• 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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• 제12권6호
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• pp.835-843
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• 2009

최근 철도의 고속화 및 중량화로 인하여 보다 안정적인 토공노반 구조가 요구된다. 그 대안으로 강화노반이 도입되어 적용하고 있다. 하지만 현 설계기준에 적용되어진 콘크트궤도 강화노반의 강성 및 두께는 국내의 지반의 특성 및 공학적인 평가 없이 외국의 기준을 임의적이고 보수적으로 결정하고 있다 따라서 본 논문에서는 콘크리트궤도 흙쌓기 구간에서의 강화노반 두께를 합리적으로 결정하기 위하여 국내 시공조건을 고려, 적정 탄성계수, 배수성능, 동결심도, 경제성, 지지력 등을 검토하고 이를 바탕으로 유한요소해석을 실시하여 적정 두께를 제시하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.64-71
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• 2010

장대레일 교체주기는 자갈궤도 레일두부 표면요철과 레일 휨피로의 상관관계 분석을 통해 산정되었다. 본 연구에서는 실물 레일 휨 피로시험을 통한 레일의 S-N선도, 국내 도시철도(서울메트로) 콘크리트궤도에서 발생하는 레일 휨응력 예측식, Haibach's rule을 통해 콘크리트궤도 장대레일의 휨 피로수명을 평가하였다. 여기서, 레일용접방법별 S-N선도와 레일표면요철, 열차운행속도가 고려되었다. 또한, S-N선도 파괴확률 1%, 0.1%, 0.01%를 고려한 휨 피로수명을 비교하였다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트궤도 장대레일의 휨 피로수명을 제안하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.499-505
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• 2007

본 연구의 주목적은 고속선 콘크리트 슬래브 궤도시스템에서 레일패드의 피로효과에 따른 영향을 분석하는 데에 있다. 이에 3차원 해석모델 및 실내시험을 통해 도출된 레일패드의 피로효과(경화, 스프링계수 증가)가 고속선 궤도의 역학적 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서는 콘크리트 슬래브 궤도의 적정 탄성력 확보여부를 의미하는 레일패드의 적정스프링계수 산정에 관한 연구의 일환으로 고속철도 콘크리트 슬래브 궤도에 적용된 레일체결시스템에 대한 실내시험을 통한 레일패드의 정적스프링계수를 산정하고 체결시스템에 대한 피로시험을 통해 도출된 피로효과가 고려된 레일패드의 스프링계수 변화를 해석모델에 적용함으로써 향후 고속선 콘크리트 슬래브 궤도운영에서의 열차 주행안정성 확보 및 합리적인 궤도유지관리를 위한 기초데이터를 확보하고자 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.101-107
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• 2017

터널공사의 발파공법의 특성상 여굴 발생은 필연적이라고 할 수 있다. 국내 터널 여굴 관련 설계기준에 의하면 공동구 바닥부의 여굴처리는 채움 10 cm로 되어 있으나 설계 여굴량 이상의 깊이를 모두 콘크리트로 채우게 되면 공사비가 크게 증가한다. 철도터널은 항구적인 콘크리트 궤도를 적용 중에 있다. 그러나 철도터널에서 바닥 여굴이 발생할 경우 압축강도 18 MPa의 콘크리트 채움 시공(T=100 mm)을 하고 있고, 상부에 150 mm ~ 237 mm의 보조도상 콘크리트층, 240 mm 콘크리트 궤도(TCL층)를 시공하는 등의 레일 하부와 터널 암반 사이에 약 600 mm 두께의 콘크리트로 시공하고 있어 경제성이 매우 떨어지는 실정이다. 이 연구에서는 기존터널단면과 변경터널단면에 대해 각각 여굴 깊이에 따라 콘크리트 균열 수치해석 및 콘크리트 균열 위험도 분석, 콘크리트 균열 안정성 확보를 위한 터널 바닥콘크리트 소요 두께에 대한 적정성을 평가하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1628-1636
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• 2008

Construction of concrete slab track is trending to increase gradually in national and international for reduction in track maintenance cost and secure of ride comfort. But elastic pad becomes superannuated due to repeated train operation. After all, it brings change of pad stiffness and it could directly act on track and bridge as load transmission and impact force. In this study, we carried out laboratory test changing pad stiffness after making a model of 15m bridge and laying concrete slab track. Also, we carried out static and dynamic behaviors test(stress, natural frequency, damping ratio, vibrational acceleration, deflection) of bridge and track and experimentally analyzed them by change of elastic pad stiffness on rail fastener.

