• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.315-323
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• 2010

장대레일 교체주기는 자갈궤도 레일두부 표면요철과 레일 휨피로의 상관관계 분석을 통해 산정되었다. 본 연구에서는 국내 도시철도(서울메트로) 콘크리트궤도에서 레일두부 표면요철량에 따른 레일 휨응력을 측정하였다. 또한, 콘크리트궤도 레일두부 표면요철, 속도와 레일 휨응력의 상관관계를 분석하였다. 결론적으로, 중회귀분석을 통해 운행속도(U), 표면요철(v, w)에 따른 레일 휨응력(Y) 예측식을 도출하였다. 본 연구결과는 콘크리트궤도 장대레일 교체주기를 수립하기 위한 기초데이터로 활용이 가능할 것이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.248-255
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• 2011

현재 한국에서 궤도설계 시 사용하고 있는 궤도충격계수는 미국철도기술협회(AREA)의 식(1+0.513V/100)을 사용하고 있다. 이 식은 자갈 및 콘크리트궤도 모두 동일하게 적용되고 있으며 이러한 단일수치로서의 충격계수는 다양한 궤도구조의 역학적 거동특성을 반영하지 못하여 경우에 따라 과다설계가 될 소지가 있다. 또한 자갈궤도의 경우 도상자갈의 상태변화에 따라, 콘크리트궤도는 궤도탄성층의 구성과 탄성범위에 따라 궤도에 작용하는 동적윤하중의 효과, 즉 충격의 효과가 상이하게 발생된다. 이에 본 연구에서는 자갈궤도(도상 상태 양호 및 불량개소)와 콘크리트궤도(일반적인 침목매입식 궤도, 레일플로팅궤도, 침목플로팅궤도)에서의 현장측정을 통해 도상별, 궤도구조별 열차 주행시 발생하는 윤중의 동적효과를 분석하여 궤도의 상태 및 구조적 특성과 궤도 충격의 효과와의 상관관계 및 영향을 비교, 분석하였다. 연구결과 궤도구조의 특성을 감안하여 궤도충격의 영향을 합리적으로 산정 할 수 있는 제안식을 제시하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.500-503
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• 2010

지금까지 궤도회로는 레일을 전기회로의 일부로 사용하여 열차의 위치 검지용으로만 사용하였으나 철도차량이 고속화 되면서, 지상신호의 한계를 극복하기 위하여 차상신호시스템의 사용이 일반화 되어가고 있다. 궤도회로의 전원은 직류나 고전압 임펄스를 사용하던 방식에서 가청주파수를 사용하는 고주파 교류궤도회로의 사용이 일반화 되고 있다. 철도도상도 환경과 궤도의 유지보수성 개선을 위하여 철근콘크리트 도상의 사용이 증대되고 있다. 철근 콘크리트 도상에서 고주파 교류궤도회로를 사용할 경우 도상의 내구성 향상을 위하여 사용되는 수많은 격자모양의 철근들로 인하여 전기적 절연에 의한 누설전류가 아닌 자기결합에 의한 손실로 인한 궤도정수의 변화를 초래할 수 있다. 본 논문은 철근콘크리트도상에서 AF(Audio Frequency)궤도회로를 사용하였을 경우 도상 철근에 의한 궤도회로신호의 영향과 손실을 시뮬레이션을 통하여 알아보고 이를 방지할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.405-411
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• 2009

고속철도 신호시스템은 ATC시스템을 이용하여 열차의 제한속도를 송신하고, 일부 도시철도 신호시스템은 이동가능거리를 전송한다. 열차제어정보전송은 직접 궤도를 이용하여 차상에 전송하는 방식, 궤도상에 기기를 설치하여 전송하는 방식, 선로변에 기기를 전송하는 방식이 있다. 직접궤도를 도체로 활용하여 궤도를 회로일부로 구성하고, 궤도에 신호를 전송하여 열차가 궤도에서 열차제어 정보를 획득하는 방법으로, 궤도회로를 사용하며, 고속철도, 지하철에서 사용하고 있다. 궤도회로를 사용하는 방식은 반송신호에 정보를 실어서 보내며, 차상장치는 자기결합에 의해서 정보를 획득한다. 콘크리트 슬래브궤도에는 많은 철근을 사용하기 때문에 자갈도상의 궤도에서는 발생되지 않았던 레일과 철근간의 상호작용이 발생한다. 레일과 철근간의 상호작용이 발생하여 레일의 전기적 특성이 변화된다. 본 논문에서는 경부고속철도 2단계 구간에서 사용되는 콘크리트 슬래브궤도에서 레일과 철근 사이의 모델을 이용하여 콘크리트 슬래브궤도의 모델로부터 레일과 철근 사이의 결합계수를 수리적으로 해석하고, 레일과 철근간의 상호작용이 일어나지 않는 경우, 즉 철근에 의한 레일의 전기적 특성의 변화가 없는 결합계수를 정의하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.11-20
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• 2022

