• 제목/요약/키워드: Bridge-earthwork

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구조물 접속부 형상에 따른 철도 교량-토공 접속부의 동적거동 (Dynamic Behavior on Transition Zone of the Railway Bridge-earthwork by Shape of Transition Zone)

  • 정광수;안광국;강홍식
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.5-13
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    • 2021
  • 철도 분야에서 구조물 접속부는 지지강성이 갑작스럽게 변화하는 구간으로 갑작스럽게 지지강성이 변화하면 강성차로 인해 구조물 접속부에는 부등침하가 발생하게 된다. 이러한 부등침하는 열차의 주행안전성과 궤도를 지지하는 노반에 문제를 발생시킨다. 특히 구조물 접속부 중 교량-토공 접속부에서 부등침하에 관하 연구는 대부분 열차하중을 고려하였을 뿐 지진을 고려한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 구조물 접속부의 형상이 지진 시 교량-토공 접속부의 동적거동에 미치는 영향을 확인하기 위해 구조물 접속부의 형상을 결정하는 어프로치블록의 기울기와 토공의 기울기를 변화시켜 수치해석을 수행하였다. 그 결과 교량-토공 접속부에서의 동적 거동은 구조물 접속부의 형상에 영향을 받는 것으로 나타났다.

고속철도 교량/토공 접속부에서의 궤도 및 차량 거동 특성 (Characteristics of Track and Train Behaviors on High-Speed Railway Bridge/Earthwork Transiton Zone)

  • 이일화;강윤석;김은;손기준;박찬경
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2003년도 추계학술대회 논문집(II)
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    • pp.129-134
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    • 2003
  • It is very important to pay careful attention to construction of bridge/earthwork transition zone for high-speed railway. The transition zone of the railway is the section which roadbed stiffness is suddenly varied. Differences in stiffness have dynamic effects and these increase the forces in the track and the extent of deformation. An abrupt change of stiffness across two adjacent track portions cause irregular settlement of roadbed, track irregularity, lack of girder bending moment and reduction of lateral resistance. Especially on high-speed railway, track irregularity of transition zone cause sincere effect to track stability and train safety. And so continuous maintenance is needed. To verify this effect and to improve transiton zone capacity, In situ test, track irregularity and train acceleration test were performed on high-speed railway bridge/earthwork Transiton Zone.

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교량, 토공 접속구간 궤도동적계측 및 해석에 관한 연구 (Experimental and Analysis Study on Transition Area Between Bridge and Earthwork)

  • 강윤석;나성훈;신정렬;양신추
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.250-255
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    • 2002
  • The transition between bridge and earthwork often causes the problems of maintenance. The damages of the track on the transition area influence running safety of train and serviceability, increase the maintenance cost. Therefore it is very important to evaluate the dynamic responses of transition and take a efficient measure. In order to evaluate the dynamic behavior of track, the field estimations are performed at the transition area of a conventional line between bridge and earthwork. And the track system on the transition area numerically analyzed to evaluate the dynamic behavior of damaged track with void sleeper. The measured values and Analysis results such as wheel contact force, rail stress, displacement acceleration and track irregularity in the transition area show the dynamic forces are severe. So it is recommended that the transition area should be improved the rigidity by reinforcing the rail.

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이동하중을 고려한 교량/토공 접속부 보강방안별 변형특성 평가 (Evaluation of Deformation Characteristics for Bridge/Earthwork Transition Reinforcement Methods Considering Moving Load)

