• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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• pp.561-566
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• 2003

In this paper, a numerical method for evaluating the efficiency of vibration reduction of substructure under floating slab track is developed for optimal design of floating slab track. The equation of motion for train and track interaction system is derived by applying compatibility condition at the contact points between wheels and rails. The train is modelled by 3-masses system and the track by continuous support beam system. Numerical analyses are carried out to investigate the effects of train speed, stiffness and damping of slab-pad, and track irregularity upon vibration reduction in substructure under the track.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.694-702
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• 2017

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.

• 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.

• 문화기술의 융합
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• 제8권3호
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• pp.277-282
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• 2022

본 연구의 대상궤도구조인 침목플로팅궤도(STEDEF)는 상대적으로 얇은 콘크리트 침목(RC Block) 하부에 매우 소프트한 방진패드가 설치되어 있는 궤도형식으로서 방진패드가 콘크리트 강도 추정결과에 영향을 미칠 수 있을 것으로 예상되었다. 이에 본 연구에서는 일반적인 토목구조물의 콘크리트 압축강도 추정기법인 반발경도시험법을 철도 궤도의 콘크리트 침목에 적용하기 위한 현장 적용성 평가를 수행하였다. 본 연구에서는 일반적인 토목구조물과 다른 궤도구조의 특성이 반영된 콘크리트 침목의 강도추정기법을 분석하고자 공용중인 콘크리트 침목의 강도추정결과에 영향을 미칠 수 있는 매개변수 실험을 수행하였다. 연구결과, 콘크리트 침목의 단면형상을 고려한 적정 타격위치를 제시하였으며, 콘크리트 침목의 상태와 지지조건에 따른 강도추정결과의 차이를 도출하였다.

• 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.

• 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.

• 문화기술의 융합
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• 제8권5호
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• pp.515-524
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• 2022

도시철도 침목플로팅궤도(STEDEF)의 분기기는 콘크리트 도상에 매입된 목침목과 침목 하부의 침목방진패드로 구성된 방진궤도로서 침목방진패드의 열화 및 이에 따른 스프링강성의 변화가 침목지지조건의 변화를 초래할 수 있다. 현재 약 21년의 공용기간 동안 발생된 망간크로싱의 손상수량은 전체 부설수량 대비 약 17%로 조사되었으며, 사용 기간 15년 이후(누적통과톤수 약 5.5억톤)부터 손상 물량이 증가하는 것으로 분석되었다. 본 연구에서는 실물 망간크로싱과 차륜의 형상을 모사한 3차원 수치모델을 이용한 매개변수 해석(차륜의 위치, 침목지지조건 및 동적 윤중의 크기)을 수행하여 실제 현장에서 발생된 망간크로싱의 손상유형 및 발생원인을 분석하였다. 연구결과, 노즈부 주변 침목에 뜬침목이 발생된 경우, 설계 궤도충격계수가 적용된 동적윤중 작용 시 노즈부 단면의 발생응력이 항복강도를 초과하였으며, 이는 실제 현장에서 발생된 손상위치와 비교적 잘 일치하는 것으로 분석되었다. 따라서 망간크로싱의 손상을 최소화하기 위해서는 노즈부 주변의 침목지지조건을 일정한 수준으로 유지하고, 손상된 망간크로싱 교체 시에는 침목 하부 경계조건의 균일성 확보를 위해 침목방진패드를 함께 교체하는 것이 바람직할 것으로 분석되었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
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• pp.501-502
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• 2010

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.562-568
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• 2017

기존 선하역사의 소음 및 진동 문제를 해결하기 위해 제안된 사전 제작형 플로팅 슬래브 궤도는 길이 5m 정도의 슬래브 패널을 공장에서 제작하고 방진장치를 설치하여 일체화한 궤도이다. 이를 통해 별도의 열차 운행 중단 없이 급속 시공이 가능하여 신설역사 뿐 아니라 기존 선하 역사에 적용이 가능한 장점이 있다. 그러나 패널 길이가 5m로 짧아 실제 시공 구간 길이에 따라 다수의 패널이 설치되어야 함에 따라 궤도의 불연속 구간이 많이 발생한다. 또한 플로팅 슬래브 궤도의 작동 원리 상 일반 궤도에 비해 차량 운행으로 인한 과도한 변위가 발생할 여지가 있고 기존 궤도와의 접속부에서의 지지강성 차이로 인해 동적 불안정성이 발생할 우려가 있다. 본 연구에서는 사전 제작형 플로팅 슬래브 궤도에 대해 차량-궤도 상호작용 해석을 수행하여 윤중변동율, 차체가속도, 레일응력 및 상압력의 검토를 통해 동적 안정성을 확인하였다. 검토 결과 플로팅 궤도 구간 내에서의 동적 안정성은 확보하는 것으로 나타났지만 기존 궤도와의 접속부에서는 일부 기준을 초과하는 것으로 나타나 이를 해소하기 위한 방진장치 배치 방안을 제시하였다.