• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.53-61
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• 2018

자갈 궤도는 부설 후 궤도틀림이 발생하여 지속적인 유지 보수 작업이 필요하다. 이를 개선하기 위하여 기존의 자갈 궤도에 급속경화 모르타르를 주입하여 단시간 내에 콘크리트 궤도로 치환할 수 있는 급속경화궤도가 개발되었다. 교량에 부설되는 급속경화궤도는 교량과 궤도의 거동을 일치시키기 위하여 후설치 앵커를 궤도 세그먼트 중앙부에 시공한다. 본 논문은 앵커로 교량과 연결된 급속경화궤도와 교량의 궤도-교량 상호작용 해석을 수행하여 레일 및 앵커의 안전성을 검토하였다. 이때 앵커의 강성 및 강도, 급속경화 콘크리트의 재령, 급속경화궤도와 교량 사이의 마찰을 고려하였다. 이를 바탕으로 급속 경화궤도 부설 후 적절한 앵커의 설치시기 및 열차 정상운행 가능시기를 검토하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.172-178
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• 2012

현행 철도건설기준에서 종곡선과 완화곡선의 경합은 궤도형식에 관계없이 허용하고 있지 않다. 그러나 이러한 기준은 주로 자갈도상궤도의 유지보수의 어려움 때문에 정립된 것이다. 콘크리트궤도는 자갈도상궤도에 비해 유지보수 및 구조안전성 측면에서 장점을 가지고 있다. 따라서 콘크리트 궤도의 경우, 열차의 주행안전성 및 승차감 기준을 만족하는 범위내에서 어느 정도의 선로경합은 완화할 필요성이 있다. 본 연구에서는 종곡선과 완화곡선의 경합여부에 따라 도상종별 열차의 주행안전성 및 승차감, 그리고 궤도작용력을 비교 분석하였으며, 그 결과 경합된 경우도 주행안전, 승차감 및 궤도작용력 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 따라서, 비록 자갈도상궤도에서의 선로경합은 많은 유지보수를 필요로 하기 때문에 적용될 수는 없다 할지라도, 콘크리트궤도에서는 유지보수 및 구조적 장점을 고려할 때 종곡선과 완화곡선의 경합이 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 문화기술의 융합
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• 제4권4호
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• pp.413-418
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• 2018

본 연구에서는 도시철도 콘크리트 궤도(STEDEF)구조에 발생된 레일파상마모의 발생원인과 이에 따른 궤도부 담력의 수준을 분석하고자 실 운행열차를 대상으로 현장측정을 수행하여 동적 윤중, 레일저부휨응력 및 침목변위를 측정하였다. 동적 윤중 측정데이터를 이용한 주파수 분석을 통해 측정구간에 발생된 파상마모의 발생원인을 실험적으로 입증하였으며, 파상마모가 동적 윤중, 레일휨응력 및 침목변위 증가에 미치는 영향을 분석하였다. 연구결과, 레일 표면에 발생된 주기적인 요철형상의 파상마모는 동적 윤중을 증폭시키고 이에 따라 레일 휨응력 및 침목변위를 최대 1.7배 이사 크게 증가시킬 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.186-193
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• 2010

철도교에서는 일정한 간격의 축중을 가지는 차량하중이 반복적으로 재하되므로 정적성능과 더불어 동적성능이 매우 중요하다. 또한 철도교의 상부에 부설되는 궤도시스템은 교량의 정 동적 성능에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 실제 궤도시스템을 적용한 거더시험체를 제작하여 궤도시스템에 따른 교량의 정 동적거동을 분석하였다. 정적거동 분석에서는 교량 처짐 및 응력을 검토하고 중립축위치를 분석하였으며, 동적거동 분석에서는 고유진동수, 감쇠비, 하중크기, 하중진폭에 대한 영향을 궤도시스템별로 검토하였다. 궤도부설에 따른 정적처짐 변화검토를 통해 궤도 부설전에 비해 자갈궤도는 약 7%, 콘크리트궤도는 약 50%의 강성 증가 효과가 있음을 확인하였고, 궤도 부설 시 교량의 고유진동수가 낮아졌으나 감쇠비 변화는 없는 것으로 분석되었다. 또한, 최대하중 크기가 증가할수록 철도교량의 동적응답(처짐 및 가속도)이 선형적으로 증가하였으며, 하중진 폭은 공진 시 교량의 동적응답을 크게 증가시키는 것으로 분석되었다. 따라서, 자갈궤도는 교량의 강성을 일정 부분 증가시키고, 콘크리트궤도의 경우 자갈궤도 부설 교량에 비해 상당한 강성기여도를 가지고 있음을 실험적으로 입증하였으나, 정량적인 강성기여도의 크기는 자갈궤도 및 콘크리트궤도의 설계값에 따라 상이할 수 있기 때문에 이를 적용할 수 있는 궤도의 질량 및 강성기여도 분석방법 개발이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.193-200
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• 2014

