• 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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• 제19권5호
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• pp.647-655
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• 2016

고속철도 건설의 증가와 기존선 개량사업 등은 철도의 직선화를 필요로 하며, 이는 터널과 교량 건설의 증가로 이어지고 있다. 철도에서 접속부는 궤도지지강성이 변화하는 구간으로 열차운행의 안정 및 잦은 궤도틀림 발생 등으로 특별히 주의를 요하는 구간이 된다. 가장 대표적인 접속부 구간은 터널과 토공의 접속부와 교량과 토공의 접속부를 들 수 있다. 그 중 교량과 토공의 접속부는 여러 가지 요인에 의하여 많은 문제를 안고 있는 실정이다. 본 논문에서는 철도에서 교량과 토공의 접속부가 안고 있는 근본적인 문제를 분석하였다. 이를 통하여 철도 교량과 토공의 접속부에 대한 이해도를 높이고 지속적으로 발생하고 있는 이 구간에서의 문제를 해결하는 방안을 제시하고자 한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.535-544
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• 2011

레일 표면 결함이 발생할 경우 매우 높은 충격하중이 발생하여 레일 피로 진전 또는 레일 파단에 이를 수 있고 레일이 파단될 경우 열차탈선 등 대형 사고가 발생할 수 있으므로 레일 결함부에 대한 관리기준의 정립이 매우 중요하다. 본 연구에서는 차량-궤도 동적 상호작용 해석 프로그램을 이용하여, 실제 고속철도 자갈궤도에서 결함이 발생한 43개 지점에서 측정된 레일요철을 입력값으로 하여, 요철 깊이에 따른 충격 윤중과 레일 휨응력을 산정하였다. 궤도틀림을 감안하여 윤중 및 레일 휨응력의 한계값을 설정하고, 해석결과로부터 얻은 윤중 및 레일 휨응력 최대값과 결함 깊이 및 폭과의 상관관계를 분석함으로써 레일 표면 결함부에 대한 관리기준을 제시하였다. 분석 결과, 허용할 수 있는 요철 깊이는 충격 윤중에 의하여 발생할 수 있는 레일 두부의 소성 변형을 방지하기 위하여 관리되어야 하며, 엄격한 조건을 평가할 경우 그 값은 0.2mm 정도가 적당함을 알 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권1호
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• pp.41-49
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• 2024

In recent years, China's high-speed railway (HSR) line continues to expand into seismically active regions. Analyzing the features of earthquake rail irregularity is crucial in this situation. This study first established and experimentally validated a finite element (FE) model of bridge-track. The FE model was then combined with earthquake record database to generate the earthquake rail irregularity library. The sample library was used to construct a model of desired earthquake rail irregularity based on signal processing (SFT) and hypothesis principle. Finally, the effects of random pier height and random span number on desired irregularity were analyzed. Herein, an equivalent method of calculating earthquake rail irregularities for random structures was proposed. The results of this study show that the amplitude of desired irregularity is found to increase with increasing pier height. When calculating the desired irregularity of a structure with unequal pier heights, the structure can be regarded as that with equal pier heights (taking the largest pier height). For a structure with the span number large than 9, its desired irregularity can be considered equal to that of a 9-span structure. For the structures with both random pier heights and random span number, their desired irregularities are obtained by equivalent calculations for pier height and span number, respectively.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.97-105
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• 1992

본(本) 연구(研究)는 300 km/h 내외의 속도영역(速度領域)에서 운행(運行)되고 있는 고속열차(高速列車)의 불규칙(不規則)한 동적(動的) 윤중변동(輪重變動)을 해석(解析)하여 고속철도궤도(高速鐵道軌道)에서의 대책(對策)과 궤도(軌道) 각(各) 구성요소(構成要素)들의 구조설계(構造設計)를 위하여 종래의 연구(研究)에서 윤중변동(輪重變動)에 관련이 있다고 생각되어 온 차량(車輛)의 스프링하질량(下質量) 및 궤도틀림이외에 레일지지(支持)스프링계수(係數)와 진동감쇠계수(振動減衰係數) 등(等)을 포함하여 보다 정량적(定量的)인 해석(解析)을 시도(試圖)하였다. 특히 차량(車輛)의 동적(動的) 윤중변동(輪重變動)에 대한 궤도부분(軌道部分)의 주(主)된 역할(役割)은 레일지지(支持)스프링계수(係數)와 진동감쇠계수(振動減衰係數)에 있으므로 이에대한 궤도(軌道)의 각(各) 구성요소별(構成要素別) 특성(特性)을 보다 분명(分明)히 하기위하여 충격(衝擊)에 의한 레일지지계(支持系)의 동적(動的) 응답(應踏)을 역학(力學)모델 설정(設定)을 통하여 이론적(理論的)으로 해석(解析)하고 실물궤도(實物軌道)에서의 시험(試驗)에 의하여 종래 확실하게 밝혀지지 않았던 이들 궤도특성치(軌道特性値)를 산출(算出)하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.649-657
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• 2017

