• Smart Structures and Systems
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• 제30권5호
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• pp.479-500
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• 2022

In this study, a new type of isolation bearing is proposed by combining S-shaped steel plate dampers (SSDs) with a spherical steel bearing, and the seismic control effect of a five-span standard high-speed railway bridge is investigated. The advantages of the proposed S-shaped steel damping friction bearing (SSDFB) are that it cannot only lengthen the structural periods, dissipate the seismic energy, but also prevent bridge unseating due to the restraint effectiveness of SSDs in the large relative displacements between the girders and piers. This study first presents a detailed description and working principle of the SSDFB. Then, mechanical modeling of the SSDFB was derived to fundamentally define its cyclic behavior and obtain key mechanical parameters. The numerical model of the SSDFB's critical component SSD was verified by comparing it with the experimental results. After that, parameter studies of the dimensions and number of SSDs, the friction coefficient, and the gap length of the SSDFBs were conducted. Finally, the longitudinal seismic responses of the bridge with SSDFBs were compared with the bridge with spherical bearing and spherical bearing with strengthened shear keys. The results showed that the SSDFB can not only significantly mitigate the shear force responses and residual displacement in bridge substructures but also can effectively reduce girder displacement and prevent bridge unseating, at a cost of inelastic deformation of the SSDs, which is easy to replace. In conclusion, the SSDFB is expected to be a cost-effective option with both multi-stage energy dissipation and restraint capacity, making it particularly suitable for seismic isolation application to high-speed railway bridges.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.140-144
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• 2011

As a result of that the domestic railway technology has been progressed as times go by, the 1st and the 2nd steps for Gyeongbu HSR at the speed of more than 300km/h, were completed and Honam HSR - its operational speed is 350km/h - is under construction. Additionally, As a part of the expressization project for general lines, the Seoul-Chuncheon route at the speed of more than 180[km/h] is under construction and the Jeolla route is under design. At present, 11 countries (e.g. France, Germany, Belgium, Italy, the Netherlands, Spain, England, Japan, China and Taiwan) including Korea have high speed railways operated at the speed of more than 300[km/h]. As shown in the above, the domestic railway has high speed trains as good as those of countries outside Korea, but the schedule speed, which is calculated by dividing distance to destination by time, is lower than that of overseas trains. For overseas railway, the ratio of schedule speed to the highest speed is above 65%, while that of domestic railways is over 50%. It shows a significant difference between them. It is expected that the schedule speed improvement will increase the number of train operation and line capacities than now, so it shall achieve smooth transportation flow and improve the passengers' satisfaction. In this paper we describe the necessity for the improvement of schedule speed, by analyzing foreign cases related to the improvement of schedule speed in order to satisfy the increasing traffic demand.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1268-1277
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• 2008

Recently, the high speed railway comes into the spotlight as the important and convenient traffic infrastructure. In Korea, Kyung-Bu high speed train service began in about 400km section at 2004, and the Ho-Nam high speed railway will be constructed by 2017. The high speed train will run with a design maximum speed of 300-350km/hr. Since the trains are operated at high speed, the differential settlement of subgrade under the rail is able to cause a fatal disaster. Therefore, the differential settlement of the embankment must be controlled with the greatest care. Furthermore, the characteristics and causes of settlements which occurred under construction and post-construction should be investigated. A considerable number of studies have been conducted on the settlement of the natural ground over the past several decades. But little attention has been given to the compression settlement of the embankment. The long-term settlement of compacted fills embankments is greatly influenced by the post-construction wetting. This is called 'hydro collapse' or 'wetting collapse'. This wetting collapse problem for the compressibility of compacted sands, gravels and rockfills, has been recognized by several researchers. For this wetting settlement problem, we showed the test results carried out with 4 fill materials. These tests were performed under the condition that the fill materials were inundated at the first wetting. Subsequently, in this study, we investigated the long-term settlement characteristics of the fill materials under the repeated partial wetting and rising of the ground water table happend by rainfall.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.229-236
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• 2003