본 연구에서는 도시철도 콘크리트궤도 장대레일에 대한 실내피로시험을 수행하였고, 장대레일 잔존수명을 표현한 파괴확률 50% S-N 선도는 적은 실험데이터에 대한 가중치 확률 해석기법을 사용하여 도출하였다. 여기서 피로시험에 사용된 레일들이 누적통과톤수가 서로 다르기 때문에 누적통과톤수를 평균하여 반복횟수를 수정하였다. 또한, 레일표면요철 및 열차속도를 고려한 레일 저부 휨응력은 기존 연구결과 도출된 레일휨응력 예측식을 사용하여 콘크리트궤도 장대레일의 잔존수명을 평가하였다. 레일 피로수명 평가결과, 레일 피로수명이 기준치에 비해 약 2억톤이상 높았다. 또한, 자갈궤도에 비해 콘크리트궤도 레일의 피로수명이 약 3억톤이상 높은 것으로 분석되었다. 따라서 도시철도에서 레일교체기준을 자갈궤도와 콘크리트궤도로 구분할 필요가 있으며, 레일연마를 통한 레일관리가 이루어진다면 기준치가 아닌 목표치로 관리할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.355-364
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• 2014

연속철근 콘크리트궤도에서는 온도 및 수분 변화에 따른 구속응력에 의해 횡균열이 발생한다. 이러한 균열은 연속철근 콘크리트궤도의 거동과 장기 공용성에 상당한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 횡균열이 콘크리트궤도의 거동에 미치는 영향을 분석하고 균열 관리 기준을 보다 합리적으로 결정하기 위해, 이 연구에서는 연속철근 콘크리트궤도에 열차하중이 작용할 때 균열이 발생한 궤도 슬래브(TCL)와 기층(HSB)의 응력 분포를 3차원 유한요소해석 모델을 이용하여 예측하였다. 해석 결과에 따르면 균열 깊이가 증가할 경우 TCL의 휨응력과 TCL-HSB 경계부 수직응력이 증가하고, 균열이 슬래브를 관통할 경우 TCL 균열부에서 철근 주변에 국부적으로 수직 응력이 커져 장기적으로 펀치아웃 발생 가능성이 커질 수 있다. 반면 균열폭과 간격의 영향은 균열 깊이에 비해 크지 않은 것으로 나타났다. 따라서 균열폭과 간격만 관리하는 것보다는 균열 깊이를 동시에 관리할 필요가 있다. 또한 HSB 수축 줄눈의 위치를 침목 사이에 위치하도록 하는 것이 장기 공용성 확보에 더 유리하다.

• 문화기술의 융합
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• 제5권4호
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• pp.379-385
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• 2019