  • 이일화;이성진;이수형;강태호
    • 한국철도학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.298-303
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    • 2010
  • 접속부는 교량에서 토공, 터널에서 토공, 콘크리트궤도에서 자갈도상궤도로 옮겨가는 구간과 같이 궤도 하부구조의 지지강성이 변화하는 구간으로 경부고속철도에서는 터널 및 교량 구조물 접속부만 450여개에 달한다. 접속부의 상태는 열차주행 안정성과 신뢰성에 큰 영향을 미치기 때문에 유지보수의 문제가 발생하지 않도록 모든 조치를 취할 필요가 있다. 이에 본 논문에서는 국내외에서 보편적으로 적용하고 있는 교량/토공 접속부 에서의 보강방안과 추가보강방안의 효과를 보다 합리적으로 검토하기 위하여 이동윤하중 재하방식의 수치해석을 수행하였다. 이동윤하중 재하방식은 열차바퀴를 실물로 모델링한 후 레일위에서 실시간으로 이동시켜 이때 발생하는 궤도 각 위치에서의 변형특성을 검토함으로써 시간영역에서의 상세해석 결과를 얻을 수 있다. 해석 대상은 고속철도에서 적용 가능한 접속부 보강방안 종류별 및 어프로치블럭의 연장별 변형특성이며 이를 통하여 현재 건설조건하에서의 접속부 보강효과를 검토하였다.

교량/토공 접속구간 보강레일의 최적설계 (Optimal Design of Reinforced Rail over Connection Section of Bridge and Embankment)

  • 양신추;강윤석;김은
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.256-263
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    • 2002
  • This paper deal with optimal design of reinforced track as a track reinforcing method for transition area of track support stiffness in transition area between bridge and earthwork. When vehicle passes through transition area, dynamic properties between vehicle and track are studied by the analysis of vehicle-train interaction for the each case when reinforced tracks are used or not. furthermore, optimum decision of type and length of track are made based on the performance adapting variable parameters : support stiffness of track for bridge and earthwork, heading direction of vehicle and type and length of track.

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연약지반 구간에서 지표투과레이더 활용한 교량 접속부 침하량 안전 평가 (Safety Evaluation of the Settlement Amount of the Bridge Earthwork Transition Area Using the Ground Penetrating Radar in the Soft Ground Section)

  • 정국영;조영균;김성래
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제23권8호
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    • pp.17-22
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    • 2022
  • 공용 중에 연약지반의 침하로 발생된 교량 접속부의 단차 개선을 위해 도로관리기관에서는 지속적으로 덧씌우기를 실시하고 있다. 본 연구에서는 연약지반 내에 건설된 교량 9개소에 대해 접속부의 침하량을 추정하고자 1GHz 안테나를 차량에 탑재한 지표투과레이더 장비를 이용하였다. 포장 내부 조사가 가능한 지표투과레이더 기술로 아스팔트 도로에서 깊이 1m 수준까지 효과적으로 포장두께의 측정이 가능하였다. 노면 변형 조사결과와는 다르게, 9개 교량 접속부에서 측정된 포장두께 변화량은 최소 50mm에서 최대 600mm로 상당하였으며, 공동(空洞)의 발생 가능성도 높았다. 또한 각 교량 접속부의 부위별로는 증가된 포장두께의 차이가 50~250mm로 나타나 부등침하 위험이 존재하였다. 본 연구에서 지표투과레이더 결과에 근거하여 주행성 개선 및 침하부 유지관리 방안을 제시하였다.

교량 토공 접속부에서 궤도강성변화에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on the Variation of Track Stiffness between Earthwork and Bridge)

  • 나성훈;서사범;손기준;김정환
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.281-288
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    • 2001
  • In order to evaluate the effect of impact load at support stiffness transition area, the field estimations are performed at the transition zone between earthwork and bridge on test operation of KTX. Due to differential settlement caused by the variations of track support stiffness, large impact forces are investigated. However, the measured values such as wheel load, rail stress, displacement and acceleration in the transition area shows that the stiffness changes in the transition area are not abrupt, and the stiffness in the infra track structure varies continuously. In this experimental study, the parameters influencing safety of transition area are not governed by partial or local stiffness because cumulative passing loads are not sufficient on test operation of KTX.

