• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.508-517
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• 2018

본 연구에서는 교대에 작용하는 수평력을 저감시키는 총 11 케이스의 설계에 대한 건설비 분석을 실시하였다. 역T형 교대의 뒤채움재 개선과 토목섬유 보강재를 이용하여 교대를 보강한 철도용 보강 교대(Reinforced Abutment for Railways) 적용을 고려한 2종류의 교대 형식에 대하여 검토하였다. 첫 번째 종류의 경제성 분석에서는 역T형 교대의 배면 뒤채움 재료의 내부 마찰각을 $35^{\circ}$에서 $40^{\circ}$와 $50^{\circ}$로 증가시키는 케이스를, 두 번째 종류의 경제성 분석에서는 토목섬유를 적용한 철도용 보강 교대 설계 케이스에 대한 경제성을 비교 분석하였다. 뒤채움 재료의 개선을 통해 내부 마찰각을 $40^{\circ}$ 혹은 $50^{\circ}$로 적용할 때 교대에 가해지는 수평토압은 하중 조건에 따라 18~48% 까지 감소하였으나 교대 건설 비용 저감효과는 2.0~3.9%로 크지 않았다. 그러나, 철도 교대 구조로서 토목섬유 보강 교대를 적용한 결과 교대에 작용하는 수평력을 이론적으로 0까지 저감시킬 수 있어 교대 벽체 두께, 저판 길이 및 말뚝 기초의 수 및 재질 변경으로 최대 30%까지 건설비 저감 효과가 있는 것으로 검토되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.15-20
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• 2019

본 연구에서는 교대에 작용하는 수평력을 저감시키는 총 11 케이스의 설계에 대한 건설비 분석을 실시하였다. 역T형 교대의 뒤채움재 개선과 토목섬유 보강재를 이용하여 교대를 보강한 철도용 보강 교대(Reinforced Abutment for Railways) 적용을 고려한 2종류의 교대 형식에 대하여 검토하였다. 첫 번째 종류의 경제성 분석에서는 역T형 교대의 배면 뒤채움 재료의 내부 마찰각을 35°에서 40°와 50°로 증가시키는 케이스를, 두 번째 종류의 경제성 분석에서는 토목섬유를 적용한 철도용 보강 교대 설계 케이스에 대한 경제성을 비교 분석하였다. 뒤채움 재료의 개선을 통해 내부 마찰각을 40° 혹은 50°로 적용할 때 교대에 가해지는 수평토압은 하중 조건에 따라 18~48% 까지 감소하였으나 교대 건설 비용 저감효과는 2.0~3.9%로 크지 않았다. 그러나, 철도 교대 구조로서 토목섬유 보강 교대를 적용한 결과 교대에 작용하는 수평력을 이론적으로 0까지 저감시킬 수 있어 교대 벽체 두께, 저판 길이 및 말뚝 기초의 수 및 재질 변경으로 최대 30%까지 건설비 저감 효과가 있는 것으로 검토되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.765-776
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• 2016

본 연구에서는 철도 교대를 위한 표준단면을 선정하고, 선정된 단면에 대하여 토압산정방법과 내부마찰각에 따른 직배면과 가상배면에 작용하는 주동토압을 비교 분석하였다. 또한, 기존토압과 개량시행쐐기법의 토압을 이용하여 내부마찰각에 따른 교대의 외적 안정성, 부재력 및 경제성을 분석하였다. 본 연구로부터 가상배면에서의 주동토압은 직배면에서의 주동토압보다 크며, 내부마찰각이 증가함에 따라 감소한다는 것을 알 수 있었다. 기존토압(Rankine, Coulomb, 시행쐐기법) 및 개량토압(개량시행쐐기법) 모두 내부마찰각이 증가함에 따라 부재력은 크게 감소하였고, 경제성은 향상되는 것으로 평가되었다.

