• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.14 no.1
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• pp.57-65
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• 2011

The estimation of traffic safety and passenger comfort when the train is running on the bridge is a estimation unique to the railway bridge. The standards for such estimation are included in the Eurocode, the Shinkansen design criteria, and the design guideline of the Honam High-speed railway. The items are bridge responses including vertical displacement of bridge, vertical acceleration, and slab twist. In principle, a direct estimation based on the train responses has to take place. However, the estimation based on the bridge responses can be seen as an indirect estimation procedure for the convenience of the bridge designer. First, it is general practice that traffic safety can be verified as a derailment coefficient or wheel load decrement The general method of estimating passenger comfort is to calculate the acceleration within the train car-body. Various international indexes have been presented for this method. In the present study, traffic safety and passenger comforts are estimated directly by bridge/train interaction analysis. The acceleration and wheel load decrement are obtained for the estimation of traffic safety and passenger comforts of a suspension bridge which has main span length of 300m. Also, the consideration of seismic load with simultaneous action of moving train is done for bridge/train/earthquake interaction analysis.

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.20 no.2
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• pp.35-43
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• 2021

In this paper, the sub-structuring technique-applied train-bridge interaction analysis model, which is formulated based on the simplified three-dimensional train-bridge interaction analysis model for high-speed bridge-train interaction analysis, is presented. In the sub-structuring technique, the super-structure and the supporting structure of railway bridges can be modeled as sub-structures, and train-bridge interaction analysis can be efficiently performed. As a train analysis model, two-dimensional train model is used, and the Lagrange equation of motion is applied to derive the equation of motion of two-dimensional train. In the sub-structuring technique, the number of degrees of freedom can be reduced by using the condensation method, thus reducing the time and cost for calculating the eigenvalues and eigenvectors, and the time and cost for the subsequent calculation. In this paper, Guyan reduction method is used as sub-structuring technique. By combining simplified three-dimensional bridge-train interaction analysis and Guyan reduction method, the efficient and accurate bridge-train interaction analysis can be performed.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.477-480
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• 2011

장경간 케이블 교량은 과도한 변위 발생 등의 이유로 엄격한 안전성 및 사용성이 요구되는 철도교량에서는 제한적으로 적용되고 있다. 즉, 철도교량으로서 요구되는 주행안전성과 승차감을 만족하기 위해서는 면밀한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 교량/열차 상호작용 해석을 수행하여 열차에서의 응답을 통해 교량 상을 주행하는 열차의 주행안전성 및 승차감을 직접적으로 평가하고자 하였다. 즉, 중앙경간 300m의 현수교를 주행하는 KTX 열차에 대하여 열차 내부의 가속도와 윤중감소율을 구해 평가하는 방법을 취하였다. 또한, 이동 열차하중과 지진하중이 동시에 작용할 경우를 고려한 교량/열차/지진 상호작용해석을 수행하여 지진 시의 응답을 평가하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.473-476
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• 2011

본 논문에서는 열차와 교량의 상호작용과 주행속도에 의해 결정되어지는 진동지속시간과 차체연직가속도 증폭효과를 고려하여 철도교량의 진동사용성 허용처짐을 제시하고자 하였다. 열차가 교량을 통과할 때의 처짐 형상을 사인파로 가정하고 열차와 교량의 상호작용을 진동전달함수로 표현하여 철도교량의 진동 사용성 허용처짐을 유도하였다. 그리고 진동지속시간을 고려하기 위해 연직가속도 허용기준으로서 진동지속시간을 고려한 교량구조물의 진동사용성기준을 사용하였다. 매개변수연구를 통하여 열차 주행속도의 증가에 비례하여 차체연직가속도는 증가하지만 교량최대변위의 변화는 미미함이 확인됨으로 인하여 차체연직가속도 증가와 동반하여 연직가속도 허용기준역시 증가하는 것을 보정할 필요가 있을 것으로 판단하였다. 따라서 전개된 철도교량의 진동사용성 허용처짐식에 매개변수연구를 통하여 가정한 가속도 증폭계수를 적용하여 열차의 증속에 의한 가속도증폭효과를 고려하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.4D
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• pp.523-533
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• 2009

The purpose of the present study is to examine the dynamic interaction characteristics between moving maglev vehicle and guideway bridge system. For this purpose, the dynamic governing equation of 2-dof maglev vehicle using optimal feedback control scheme of LQG was derived with or without consideration of the dynamic interaction between vehicle and guideway bridge system. From the parametric study, it was found that the dynamic interaction effect between bridge and vehicle was large in case of neglecting the railway roughness effect. But if the railway roughness effect was considered, it was observed two analysis results with or without consideration of the dynamic interaction did not show big difference. As a conclusion, it is required to take into account the dynamic interaction effect of bridge and maglev vehicle and the railway roughness for precise evaluation of runnability of maglev vehicle and impact factor of guideway.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.31-34
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• 2010

