• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2003년도 추계학술대회 논문집(II)
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• pp.442-447
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• 2003

The actual behavior of the railroad track structure is suspected to be a complex interaction between the vertical, lateral, longitudinal, and torsional behaviors. A FE program are developed in the present study to be used for extensive nonlinear analysis of the track structures subjected to thermal load. Using the rigorous study on the deformed shape of the rail and tie, and stress resultants, characteristics of the three dimensional behavior are investigated. It is found that the flexural rigidity of the tie and the rotational stiffness of pad-fastener can be affect the behavior of the track structure and the postbuckling behavior in each rail, except lateral behavior, is not same.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 1998년도 창립기념 춘계학술대회 논문집
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• pp.580-587
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• 1998

For many decades, the railway was constructed using tracks with jointed rails of relatively short lengths in accordance with rolling and handling technology. The joints cause many drawbacks in the track and lead to significant maintenance cost. So, railroad engineers became interested in eliminating joints to increase service loads and speeds by improving rolling, welding, and fastening technology, Continuous welded rail(CWR) track has many advantages over the conventional jointed-rail track. But in the case of the elimination of rail joints, it may cause the track to be suddenly buckled laterally by thermal and vehicle loads. Thermal loads are caused by an increase in the temperature of railway track. In this paper, CWR track model and CWRB program are developed for linear buckling analysis using finite element method(FEM). The finite element discretization is used with a total of 14 degrees of freedom for each rail element. The stiffness of the fastener, tie, and ballast bed are included by a set of spring elements. The investigation on the buckling modes and temperature of CWR track is presented in the paper.

• 소음진동
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• 제9권2호
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• pp.258-264
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• 1999

The purpose of this paper is to investigate the damping behavior of a flexible joint. The slip at a structrual joint is selected at the tips of two identical cantilever beams adjoining each other. Both the direction of normal force and its magnitude varies due to the global deformation of the structure from mode to mode in the friction model. The friction dependent on vibration displacements resultsin the same functional behavior of the hysteretic material damping. Linearized energy loss factors are obtained as functions of both linear and torsional spring stiffness for their groups of symmetric and anti-symmetric modes, respectively. Experimental measurements as made for comparisons with analytical estimations by controlling the magnitude of fastening torque in the fastener, Hi-Lite. Trends on damping levelsmeasured in a very common vibration test method make an excellent agreement on the estimated damping levels.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.11-19
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• 2022

본 연구에서는 기계식 커플러의 이음성능을 향상시키기 위해 다른 접합방식을 가진 두 가지의 새로운 커플러를 개발하였다. 두 가지 방식의 기계식 이음장치에 대하여 응력 해석을 수행하였다. 커플러의 재료특성, 접합방식, 내부 조임쇠의 경사길이를 변수로 최대 인장강도의 영향성을 분석하기 위해 일축인장시험을 수행하였다. 일축인장시험결과를 만족하는 시험체를 대상으로 KS D 0249에 의거하여 정적내력시험 및 반복하중 시험을 수행하였다. 이에 대한 연구결과는 다음과 같다. (1) 커플러의 인장강도와 내부 조임쇠의 경사길이는 최대 인장강도에 영향을 끼친다. (2) 연결 방식에 따라 접합된 철근의 강성, 슬립량, 강성감소율에 영향이 있다. 연구결과는 새롭게 제안된 향상된 기계식 이음장치의 현장 적용에 대한 가능성을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3D호
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• pp.399-405
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• 2008

포장궤도는 기존선의 유지보수 노력을 절감하기 위하여 개발되고 있다. 이 중 베이스플레이트 저탄성패드는 궤도 전체의 지지강성을 결정하는 구성품으로서 궤도의 응력-변위특성, 동적응답, 피로특성 등에 가장 큰 영향을 미친다. 따라서 저탄성패드의 적용은 궤도전체의 내구성과 안정성에 미치는 영향이 크다고 할 수 있다. 본 논문에서는 저탄성패드의 적용으로 인하여 획득되는 효과 중 노반에 전달되는 열차하중의 저감에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 패드스프링계수별 정적해석과 실물반복재하시험을 수행하고 그 결과를 비교 분석하여 저탄성패드의 하중 전달특성을 파악하였으며 전달하중 저감효과를 검토하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1303-1313
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• 2013

본 연구에서는 콘크리트 슬래브 궤도를 가지는 교량의 사용성 검토에 있어 단위 축하중, 단위 수직 단차, 단위 회전에 의해 발생되는 레일 지지점의 작용력에 대한 기준 값을 구하였다. 해석방법에 있어서는 레일이 탄성 스프링에 의해 연속적으로 지지되는 모델과 이산적으로 지지되는 모델이 이용되었다. 해석결과 얻어진 레일 지지점에서의 작용력은 콘크리트 궤도의 사용성 검토에서 참조되고 있는 DS 804 기준에 제시된 값과 비교되였으며, 그 결과는 잘 일치하였다. 또한, 레일 지지점의 간격과 체결장치의 강성이 레일 지지점에서의 작용력에 미치는 영향을 분석하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제33권2호
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• pp.209-224
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• 2019