• 철도저널
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• 제18권4호
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• pp.40-43
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• 2015

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7949-7956
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• 2015

본 논문에서는 뒤채움을 선 시공하고, 교대를 후 시공하여 침하와 교대 수평 토압 및 변위를 저감할 수 있는 경제적인 교대 구조인 RAR(Reinforced Abutment for Railroads)을 제시하고 수치해석으로 성능을 확인하였다. 먼저 유한요소 해석 프로그램을 이용하여 기존교대에서 발생하는 접속부의 침하와 교대 수평변위를 다양한 높이와 원지반 조건에 대하여 해석하였다. 이 후 보다 경제적인 설계를 위하여 교대 단면과 말뚝 기초수를 저감시킨 RAR에 대해 동일한 조건으로 해석을 수행하고 그 결과를 비교, 분석하였다. 분석 결과 RAR에서 발생하는 접속부 침하와 교대 수평변위는 기존교대의 20%와 34% 수준이며, 이는 뒤채움 안정화의 효과에 의한 것으로 나타났다. RAR은 침하와 수평변위 제어 및 토압 재분배 효과를 통하여 교대 저판, 교대벽체, 교대 기초 말뚝 수 저감으로 기존 교대 보다 경제적인 시공이 가능할 것으로 예상된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.85-93
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• 2018

현행 고속철도 교대 접속부 표준단면은 교대배면에서부터 시멘트안정처리골재, 일반골재, 토공부로 하부 지지강성이 점진적으로 변화하도록 설계하고 있다. 일반골재와 토공부의 배면기울기는 기울기가 클수록 구조적으로 안정적이지만 이에 대한 명확한 기준이 없다. 따라서 본 논문에서는 대형 원심모형실험기를 이용하여 교대 뒤채움 배면구간의 토공과 일반골재의 기울기를 변화하여 현행 표준단면과 침하 및 지지력 특성을 비교하였다. 실험결과 철도하중이 경험하는 하중단계에서는 1:2단면과 1:1.5 기울기 단면이 거의 유사한 성능을 가지고 있는 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권9호
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• pp.29-36
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• 2016

국내 철도교대 뒤채움재의 구조는 시멘트 안정처리된 골재, 일반 골재, 토사로 되어 있다. 시멘트 안정처리된 골재는 강도 증진효과로 인해 내부마찰각이 $40^{\circ}$이상 증가 된다. 그러나 실무에서는 교대설계 시 경험치인 $30{\sim}35^{\circ}$의 내부마찰각을 적용한다. 이는 과다설계의 원인이 될 수 있으므로 합리적인 물성치 값의 설정이 필요하다. 본 논문은 원형모형 실험과 CBR 실험을 통해 시멘트 안정처리된 골재의 시멘트 혼합 비율에 따른 강도 및 침하특성을 정량적으로 분석하였다. 시멘트 안정처리된 골재의 침하율은 반복재하 함에 따라 감소하였다. 또한 양생함에 따라 침하량이 감소하였다. 재령 28일 기준으로 일반골재 대비 시멘트 안정처리된 골재의 CBR 증가율은 13~16배 증가하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.217-225
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• 2013

본 연구에서는 교량 단부의 레일지지점 간격, 교량과 교대사이 거리(유간) 및 교량 단부 회전각을 고려하여 콘크리트 궤도가 부설된 교량 단부 궤도의 거동을 분석하였다. 궤도구조가 고려된 교량 및 교대 시험체를 이용한 실내시험 결과, 동일한 유간(레일지지점 간격)에서 교량 단부 회전각이 증가함에 따라 레일의 변위가 선형적으로 비례하는 것으로 나타났다. 또한 이러한 레일의 변위는 레일 및 체결구의 발생응력에 직접적인 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 실험결과를 바탕으로 다중 회귀분석을 수행하여 레일지지점 간격 및 교량의 단부 회전각을 매개변수로 하는 철도교량 단부 궤도의 궤도-교량 상호작용력 예측식을 도출하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.67-76
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• 2016

교대는 토압을 받는 구조체로 뒤채움의 재질 및 부설방법, 다짐정도, 배수시설 등에 따라 교대에 미치는 영향이 민감한 구조물이다. 하지만 보통 실무에서는 경험치인 내부마찰값을 $30{\sim}35^{\circ}$를 적용하고 있는 실정으로 뒤채움재의 물성치값을 현실에 맞도록 합리적인 값의 설정이 필요하다고 할 수 있다. 본 논문에서는 교대높이 12m로 가정하고 직접기초의 교대를 최소안전율을 기반하여 절 성토 표준단면을 선정하여 내부마찰각의 변화에 따른 외적안정성분석와 부재력 검토하여 공사비를 비교하였다. 그 결과 내부마찰각에 따라 교대단면 축소 등으로 인한 공사비용 절감효과는 약 2.2%~8.4% 감소하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제4권4호
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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.