본 논문에서는 교량의 자유진동 모드의 중첩원리를 이용하여 KTX-교량의 동적상호작용 해석법을 제시한다. 이를 위하여 모드중첩법에 기초한 3차원 교량-차량의 에너지 식으로부터 에너지원리를 적용하여 교량과 차량의 상호작용을 고려할 수 있는 운동방정식을 유도한다. 이때 운동방정식의 해는 Newmark-${\beta}$ 방법을 사용한다. 그리고 궤도의 불규칙성은 FRA의 6등급 분류규정을 고려하여 각 등급별로 고속철도의 열차속도에 따르는 응답을 분석한다. 실제 고속철도에 사용되는 PSC 박스형 교량을 상용프로그램(MIDAS)를 이용하여 모델링하고 그로부터 각 모드별 형상을 얻어내어 본 논문에서 개발한 열차-교량 상호작용 프로그램에 입력하여 상호작용 해석을 수행한다.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.10 no.6
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• pp.27-34
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• 2010

Recently, high-speed railway systems have gained increased interest as a means of environmental friendly transportation, and numerous bridges for high-speed railways have been constructed accordingly. However, bridge design for high-speed railways requires more consideration than conventional railway design because fast-moving trains will lead to significant impact on bridge structures. Thus, this research proposes a revised design considering both bridge-rail longitudinal interaction and dynamic effect of trains to ensure stability of fast travelling trains. To validate the proposed design algorithm, numerical analyses are performed and compared using a constructed 250 m long bridge with 5 spans for a high-speed railway. From the numerical results, the proposed optimum design of high-speed railway bridges exhibits the most economic life-cycle-cost (LCC) when compared with several existing design approaches.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.35-38
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• 2010

본 논문에서는 flexible guideway 교량과 능동적으로 제어되는 자기부상 열차간의 동적 상호작용에 대한 수치해석 모델을 개발하였다. 중 저속 자기부상열차의 동적 응답에 대한 열차와 guideway 사이의 특성에 대한 연구를 실시하였다. 동적 지배방정식은 10자유도계의 자기부상열차 모델, guideway구조물의 모드 특성과 UTM02 부상제어모델을 결합함으로써 유도하였다. 수치해석으로부터 열차의 부상공극은 차량의 속도, 트랙조도의 영향을 크게 받는 것을 발견하였다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.14 no.5
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• pp.93-101
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• 2010

The effects of braking of trains and roughness of rails on the dynamic behavior of bridges are studied. The train-bridge interaction is considered by solving Lagrange's equation of motions. Newmark's direct integration is used to solve the governing equations. Dynamic train loads acting on piers at each time step are evaluated, and the wheel-rail roughness effect is considered by using the PSD curve of the rail. The model of braking forces in bridge section is based on the change of deceleration mentioned in ASTM(American Society for Testing and Materials) E503-82. Only skidding frictions without considering rolling frictions are modeled, and the friction coefficient of 0.25 is assumed. Parametric studies in a simply supported PC Box girder bridge are carried out to verify the present method and to analyze the effects of train speed, wheel-rail roughness, braking forces on dynamic train loads.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.4 no.4
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• pp.111-116
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• 2000

경간사이에 creep-coupler가 설치된 경부 고속철도 교량에 TGV-K 열차의 제동에 의한 교량의 종방향 동적거동을 해석하였다. 교량은 40m 길이의 2경간 연속교이며, 종방향 충격 하중을 인접 경간 혹은 교대로 전달하기 위한 목적으로 인접하고 있는 두 교량 사이의 creep-coupler가 설치되었다. 철도교의 경우에는 레일에 대한 종방향 축력검토가 매우 중요하므로, 이를 지지하고 있는 교량의 하부구조(교각과 기초)의영 향을 고려한 교량의 동적거동해석이 요구된다. 본 연구에서는 TGV-K의 실제 제동하중에 의한 KHSR(Korea high speed railway)에 건설중인 실제교량의 동해석을 하부구조와 동특성치를 고려하여 수행하였다. TGV-K는 객차사이에 대차가 위치하므로 전체 열차의 모델링이 한꺼번에 이루어 져야한다. 동핵석을 위해서 열차의 3차원 수치모델링이 이루어졌다. TGV-K의 제동은 동력차의 전기적인 제동에 의한 회생제동력(regenerative braking force)과 객착의 기계적인 판제동(disk braking)으로 이루어진다. 이러한 제동작용의 고려에 실제 TGV-K의 제동함수가 사용되었다.