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초고속 주행시 교량/토공 접속부 보강방안의 설계변수 분석 (Analysis of Design Parameters for Earthwork/Bridge Transition Structure for Ultra-High Speed Running)

  • 이일화;이성진;이수형;이강명
    • 한국철도학회논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.117-126
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    • 2015
  • 600km/h급 철도노반 개발은 초고속주행에 의한 동적상호작용의 예측이 어렵기 때문에 기술개발에 애로사항이 많다. 특히 교량/토공 접속부는 동적 상호작용을 포함하여 지지력, 압축, 침하, 배수, 유동 등의 영향 요소가 복합적으로 발생하는 구간으로서 접속부에서의 안정성이 확보된다면 초고속 열차용 토공노반의 안정성도 확보 가능할 것으로 예상된다. 본 논문에서는 초고속철도 접속구조개발의 기초 연구단계로서 국내 고속철도에서 적용하고 있는 접속부의 보강방안을 우선적으로 적용하여 초고속 주행시의 설계변수 영향을 해석적으로 검토하였다. 설계변수는 설계단계에서 검토 가능한 항목인 보강방안의 유무, 기하하적 형상, 재료의 강성 등이며, 분석내용은 초고속주행에 따른 궤도의 변형응답과 주행안정성을 검토하였다.

토목섬유와 시멘트처리채움재로 보강한 교량/토공 접속구조의 장기공용성 평가를 위한 실물가속시험 (Real-scale Accelerated Testing to Evaluate Long-term Performance for Bridge/Earthwork Transition Structure Reinforced by Geosynthetics and Cement Treated Materials)

  • 이일화;최원일;조국환;이강명;민경찬
    • 한국철도학회논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.251-259
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    • 2014
  • 교량/토공 접속부는 교량에서 토공으로 또는 그 반대방향으로 옮겨가는 구간으로 궤도 하부구조의 지지강성이 급격히 변화하기 때문에 차량 주행안정성에 매우 큰 영향을 미친다. 과거 유도상궤도를 사용할 때에는 접속부에 대한 성능요구조건이 높지 않았으나, 운행속도가 고속화되고 콘크리트궤도가 도입되면서 유지보수와 열차주행안정성에 상당한 영향을 미침에 따라 높은 성능수준을 요구하고 있다. 이에 본 논문에서는 기존의 교량/토공 접속구조의 단점을 보완하고 성능을 개선하기 위한 방안으로 토목섬유와 시멘트처리채움재로 보강된 접속구조를 제안하고 실물가속시험을 통한 성능평가를 수행하였다. 제안된 접속구조는 토목섬유를 이용하여 어프로치블럭을 보강하는 방안으로써 보강토 교대와 유사한 구조를 가지며, 사용재료는 시멘트처리된 흙자갈을 적용함으로써 유용토의 활용을 증대시키고 우수의 침입을 저감시켰다. 실물가속시험항목은 구조별 탄성변위, 누적 침하, 함수비, 교대에 작용하는 수평 및 수직 토압이며, 비교검토를 통해서 장기공용성능의 개선정도를 파악하고자 기존 접속구조와 제안 접속구조에 대한 시험을 동일조건하에서 수행하였다. 실물가속시험 결과, 제안구조가 침하 및 토압경감 측면에서 우수한 성능을 나타내었고 함수비 변동에 대해서도 저항성이 높은 것으로 나타났다.

이동하중과 3차원 모델링을 통한 접속부 지지강성연구 (A Study on the Supportive Stiffness in Transitional Zones through Moving Load-Based Three-Dimensional Modeling)

  • 우현준;이승주;강윤석;조국환
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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    • pp.1542-1549
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    • 2011
  • The Transitional zone between bridge abutment and earthwork is one of the representative vulnerable zones in railway where differential settlements may take place due to the different supportive stiffness. Although transitional zones are managed with stricter standards than those of the other earthwork zones either in the design and construction stages, it is very difficult to prevent differential settlement perfectly. A three-dimensional numerical analyses were performed by applying train moving load in this study. The analytical model including abutments and earthwork zones was constituted with rail, sleepers, track concrete layer (TCL), hydraulic stabilized base (HSB), reinforced road bed, and road bed using railway and road base structure. The clamp connecting the rail and sleeper were also modeled as the element with spring coefficient. The train wheel is modeled in the actual size and moved on the rail with 300 km/hr speed. The deformation characteristics at each point of the rail and the ground were considered in detail when moving the train wheel. The analysis results were compared with those from the two-dimensional analysis without considering moving load. The research results show that displacement and stress were greater in the three-dimensional analysis than in other analyses, and the three-dimensional analysis with moving load should be performed to evaluate railway performance.

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