본 연구의 목적은 궤도형식별로 사용레일의 피로수명을 평가하는 것이다. 이를 위해 궤도형식별 사용레일에 대한 실내피로시험을 수행하여 파괴확률 50%~0.01% 의 S-N 선도를 도출하고, 실험데이터에 대한 가중치 확률해석기법을 사용하여 피로수명을 산출하였다. 여기서, 레일표면요철 및 열차속도를 고려한 사용레일의 휨응력은 기존 연구결과 도출된 레일휨응력 예측식을 이용하여 구하고, S-N 선도로부터 사용레일의 잔존수명을 평가하였다. 평가결과, 자갈도상의 경우 레일의 피로수명이 현 레일교환기준에 비해 약 2억톤 이상 높았고, 콘크리트도상의 레일 피로수명이 자갈궤도에 비해 약 3억톤 이상 높은 것으로 나타났다. 따라서 누적통과톤수에 의한 레일교환기준을 자갈궤도와 콘크리트궤도로 구분할 필요가 있으며, 레일연마를 통한 레일관리가 이루어진다면 기준값이 아닌 목표값으로 관리할 필요가 있다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.75-80
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• 2011

In the area of wheel on rail vehicle, hunting stability which is generated by lateral motion is one of important characteristics for running safety. It might cause not only oscillation of vehicle but also derailment in an unstable area of the high speed. A Maglev vehicle is usually controlled the voltage to maintain the air gap between electromagnet and track. However, in Maglev system, an occurrence possibility of hunting motion could be high, because Maglev vehicle is not controlled directly lateral force between electromagnet and track in the curved guideway. In this paper, running safety is evaluated when Maglev vehicle run on guideway at high speed according to installment of damper between maglev vehicles and bogies, and to analyze the effect of it. Also, the parametric study is carried out for selecting effective lateral damper properties through the simulation. To accurately predict the running safety, 3d multibody dynamics models which are included air spring, guideway conditions and irregularities profile are used. With the results acquired, suggestions were made whether to adopt the damper and how to optimize the damping characteristics.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권10호
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• pp.999-1006
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• 2004

Recently, the ride comfort problem becomes increasingly important because of today's needs for train speedup. The railway has the track irregularities which cause vibrations, such as rail joints, turnout, level crossing, transition corves and super-elevation ramps, and variations in the track level(z-axis) and the gauge(y-axis). In Korea, the service run of the high speed train has been made since the 1st of April, 2004. The commercial high-speed trains must be run on the compound lines which are composed of high-speed line and conventional line. The high speed lines in both Kyoungbu line and Honam line have 57.5％ and 33.8％, respectively In this Paper, the ride comfort has been reviewed by the various experimental methods when the high-speed trains are operated on both Kyoungbu line and Honam line. The results show that the high-speed train has no problems from the viewpoint of the comfort ride during the operation on the high speed line and conventional line.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권1호
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• pp.93-108
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• 2022

Real-time hybrid simulation (RTHS) was applied to investigate the train-bridge interaction of a high-speed railway system, where the railway bridge was selected as the numerical substructure, and the train was physically tested. The interaction between the two substructures was reproduced by a servo-hydraulic shaking table. To accurately reproduce the high-frequency interaction responses ranging from 10-25Hz using the hydraulic shaking table with an inherent delay of 6-50ms, an adaptive time series (ATS) compensation algorithm combined with the linear quadratic Gaussian (LQG) was proposed and implemented in the RTHS. Testing cases considering different train speeds, track irregularities, bridge girder cross-sections, and track settlements featuring a wide range of frequency contents were conducted. The performance of the proposed ATS+LQG delay compensation method was compared to the ATS method and RTHS without any compensation in terms of residual time delays and root mean square errors between commands and responses. The effectiveness of the ATS+LQG method to compensate time delay in RTHS with high-frequency responses was demonstrated and the proposed ATS+LQG method outperformed the ATS method in yielding more accurate responses with less residual time delays.

• Advances in Computational Design
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• 제8권1호
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• pp.1-12
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• 2023

To consider the effects of the increasing speed of next-generation high-speed trains, the existing traffic safety code for railway bridges needs to be improved. This study suggests a numerical method of evaluating the new effects of this increasing speed on railway bridges. A prestressed concrete (PSC) box bridge with a 40 m span length on the Gyeongbu track sector is selected as a representative example of high-speed railway bridges in Korea. Numerical models considering the inertial mass forces of a 38-degree-of-freedom train and the interaction forces with the bridge as well as track irregularities are presented in detail. The vertical deflections and accelerations of the deck are calculated and compared to find the new effects on the bridge arising with increasing speed under simply and continuously supported boundary conditions. The ratios between the static and dynamic responses are calculated as the dynamic amplification factors (DAFs) under different running speeds to evaluate the traffic safety. The maximum deflection and acceleration caused by the running speed are indicated, and regression equations for predicting these quantities based on the speed are also proposed.