This paper describes a study of the mapping relationship between the vertical deformation of bridge structures and rail deformation of high-speed railway, taking the interlayer interactions of the bridge subgrade CRTS II ballastless slab track system (HSRBST) into account. The differential equations and natural boundary conditions of the mapping relationship between the vertical deformation of bridge structures and rail deformation were deduced according to the principle of stationary potential energy. Then an analytical model for such relationship was proposed. Both the analytical method proposed in this paper and the finite element numerical method were used to calculate the rail deformations under three typical deformations of bridge structures and the evolution of rail geometry under these circumstances was analyzed. It was shown that numerical and analytical calculation results are well agreed with each other, demonstrating the effectiveness of the analytical model proposed in this paper. The mapping coefficient between bridge structure deformation and rail deformation showed a nonlinear increase with increasing amplitude of the bridge structure deformation. The rail deformation showed an obvious "following feature"; with the increase of bridge span and fastener stiffness, the curve of rail deformation became gentler, the track irregularity wavelength became longer, and the performance of the rail at following the bridge structure deformation was stronger.

• Steel and Composite Structures
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• 제49권1호
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• pp.81-89
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• 2023

A simplified calculation method of natural vibration characteristics of high-speed railway multi-span bridge-longitudinal ballastless track system is proposed. The rail, track slab, base slab, main beam, bearing, pier, cap and pile foundation are taken into account, and the multi-span longitudinal ballastless track-beam-bearing-pier-cap-pile foundation integrated model (MBTIM) is established. The energy equation of each component of the MBTIM based on Timoshenko beam theory is constructed. Using the improved Fourier series, and the Rayleigh-Ritz method and Hamilton principle are combined to obtain the extremum of the total energy function. The simplified calculation formula of the natural vibration frequency of the MBTIM under the influence of vertical and longitudinal vibration is derived and verified by numerical methods. The influence law of the natural vibration frequency of the MBTIM is analyzed considering and not considering the participation of each component of the MBTIM, the damage of the track interlayer component and the stiffness change of each layer component. The results show that the error between the calculation results of the formula and the numerical method in this paper is less than 3%, which verifies the correctness of the method in this paper. The high-order frequency of the MBTIM is significantly affected considering the track, bridge pier, pile soil and pile cap, while considering the influence of pile cap on the low-order and high-order frequency of the MBTIM is large. The influence of component damage such as void beneath slab, mortar debonding and fastener failure on each order frequency of the MBTIM is basically the same, and the influence of component damage less than 10m on the first fourteen order frequency of the MBTIM is small. The bending stiffness of track slab and rail has no obvious influence on the natural frequency of the MBTIM, and the bending stiffness of main beam has influence on the natural frequency of the MBTIM. The bending stiffness of pier and base slab only has obvious influence on the high-order frequency of the MBTIM. The natural vibration characteristics of the MBTIM play an important guiding role in the safety analysis of high-speed train running, the damage detection of track-bridge structure and the seismic design of railway bridge.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.93-100
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• 2015

현대 목조 구조물은 일반적으로 접합철물인 연결재를 이용하여 접합된다. 그리고 목조 구조물에서 다수의 연결재를 사용한 접합부는 반강접 접합부를 만든다. 목조 구조물에 접합부가 핀접합으로 설계될 경우에 접합부를 통해 전달되는 하중이 과소 평가되고 이것은 접합부의 저항능력 부족을 초래한다. 목조 구조물의 접합부를 완전 강접합으로 고려할 경우에 접합에 필요한 접합철물의 양이 과도하게 증가 할 수 있다. 이것은 미적인 요소 뿐만 아니라 시공성과 경제성을 저하시킨다. 접합부의 합리적인 강성에 대한 추정은 목조 구조물의 합리적인 접합부의 설계에 필수적인 요소이다. 이 논문은 목조 구조물의 구조설계를 쉽게 수행할 수 있도록 도움을 주기 위하여 2면 전단접합에 대하여 구조설계에서 널리 이용되는 상용 프로그램을 사용하여 접합부의 근사적인 강성을 나타낼 수 있는 해석 모델링 기법을 제안한다. 제안된 근사해석 모델링 기법은 휨 모멘트, 인장에 대한 실험 결과와 해석결과를 비교하여 접합부의 거동을 나타낼 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.95-103
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• 2009

교대나 교각 위 교량 슬래브 단부의 변형은 궤도 틀림이나 유지보수의 주요 원인이 되고 있으며, 특히 콘크리트 슬래브궤도가 설치되는 경우에는 궤도구조의 강성과 교량 슬래브와의 일체 성으로 레일 및 지지구조의 사용성에 심각한 영향을 미치는 변형과 추가하중이 발생하게 된다. 이번 연구에서는 교량 슬래브 단부 변형으로 인해 발생하는 궤도구조의 사용성에 영향을 미치는 인자를 파악하고 매개변수 해석을 통해 변수 별 영향 정도를 파악하였다. 연구 결과 단경간교 보다 연속교가 레일 지지점 하중 감소에 유리하고, 마지막 레일 지지점과 교량받침 사이 간격, 교량받침 강성, 체결구 강성이 사용성에 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다.