손상평가를 위해 많은 연구자들에 의해 인공신경망이 이용되어 왔다. 그러나, 인공신경망을 이용한 손상평가에 있어 정확성과 능률성을 제고하기 위해서는 몇가지 문제점이 있다. 기존의 인공신경망 특히 역전파신경망(BPNN)의 경우 신경망 학습을 위해 많은 수의 학습패턴을 필요로 하며, 또한 신경망의 구조와 해의 수렴간에 어떤 확정적인 관계가 존재하지 않는다. 따라서 신경망의 은닉층의 수와 한 은닉층에서의 노드수는 시행착오적으로 결정되게 된다. 이러한 많은 훈련패턴의 준비와 최적의 신경망 구조 결정을 위해서는 많은 시간이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 단점들을 극복하기 위해 확률신경망을 패턴분류기로 사용하였다. 이를 판형철도교의 손상평가에 수치해석적으로 검증하였다. 또한 확률신경망을 이용한 철도판형교 손상평가시 적절한 훈련패턴 선택을 위해 모드형상과 고유진동수를 사용한 경우의 적용성에 대해 검토하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.436-444
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• 2016

철도차량용 주변압기 고압권선은 고압인통선에 유기되는 이상전압과 내부공진을 발생 시킬 수 있는 다양한 주파수 대역의 고유주파수를 가진다. 공장시험은 다양한 파형과 지속시간을 지닌 이상전압의 여자가능성을 판단하는데 한계가 있다. 본 연구는 전자계과도해석프로그램(이하 EMTP)을 이용하여 고압권선 모델을 설계하고 초기 전압분포와 전압-주파수 관계 측면에서 내부공진특성을 모의분석한다. 턴 단위의 집중매개변수는 변압기 형상정보부터 계산되며, 각 레이어 단위로 합산된 서브모델은 네트워크 모델로 결합되어 EMTP의 라이브러리를 통해 구현한다. 사례연구는 주파수 변동에 따른 레이어 단위의 전압-주파수 관계 특성과 시계열 영역에서 전압 확대 및 분포 양상을 보여준다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.641-648
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• 2009

최근 철도차량의 속도가 증가함에 따라 철도시설물에도 철근콘크리트 구조물이 많이 적용되고 있는 실정이다. 하지만 이러한 콘크리트 구조물은 공용년수의 증가에 따라 필연적으로 구조적인 보강이 요구된다. 강판보강법 및 섬유복합체(FRP)를 활용한 보강법 등이 가장 일반적으로 적용되는 실정이지만 각 공법마다 나름대로의 단점 역시 존재 한다. 최근 화재나 기타 환경적인 공격에 대하여 강한 내구성을 가진 재료의 개발이 요구되고 있으며 이에 따른 현무암으로부터 추출한 Basalt 섬유를 활용한 섬유보강재가 많은 관심을 받고 있다. 이에 본 연구에서는 Basalt 섬유쉬트를 보강재로 사용할 경우 중요한 특성인 콘크리트와의 부착특성에 관하여 연구를 수행하였다. 실험변수는 보강폭, 길이, 보강겹수를 포함한다. 실험결과, 파괴형태는 계면파괴, 섬유파단, 그리고 rip-off의 형태가 관측되었으며 보강길이보다는 보강폭이 보강강도에 더 많은 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 또한 보강길이가 전부 유효하게 작용하지는 않았으며 이에 유효보강길이를 산정하고 이에 따른 부착강도를 산정하였다. 이를 다른 종류의 FRP재료를 활용한 경우에 유효 보강길이와 비교하여 Basalt 섬유쉬트의 부착특성을 분석하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.272-277
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• 2012

