틀림에 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 현재까지는 임계속도에 대하여 주로 이론적인 분석만 제시되었는데 실질적인 임계속도효과를 효율적으로 평가하기 위해서는 궤도 및 노반의 지지강성을 현장조건과 유사하게 고려하는 것이 필요하다. 그래서 본 논문에서는 유한요소해석을 이용하여 궤도 및 노반의 지지조건을 고려한 임계속도해석을 수행하였다. 궤도조건은 자갈궤도와 콘크리트궤도로 구분하였으며 노반의 지지강성은 10~300MPa범위에서의 임계속도영향을 평가하였다. 해석결과 노반의 지지강성에 따른 변형증폭을 확인하였으며, 궤도지지조건에 대한 임계속도영향도 매우 큰 것으로 나타났다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권6호
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• pp.1057-1063
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• 2023

본 연구대상인 도시철도 침목플로팅궤도(STEDEF)는 구조물로 전달되는 진동을 저감시키기 위한 방진궤도이다. 현재 침목플로팅궤도의 침목방진패드 교체주기(정적 스프링강성 변화율, 25±2%)는 하중기반(궤도충격계수와 궤도지지강성)으로 설정되어 운영중인 실정이다. 그러나 대부분의 선행연구는 침목방진패드의 피로수명평가와 스프링강성 증가에 따른 궤도충격계수 및 궤도지지강성의 증가 등 하중기반의 구조적 안전성 측면의 연구가 진행되었다. 따라서 본 연구에서는 분석 구간별 도상 진동가속도를 측정하고 700만회 피로시험결과를 이용하여 구간별 침목방진패드 스프링강성을 산출하고자 한다. 구간별 산출한 침목방진패드 스프링강성을 해석제원으로 설정하여 도상 진동가속도를 해석적으로 도출하였다. 구간별 해석 도상 진동가속도가 현장측정 도상 진동가속도 범위 이내로 나타나 해석모델링의 적정성이 검증되었다. 도출된 스프링강성 변화에 따른 진동가속도 선도(g-k curve)를 이용하여 측정 도상 진동가속도로 침목방진패드 스프링강성을 추정하고자 한다. 따라서 측정 도상 진동가속도를 이용한 운행선로의 침목방진패드 스프링강성을 추정할 수 있는 기법을 제시하고자 한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.95-103
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• 2009

교대나 교각 위 교량 슬래브 단부의 변형은 궤도 틀림이나 유지보수의 주요 원인이 되고 있으며, 특히 콘크리트 슬래브궤도가 설치되는 경우에는 궤도구조의 강성과 교량 슬래브와의 일체 성으로 레일 및 지지구조의 사용성에 심각한 영향을 미치는 변형과 추가하중이 발생하게 된다. 이번 연구에서는 교량 슬래브 단부 변형으로 인해 발생하는 궤도구조의 사용성에 영향을 미치는 인자를 파악하고 매개변수 해석을 통해 변수 별 영향 정도를 파악하였다. 연구 결과 단경간교 보다 연속교가 레일 지지점 하중 감소에 유리하고, 마지막 레일 지지점과 교량받침 사이 간격, 교량받침 강성, 체결구 강성이 사용성에 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1D호
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• pp.125-132
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• 2006

본 연구에서는 터널 내에서 자갈도상궤도와 콘크리트 슬래브궤도 등 궤도 형식에 따른 궤도와 차량의 진동특성을 규명하기 위해 자갈도상궤도와 콘크리트 슬래브궤도가 부설된 경부고속철도 터널 내에서 궤도와 KTX 차체의 진동가속도를 측정하여 주파수 해석을 수행하였으며, 이를 통해 궤도 형식에 따른 레일, 침목, 자갈도상, 슬래브 등 궤도 구성품과 터널 라이닝 등 궤도의 진동과 차체의 진동 특성을 분석하고, 그 상관관계를 분석하였다. 측정결과에 따르면 터널 내에서는 80Hz 대역의 주파수에서 레일과 차량의 진동이 크게 증가하였고, 특히 콘크리트 슬래브궤도가 부설된 터널에서 진동이 더욱 크게 나타났다. 연구결과에 의하면 레일 지지 스프링의 동적특성의 변화에 따라 차량을 포함한 전체 시스템의 진동특성이 달라질 수 있으며, 따라서 콘크리트 슬래브궤도의 지지강성을 결정하는 데 있어서 시스템 측면에서 차량의 진동과의 상호관계를 고려해야 한다.