이 연구의 주요 목적은 고속철도 콘크리트 궤도 슬래브의 콘크리트 슬래브(track concrete layer, TCL)와 도상안정층(hydraulically stabilized based course, HSB) 사이 층분리를 평가하기 위한 비파괴검사법으로 전단파 토모그래피 기술의 활용가능성을 실험적으로 확인하는 것이다. 이를 위하여 다채널 전단파 측정 장치(MIRA)를 활용하여 실물 크기로 제작된 고속철도 콘크리트 궤도 슬래브 실험체 내부의 층분리 결함을 평가하였다. 실물실험체는 Rheda 2000 시스템에 따라 설계 및 시공되었으며, 노반 위에 HSB를 타설하고, 그 위에 TCL이 타설된 2층 슬래브 구조를 갖는다. 실물실험체는 일부구간의 HSB상부에 스티로폼으로 제작된 인공결함(가로 및 세로가 각각 400mm이고 두께가 각각 5mm, 15mm인 압출폴리스티렌폼(XPS)보드 2개)을 삽입하여, TCL과 HSB 사이에 층분리 결함이 생기도록 시공하였다. 시험체의 층분리 구간에서 얻은 콘크리트 단층이미지는 층분리에 따른 균열 및 HSB와 지반사이의 계면에서 반사되는 신호를 효과적으로 보여 주었다. 한편 초음파 토모그래피 이미지에서 TCL 콘크리트의 매입물(철근, 트러스, 인서트 등)에서 반사된 신호와 층분리 결함 신호를 구분하기 위한 노이즈 제거를 위한 이미지 처리방법을 적용하여 층분리 결함을 효과적으로 분리하였다. 토모그래피 이미지에서 추출된 층분리 결함의 크기정보와 공간정보를 통합하여 층분리 지도로 재구성하였으며, 층분리 결함의 위치 및 크기를 시각화하는데 효과적인 것을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.341-350
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• 2016

철도교량 구간의 콘크리트 궤도는 교량 상부구조의 움직임에 효과적으로 대응할 수 있도록 설계되어야 한다. 이를 위해 일반적으로 전단키로 명명되는 전단키를 교면 보호 콘크리트층(PCL) 위에 일정 간격으로 설치하여 그 위에 궤도 슬래브를 타설함으로써 궤도와 교량 상부구조의 상대 변위에 의해 발생하는 전단력을 전달하도록 설계하고 있다. 이 연구에서는 전단키의 전단 거동을 예측하기 위해 타설 경계면을 고려한 비선형 구조 해석 방법을 제시하였다. 제시된 해석 방법은 콘크리트 면에서의 마찰력과 철근의 다월 거동을 고려함으로써 전단키 타설 경계면(시공이음부)에서의 전단력-전단 미끌림 거동을 예측할 수 있으며, 해석 결과 4개의 시험체에 대한 실험 결과를 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.526-534
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• 2011

본 연구에서는 고속철도의 자갈궤도와 콘크리트궤도에서 열차 주행 안전 측면에서 관리해야 할 레일패드 강성의 상한값을 차량 및 궤도의 동특성과 운영환경을 고려하여 결정하는 방법을 제시하였다. 차량-궤도의 상호작용해석의 중요 입력 파라메타인 궤도틀림과 관련하여 프랑스 및 독일에서 제시한 고저틀림 PSD(파워 스펙트럼 밀도)와 경부고속철도 1단계 구간 자갈궤도 및 콘크리트궤도에서 계측한 고저틀림 자료를 통하여 얻은 PSD를 기초로 하여 넓은 범위의 주파수 영역에서 적용할 수 있는 자갈궤도와 콘크리트궤도의 고저틀림 PSD를 제시하였다. 제시된 PSD 기준 모델을 사용하여 시간 영역에서의 고저틀림 입력을 난수 생성(random number generation)을 통하여 구한 후 차량-궤도 상호작용 해석기법을 사용하여 레일패드 강성에 따른 윤중 감소율을 산정하였다. 산정된 윤중 감소율에 대하여 국내 철도차량 안전기준에 관한 규칙의 탈선계수 규정을 적용하여 주행 안전 측면에서 허용할 수 있는 레일패드 강성의 상한값을 제시하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.67-76
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• 2016

아스팔트콘크리트 궤도는 궤도구조에서 유지관리와 경제적 측면에서 많은 장점들을 가지고 있어 최근 많은 관심을 받고 있다. 이와 더불어 개발에 따른 실용성을 효과적으로 검증할 수 있는 방법 또한 제시되어야 한다. 본 연구에서는 기 개발된 아스팔트콘크리트 궤도에서 사용된 아스팔트콘크리트 재료의 탄성 및 점탄성 특성과 주어진 설계 두께를 고려한 수치해석을 통하여 아스팔트콘크리트 궤도에서 발생 가능한 동적특성을 분석하였다. 해석의 불확실성을 줄이기 위하여 3차원 동적해석을 수행하여 실제적인 거동분석이 가능하도록 하였으며, 궤도노반의 영향거리 분석을 통한 최적 모델링 도출과 무한요소 경계조건을 이용하여 반무한지반을 고려하였다. 아스팔트콘크리트 도상을 등방 탄성체로 간주한 기본설계 조건에서의 거동을 점탄성재료 조건과 비교하였으며 동적증폭계수 산정을 통하여 아스팔트 콘크리트 궤도의 향후 설계방향을 제시하고자 하였다.

• 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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• 제14권4호
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• pp.348-353
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• 2011

레일을 궤도회로로 이용하는 신호 설비의 경우, 레일 주변에 쌓이는 쇠가루는 궤도회로 상에 이상 신호유발의 원인이 되기도 한다. 차량의 곡선 주행 구간에서는 레일과 차륜의 마찰이 심하여 차륜의 마모에 의한 쇠가루가 발생하게 되고, 이렇게 발생한 레일 상의 쇠가루로 인해 이상 신호가 종종 발생하기 때문에 지하철 운영사의 쇠가루 제거를 위한 방안 마련이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 콘크리트 궤도 상 레일 주변의 쇠가루를 포집하기 위한 영구자석 적용 마그넷 포집장치를 소개하였다. 또한 기본 설계 및 수치 해석적 기법을 이용하여 마그넷 포집장치의 다양한 특성 분석을 수행하였으며, 이를 통하여 콘크리트 궤도상의 쇠가루 포집을 위한 마그넷 포집장치의 실제 상용노선 차량에의 적용 가능성을 검토하였다.