• 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.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.331-340
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• 2016

본 연구에서는 광폭 침목형 아스팔트콘크리트 궤도의 최적 도상 두께와 설계수명 결정을 위한 설계그래프를 개발하기 위하여, 주요 성능 파라미터로서 윤중 및 설계속도, 교통량 (MGT), 각층 재료 강성, 아스팔트콘크리트 도상 두께 등을 설정하였다. KTX 설계속도를 반영, 동적 할증계수를 고려한 준정적 윤중을 계산하고 이를 아스팔트콘크리트 궤도 상부에 재하시 아스팔트콘크리트 도상 하면에 발생하는 인장 변형률 및 흙노반 상면에서의 수직변형률을 ABAQUS프로그램을 활용하여 3차원 구조해석을 통해 산정하였다. 임의 성능 파라미터의 조합을 달리 구성하면서 임의 아스팔트콘크리트 궤도구조 단면에 대한 구조해석을 실시하였다. 계산된 아스팔트콘크리트 도상 하면 인장 변형률과 흙 노반상 수직 변형률을 손상이론에 적용하여 임의 궤도 단면구성과 성능 파라미터 조합 시에 기대할 수 있는 광폭 침목형 아스팔트콘크리트 궤도의 설계수명을 예측할 수 있는 설계그래프를 개발하였다. 이 설계그래프를 바탕으로 실무에서 간단히 설계 목적으로 활용할 수 있는 광폭 침목형 아스팔트콘크리트 궤도구조의 설계수명 50년에 대응하는 설계표를 개발하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.2125-2133
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• 2013

최근 콘크리트궤도 공법이 증가함에 따라 인접한 슬래브를 연결하는 방법에 대한 관심이 높아지고 있다. 슬래브의 연결부는 효과적인 하중전달, 변형 연속화, 응력 분산을 위해서 다웰 시스템이 다수 적용된다. 본 연구에서는 콘크리트 슬래브 다웰연결부를 효율적으로 이상화할 수 있는 연결부의 집중 전단스프링 (Lumped shear spring) 모델을 제안한다. 전단 스프링 모델의 강성은 다웰바의 강성과 유격을 고려하였으며, 강도는 연결부의 전단파괴에 근거한 Concrete Capacity Design(CCD) 방법에 의해 산정되었다. 해석모델의 타당성을 검증하기 위하여 다웰로 연결된 슬래브 실험체를 제작하고 재하실험을 수행하였다. 제안된 해석모델은 다웰과 콘크리트 간의 유격으로 인한 초기 비선형성 및 콘크리트 재료 비선형성을 합리적으로 반영하고 있는 것으로 분석되었다. 따라서 향후 슬래브 다웰 조인트로 연결된 콘크리트궤도의 파괴 시까지의 비선형 거동을 합리적으로 예측함으로써 철도 궤도의 설계 시 효과적으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.245-250
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• 2014

본 연구에서는 콘크리트 궤도 교량의 사용성 설계를 위한 연구로서 궤도 및 교량 설계변수들이 콘크리트 궤도의 레일지지점에서의 작용력에 미치는 영향을 나타내었다. 궤도 구조에 작용하는 작용력을 구하기 위해서 각 레일 지지점의 간격이 다른 부등간격 이산지지보 모델을 유도하였다. 해석 변수는 교량의 교대 또는 교각 위치 부근의 신축이음부의 레일 지지점의 간격, 교량 거더의 받침에서부터 교량 거더 단부측의 마지막 레일지 지점까지의 거리, 그리고 추가 배치한 레일지지점의 수이다. 궤도 구조의 변위를 일으키는 요인으로는 축하중, 거더의 단위 수직단차와 단부회전각이다. 해석결과로부터 레일지지점에서의 최대압축력과 최대부상력을 구하였으며 레일지지점의 간격이 작용력에 미치는 영향을 나타내었다.