본 연구는 도시철도 콘크리트궤도 목침목 분기기의 손상현황 및 손상유형별 원인을 분석하고자 현장조사를 수행하였다. 또한 약 24년간의 분기기 유지관리이력을 열차 통과톤수와 연계하여 운영 호선별로 구분하여 손상발생빈도와 연계분석하고 현재까지 수행되어온 손상항목별 궤도보수내용의 적정성을 비교 분석하였다. 도시철도 콘크리트 도상에 적용된 목침목 분기기의 특성상 목침목 하부에 삽입되어 있는 침목방진패드의 성능유지가 중요하다. 현장조사결과 목침목 분기기 궤도구조의 적정탄성 수준 부족에 따른 손상 및 다양한 유형의 레일손상이 조사되었으며, 레일의 손상은 독립적인 손상이 아닌 다른 궤도구성품의 손상에서 기인되어 유발되는 경우도 다수 발견되었다. 분기기 궤도구성품별 손상빈도 분석결과, 손상발생빈도는 레일, 타이플레이트, 나사스파이크, 목침목 순으로 나타났으며 이를 바탕으로 목침목 분기기 궤도구조의 주요 손상유형은 목침목의 변형에 따른 나사스파이크와 타이플레이트의 고정상태불량에서 기인된 손상이 주요 손상유형으로 분석되었다. 연구결과, 분기기에 적용된 목침목의 변형은 레일체결장치구성품의 고정상태 불량을 초래하고 이로 인한 연계손상이 유발될 수 있음을 현장조사결과를 바탕으로 분석하였다. 또한 분기기의 중점 점검항목 및 현행 분기기 점검 시트의 보완점을 도출하여 개선 안을 제시하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.54-66
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• 2016

이 연구에서는 흡수경계조건을 적용하여 경계부분에서 발생한 갑작스런 하중조건의 변화에 의해 발생한 탄성파의 전달 및 반사현상을 감소시키고자 하였으며, 흡수경계조건이 사용 유무에 따른 효과를 검증하였다. 또한, 정점하중재하의 경우와 이동하중에 의한 동적해석결과를 비교함으로써 정점하중재하가 이동하중을 적절히 표현할 수 있는가의 여부를 분석하였다. 주행속력의 변화에 따른 KTX 열차조건에서의 이동하중에 의한 동적해석을 수행하여 아스팔트 콘크리트 궤도에서의 동적안정성을 검토하였으며, 준정적인 표준 열차하중에 의한 해석결과를 비교함으로써 아스팔트 콘크리트 궤도의 구조 안전성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.1179-1189
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• 2015

장대레일을 적용한 교량상 콘크리트 궤도는 온도하중 및 시제동 하중에 의하여 종방향 상호작용력이 크게 발생하며, 이를 해소하기 위하여 활동체결장치 또는 저체결력 체결장치와 같은 특수체결장치를 적용하거나 레일신축이음장치를 설치하여야 한다. 슬라이딩 슬래브 궤도는 교량과 궤도 슬래브 사이에 슬라이드층을 두어 상호작용을 저감시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 슬라이딩 궤도와 일반 콘크리트 궤도를 적용한 교량에 대하여 상호작용 해석 결과를 제공한다. 해석 결과 슬라이딩 궤도를 적용함으로써 장대레일에 발생하는 부가 축력을 현저히 저감시킬 수 있는 것으로 밝혀졌으며, 그 차이는 장경간 및 연속교에서 더욱 큰 것으로 나타났다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.241-251
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• 2015

유도상 아스팔트 콘크리트 궤도(이하, 유도상 AC궤도)는 아스팔트 콘크리트 노반(이하, AC노반)의 존재에 의해 유도상 궤도에 비해 열차하중 분산효과에 의한 강화노반 두께 감소가 가능하며 누적 소성 변위도 작을 뿐만 아니라 유지관리 측면에서도 유리한 궤도 구조이기 때문에 국외에서 적용 사례가 증가하고 있다. 그러므로 유도상 AC궤도의 국내 도입을 검토하기 위해 선행 연구를 통해 수행한 AC노반 유무에 따른 거동 특성을 분석하여 현재 설계기준에 명시된 유도상 궤도의 단면과 유사한 성능을 보이는 유도상 AC궤도의 단면을 분석한 바 있으며, 실대형 정 동적 열차하중 재하 실험 결과와의 비교를 통해 해석 결과의 신뢰성을 검증하였다. 본 연구에서는 선행 연구를 바탕으로 AC노반의 두께를 일정하게 하고 강화노반 두께를 변화시켰을 때에 획득된 AC노반 하면에서의 변형률을 이용하여 설계 수명을 산정하였고 각각의 단면에 대한 확률론적 LCC분석을 통해 기대 설계 수명을 만족하면서 기존 유도상 궤도와 비교하여 동등 또는 동등이상의 성능을 갖는 유도상 AC궤도의 설계 단면을 제시하였다.