• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.489-492
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• 2011

장대레일 궤도의 부동구간에서 발생되는 과도한 축력은 혹서기 궤도의 좌굴을 유발시켜 주행하는 열차의 안정성을 위협할 수 있다. 궤도 제원을 제외한 압축응력과 관련된 레일온도 인자, 궤도 강성과 관련된 도상저항력, 궤도의 초기결함인 궤도틀림과 같은 인자들은 기후조건, 궤도 운영조건, 유지관리조건 등에 의해 임의적으로 변동되는 불확실성이 높은 궤도 매개변수이다. 그러므로 장대레일 궤도의 좌굴은 불확실성이 높은 현상임을 알 수 있다. 따라서 궤도 매개변수들의 불확실성 및 임의성을 합리적으로 고려하기 위해서는 확률론적 접근방법의 적용이 필수적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 기존 본 연구진에 의해 개발된 장대레일 궤도의 좌굴확률 평가시스템을 이용하여 장대레일 축력을 산정하기 위한 필수요소인 중립온도의 확률분포 특성에 따른 좌굴 안정성을 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제34권3호
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• pp.196-207
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• 2024

근래 들어 도심지 구간에서 공동주택 건설과 같은 개발행위가 빈번히 이루어짐에 따라 운영 중인 기존 지하철과 인접하여 지상구조물이 시공되는 경우 지하철 구조물 및 궤도에 영향을 끼쳐 안정성 및 사용성에 문제를 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 지하철 인접 지상구조물 시공시 기존 지하철의 안정성 확보를 위한 종합관리대책을 제안하였다. 기존 지하철에 대한 근접도 평가, 기존 구조물 안정성 검토, 궤도 안정성 검토, 집중관리구간 선정 및 계측계획 수립 등의 4단계 종합관리대책을 수립하여 인접시공 영향을 최소화하였다. 1단계 근접도 평가를 통해 계측 점검주기를 선정하고, 2단계 시공단계 및 지하수 영향을 고려한 3차원 수치해석을 통해 기존 지하철 및 정거장 구조물의 변위, 응력 등 안정성을 검토하고, 3단계 궤도틀림 등 궤도 안정성을 검토하여 열차운행의 안전성을 검토하며, 4단계 수치해석 결과를 바탕으로 변위 집중구간을 집중관리구간으로 선정하여 중점적인 계측관리가 수행하도록 제안하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제5권2호
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• pp.355-360
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• 2019

본 연구에서는 고속열차 주행 중 발생하는 풍하중 안정성 검토조건을 준용하여, 열차속도 300km/h와 360km/h에 대한 고속선로용 고무보판 패널 구조의 열차 풍하중에 대한 구조적 안정성을 검토하였다. 이를 위해 고무보판 패널 시스템이 가장 복잡한 구성으로 설치될 수 있는 현장조건을 적용하여 3차원 해석모델링을 이용한 정밀 수치해석을 수행하였으며, 이를 통해 고속열차 풍하중에 대한 고무보판 패널 시스템의 구조적 안정성을 해석적으로 입증하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.78.1-78.1
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• 2010

장대레일 궤도는 재료적인 불확실성 및 구조계의 기하학적 불확실성이 매우 높은 시스템으로 궤도 좌굴의 위험이 상존한다. 그러므로 궤도 환경이 열악한 혹서기 장대레일 궤도의 안정성을 합리적으로 평가하는 연구는 매우 중요하다. 궤도 좌굴에 직접적 영향을 미치는 레일온도는 현재 지역의 대표 대기온도에 따른 추정된 레일온도로 사용하고 있는 실정이지만 기후조건에 따라 레일온도가 변동되기 때문에 이를 고려하여 확률분포로써 반영하는 것이 합리적이다. 본 연구는 현장 기후요소 및 레일온도 측정 실험을 수행한 자료들을 DB화하여 혹서기 장대레일 궤도의 안정성 향상 및 신뢰성 확보에 기여하고자 한다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.185-185
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• 2011