우리나라 철도운영회사인 한국철도공사의 물류부문 영업계수는 2010년 190.7로서 2009년의 197.4에 비해서 소폭 개선되기는 하였으나 여전히 수익에 비해서 비용이 매우 높은 구조이다. 물류 효율화를 위한 활동들을 도출하고 그 효과를 정량적으로 파악할 수 있기 위해서는 각종 통계자료로부터 추출할 수 있는 다양한 지표의 분석이 매우 중요하다. 철도물류에 있어 가장 기본이 되는 것은 화차이며, 본 연구에서는 화차의 효율성을 판단할 수 있는 여러 가지 지표를 분석함으로써 향후 화차와 관련된 철도물류의 효율화를 위한 활동들을 평가하는 데에 활용할 수 있도록 하였다. 화차의 효율성을 파악할 수 있는 지표로서 량당 수송횟수, 량당 수송거리, 량당 수송수입을 제시하였으며, 화차의 효율성을 평가할 때 본 연구에서 제시한 각 지표의 특성 분석자료를 활용할 수 있을 것이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.304-313
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• 2016

고속열차의 정확한 위치를 검지하기 위해서는 차상에 설치된 트랜스폰더 리더가 지상에 설치된 트랜스폰더 태그로부터 텔레그램을 오류없이 정확하게 수신하여야 한다. 고속철도 환경에서 텔레그램 수신 성능은 선로 변에 설치된 전기/신호 설비 및 열차에 설치된 전장품으로부터 발생하는 전자기 간섭의 영향을 받는다. 본 연구에서는 열차 위치검지시스템에 절대위치를 제공하기 위해 개발된 철도교통용 고속 트랜스폰더시스템 시작품의 철도환경 적합성을 검증하기 위하여, 호남고속선에 트랜스폰더 태그를 설치하고 HEMU-430X가 268km/h~334km/h로 운행할 때 트랜스 폰더 리더가 각 태그로부터 텔레그램을 오류없이 몇 회 수신하는지 측정하는 방식으로 실차 테스트를 수행하였다. 이를 바탕으로 트랜스폰더 리더와 태그 사이에 형성된 컨택 존의 길이를 추정하고, 400km/h의 고속주행환경에서 태그로부터 오류없이 수신가능한 텔레그램 개수를 예측하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.588-595
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• 2008

최근 기상환경 변화로 인해 낙뢰의 발생횟수가 증가하고 뇌전류의 세기가 점점 강해지고 있다. 접지 시스템은 시공당시에 어떻게 시공하느냐에 따라 그 성능이 좌우된다. 특히 매설접지선을 이용한 공용접지 방식은 시공 이후에 접지저항 측정으로는 관리하기가 곤란하므로 신설 및 보강시 정확한 설계와 철저한 시공이 이루어지도록 해야 한다. 철도신호설비의 접지시스템 배선방식은 독립접지 구간과 공용접지 구간에 따라 다르게 구성될 수 있다. 이렇게 다양한 환경아래에서 운용되는 신호설비에 대해서 표준접지방식을 제시하기란 매우 어려운 일이다. 각 개소별 정확한 현상파악 없이 일괄적으로 접지시스템에 대한 표준을 정한다면 해당구간에서의 주위 환경이 철도신호설비에 미치는 영향을 고려할 수 없기 때문이다. 따라서 본 논문에서는 철도신호설비의 접지시스템 구성현황을 검토하여 독립접지와 공용접지 구간별 개선방안을 제시하고자 한다.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권6호
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• pp.545-556
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• 2019

Bridge piers with bending failure mode are seriously damaged only in the area of plastic hinge length in earthquakes. For this situation, a modified method for the layout of longitudinal reinforcement is presented, i.e., the number of longitudinal reinforcement is increased in the area of plastic hinge length at the bottom of piers. The quasi-static test of three scaled model piers is carried out to investigate the local longitudinal reinforcement at the bottom of the pier on the seismic performance of the pier. One of the piers is modified by increased longitudinal reinforcement at the bottom of the pier and the other two are comparative piers. The results show that the pier failure with increased longitudinal bars at the bottom is mainly concentrated at the bottom of the pier, and the vulnerable position does not transfer. The hysteretic loop curve of the pier is fuller. The bearing capacity and energy dissipation capacity is obviously improved. The bond-slip displacement between steel bar and concrete decreases slightly. The finite element simulations have been carried out by using ANSYS, and the results indicate that the seismic performance of piers with only increasing the number of steel bars (less than65%) in the plastic hinge zone can be basically equivalent to that of piers that the number of steel bars in all sections is the same as that in plastic hinge zone.