기존 장대레일 궤도의 안정성 평가는 궤도 매개변수에 대하여 고정된 안전측의 값을 사용하는 결정론적인 해석에 의존해서 평가되어져 왔다. 그러나 실제현장의 궤도조건은 많은 영향인자들에 의해 그 특성이 불확실하게 변하고 있다. 따라서 온도하중에 의한 궤도 좌굴에 영향을 미치는 궤도 구성인자들의 불확실성 및 임의성을 보다 합리적으로 고려하기 위해서 확률론적 기법을 적용하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 기존 본 연구진에 의해 개발된 장대레일 궤도의 좌굴확률 평가시스템을 이용하여 좌굴 취약도 곡선을 나타내었으며, 궤도 좌굴에 영향을 미치는 주요변수 중 하나인 도상횡저항력에 대한 영향을 분석하였다. 좌굴확률 평가시스템에서는 장대레일 궤도의 좌굴확률을 산정하기 위하여 구조물의 안정과 파괴를 판단할 수 있는 기준을 한계상태방정식으로 표현하고, 이 한계상태방정식으로부터 확률론적 기법 중 하나인 AFOSM(Advanced First Order Second Moment) 방법을 이용하여 파괴확률의 간접적인 지표인 신뢰도지수(${\beta}$)를 통해 좌굴확률을 계산한다. 한계상태방정식에서 구조물의 강도(보유성능)에 해당하는 부분은 궤도의 허용좌굴온도이고, 하중(요구성능)에 해당하는 부분은 레일온도하중으로써 현재 레일온도와 중립온도의 차로 반영된다. 허용좌굴온도 산정에 고려되는 주요변수는 곡선반경(Radius), 도상횡저항력(Lateral Ballast Resista nce), 연직도상강성(Vertical Ballast Stiffness), 궤도 틀림량(Misalignment), 틀림길이(Half Wave Length), 열차운행속도(Velocity)이다. 각 확률변수들이 갖는 확률분포는 모두 정규분포로 가정하였다. 궤도의 기하학적 특성은 곡선반경 5,000m에 대해 고려하였으며, 열차는 KTX의 제원을 사용하여 정지된 상태에서 고려하였다. 틀림량과 틀림길이는 이에 대한 통계적 특성자료가 부족하여 확률변수로 고려하지 않고 결정론적 값으로 취급하였다. 레일온도의 통계적 특성치는 본 연구진에 의해 구축된 기후요소 및 레일온도 DB를 근거로 결정하였으며, 중립온도는 선로관리지침에 따라 $25{\pm}3^{\circ}C$를 기준으로 결정하였다. 또한 도상횡저항력은 실측 데이터를 참고로 하여 평균값에서 10%의 변동량을 갖는 것으로 보고 통계적 특성치를 결정하였다. 도상횡저항력이 좌굴확률에 미치는 영향을 매우 큰 것을 알 수 있었으며, 레일온도 $60^{\circ}C$일 때 도상횡저항력이 증가하면서 감소되는 좌굴확률이 도상저항력이 커질수록 그 감소량이 작아지는 것을 알 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권9호
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• pp.620-627
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• 2015

Long continuous bridge deck can become contracted considerably as temperature drops, which can lead to a large expansion of sleeper span at the end of it. Since this huge sleeper span then can cause problems both with safety of train operation and structural stability of tracks, it is necessary to take the issue into consideration systematically in the designing process of the bridge. In this paper, an evaluation process through the analysis of train-track interaction was presented which can basically review the effects of the expansion of sleeper span at the end of long continuous bridge deck on the safety of the train and the structural stability of the track. The analyses of the interaction between the light rail train and tracks were carried out targeting the sleeper span as a main parameter. The safety of train operation and structural stability of tracks in a light rail system due to the expansion of the sleeper span were evaluated by comparing the numerical results with the related criteria.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.485-488
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• 2011

본 연구에서는 경부고속철도의 콘크리트궤도에서 열차주행안전측면에서 관리해야할 레일패드강성의 상한값을 차량 및 궤도의 동특성과 운영환경을 고려하여 결정하는 방법을 제시하였다. 차량과궤도의 상호작용의 해석의 중요 입력파라메타인 궤도틀림과 관련하여 프랑스 및 독일에서 제시한 궤도틀림 PSD(Power Spectral Density)와 경부 1단계구간 콘크리트궤도에서 계측한 궤도틀림 자료를 통하여 얻은 PSD를 기초로 하여 넓은 범위의 주파수영역에서 적용할 수 있는 콘크리트궤도의 궤도틀림 PSD를 제시하였다. 제시된 PSD 기준모델을 사용하여 시간영역에서의 궤도틀림 입력을 Random Generation을 통하여 구한 후 개발된 차량-궤도 상호작용해석 기법을 사용하여 레일패드에 따른 윤중감소율을 산정하였다. 산정된 윤중감소율에 대하여 국내 철도차량 안전기준에 관한 규칙의 탈선계수 규정을 적용하여 주행안전측면에서 허용할 수 있는 레일패드강성의 상한값을 제시하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권2호
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• pp.481-487
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• 2020

본 연구는 도시철도 선로를 인접하여 시공되는 대형굴착공사에 따른 기존 지하철 선로구조물의 구조적 안정성을 검토하고자 수치해석을 수행하였다. 수치해석을 바탕으로 단계별 시공과정에서 발생되는 궤도틀림의 영향을 해석적으로 도출하였으며 관련 기준과의 비교를 통해 궤도변형측면에서의 안정성을 검토하였다. 분석결과, 줄틀림과 면틀림과 같이 일정거리에서의 상대변위차를 바탕으로 평가되는 궤도틀림 항목의 경우 인접굴착공사 시종점부와 같이 기존 구조물의 변형이 시작되는 위치에서 가장 명확하게 발생되었다. 반면 궤도의 전반적인 연직 및 수평변위는 공사구간의 중심에서 최대변형이 발생되었다. 인접굴착공사에 따른 기존 구조물의 변형측면의 취약위치는 공사구간의 중심과 같이 구조물의 변형이 크게 발생되는 위치뿐만 아니라 궤도틀림 측면에서는 공사 시종점 구간이 취약위치가 될 수 있음을 해석적으로 입증하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.948-954
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• 2004

이 연구의 목적은 호남선과 경부선의 기존선 전철화 선로의 곡선부에서 G7 개발차량과 KTX 차량의 속도를 증가해서 주행했을 경우 궤도구조의 성능평가와 주행안전성를 측정 분석한 것이다. 구조안전성과 주행안정성 평가를 위해서 측정기준으로 정립하였으며 계측망도를 구성하여 현장 계측을 수행하였다. 윤중, 횡압과 레일수직, 수평변위, 침목수직변위, 레일응력을 측정하였으며 이 결과를 토대로 궤도구조의 부담력과 열차 주행안정성을 평가하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.692-700
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• 2007

국내에서 개발된 한국형 틸팅열차는 현재 시제차량 제작을 마치고, 충북선을 시작으로 시운전 시험이 단계적으로 진행되고 있다. 시운전 시험에서는 한국형 틸팅열차의 시스템 안정화를 위해 차량 외에 궤도, 구조물, 전차선, 신호 등 각 시스템 상호간의 인터페이스 검증이 필요하며, 선로구축물 분야에서는 개발차량의 증속이 궤도구조에 미치는 영향을 비롯한 궤도부담력 검토를 통해 궤도구조의 안정성과 주행안정성 평가가 수행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 틸팅차량이 기존선 선로중 취약개소인 곡선부를 증속할 때 궤도에 미치는 영향을 검토하고자, 현재 시운전 시험이 진행되고 있는 충북선 및 호남선 구간 중 일부 선호를 대상으로 틸팅차량 주행이 기존선 궤도성능에 미치는 영향을 분석하였다. 틸팅열차, 고속열차 및 일반열차(무궁화, 화물)가 기존선 주행시 궤도각부의 거동특성을 파악하기 위해 윤중, 횡압, 레일 휨응력, 레일 수직 횡변위, 침목 수직변위 등을 측정하여 비교 분석함으로써 향후 기존선 속도향상을 위해 투입될 틸팅차량이 궤도에 미치는 영향을 평가하였다.