• 한국도시철도학회논문집
• /
• 제6권4호
• /
• pp.383-392
• /
• 2018

본 연구에서는 비교적 경간이 긴 트러스교를 포함한 무도상 교량을 대상으로 장대레일을 부설할 때 궤도-교량 상호작용으로 인한 레일 부가 축응력과 교량 지점 반력 등의 변화를 검토하여 레일 장대화를 위한 개량 방안을 분석하였다. 연구결과에 따르면 무도상 교량에서 장대레일을 부설할 경우 레일 부가 축응력과 지점 반력이 큰 폭으로 증가하는 것으로 나타났다. 레일 부가 축응력은 횡저항력을 충분히 확보할 경우 수용 가능하지만, 지점 반력이 증가하게 될 경우 받침이나 교각의 손상이 우려되고 대규모 보수 보강을 필요로 하므로 지점 반력을 완화시킬 수 있는 방안을 강구할 필요가 있다. 교량 가동단의 마찰저항을 고려하는 경우 레일 부가 축응력은 감소하지만 지점 반력에 미치는 영향은 매우 작은 것으로 나타났다. 반면 궤도 종저항력이 작아지면 레일 부가 축응력과 지점 반력이 모두 큰 폭으로 감소하는 것으로 나타났으며, 레일 부가 축응력이 큰 일부 구간에 ZLR 체결장치를 적용하는 경우 레일 부가 축응력 뿐 아니라 교량 지점 반력이 크게 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 무도상 교량의 레일 장대화를 위하여 일부 ZLR 체결장치를 적용하고 궤도 종저항력을 줄이는 방안이 매우 효과적이라고 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제61권6호
• /
• pp.775-784
• /
• 2017

This study is devoted to developing many new substructure models for ballasted railway track by using the pyramid model philosophy. As the effect of railway embankment has been less considered in the previous studies in the field of vehicle/track interaction, so the present study develops the pyramid models in the presence of railway embankment and implements them in vehicle/track interaction dynamic analyses. Considering a moving car body as multi bodies with 10 degrees of freedom and the ballasted track including rail, sleeper, ballast, subgrade and embankment, two categories of numerical analyses are performed by considering the new substructure systems including type A (initiation of stress overlap areas in adjacent sleepers from the ballast layer) or type B (initiation of stress overlap areas in adjacent sleepers from the subgrade layer). A comprehensive sensitivity analyses are performed on effective parameters such as ballast height, sleepers spacing and sleeper width. The results indicate that the stiffness of subgrade, embankment and foundation increased by increasing the ballast height. Also, by increasing the ballast height, rail and ballast vertical displacement decreased.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제18권4호
• /
• pp.13-21
• /
• 2017

자갈궤도는 100여년 이상 전세계적으로 널리 사용되는 궤도구조로 저렴한 초기 건설비용, 유연한 유지보수와 진동 및 소음의 저감효과가 있지만, 열차운행에 따라서 지속적인 침하가 발생하는 단점이 있다. 이로 인해 지속적인 유지보수가 필요하며, 최근 열차의 속도, 용량, 중량의 증가로 유지보수비용이 증가하고 있는 실정이다. 파울링(fouling)은 노반 세립분이나 자갈입자가 파쇄되면서 발생한 세립분이 자갈 사이의 공극을 메우는 현상으로 배수가 나빠지고, 자갈궤도의 침하를 가속화시키는 등 자갈도상의 열화의 주원인으로 지목되고 있다. 본 논문에서는 GPR(Ground Penetrating Radar)을 이용하여, 도상의 상태를 평가 할 수 있는 분석방법을 제안하였다. 경험에 의존하는 기존의 분석기법을 대신하여, 고속선에 사용되는 자갈의 감쇠 특성을 반영한 이득함수(gain function)를 제안하였다. 실내 박스 실험과 실모형 실험을 통해 제안한 이득함수로 증폭한 GPR신호에 힐버트 변환을 추가로 적용하여 자갈층과 노반층에서 반사된 신호의 세기변화를 깊이에 따라 계산하였다. 이로부터 신호의 세기가 비교적 크게 변화하는 곳을 파울링층과 노반층의 경계로 구분할 수 있었다. 다만 현장적용을 위해서는 침목의 영향을 분리하고 전자기파 분산특성 등에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 문화기술의 융합
• /
• 제8권3호
• /
• pp.239-244
• /
• 2022

본 연구는 현장조사 및 실내시험을 바탕으로 궤도형식별 열화에 영향을 미치는 핵심매개변수를 도출하였다. 기존 궤도 열화모델은 자갈궤도에 국한된 모델로서 콘크리트궤도의 열화평가는 연구된 것이 없는 실정이다. 본 연구에서는 운행선 궤도형식별 다양한 궤도구조의 특성이 반영된 열화요인을 도출하고자 궤도구성품의 성능수준 및 상태평가를 위한 실내시험을 수행하였다. 또한 궤도유지관리 이력데이터에 대한 분석을 통해 궤도열화 및 유지관리에 영향을 미치는 매개변수를 도출하였다. 현장조사, 궤도유지관리 이력데이터 분석 및 현장시료를 이용한 궤도구성품의 성능시험을 통해 궤도성능기반의 궤도열화 매개변수는 궤도침하 및 궤도지지강성에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 도상자갈과 방진패드인 것으로 분석되었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2005년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.370-375
• /
• 2005

Floating sleepers in a ballasted track increase both track deterioration and track irregularities. Consequently, a considerable maintenance work is required and maintenance cycle is shortened due to the floating sleepers. This paper quantifies the degrees of void between the floating sleepers and a ballast bed. In the future, the influence of floating sleepers on the track will be investigated by an analytical method using a dynamic model.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제32권5호
• /
• pp.483-494
• /
• 2023

High-speed trains became common nowadays due to the need for fast and safe mean to transport goods and people. However, the use of high-speed trains necessitates the examination of the critical speed, which is the train speed at which the maximum settlement of the railway track occurs. The critical speed and railway track settlement have been investigated considering only one train in previous studies. However, it is normal to have two adjacent trains moving at the same time. This paper aims to understand how the interference of two moving trains affects the settlement and critical speed of ballasted railway track. Calibrated three-dimensional finite element models of railway track subjected to one moving train and two moving trains have been developed to address the aim of the study. It is found that the interference dramatically increases the railway track settlement with a percentage increase ranges between 5 and 100%. It is also found that the percentage increase of the railway track settlement depends on the train speed and the distance between the moving trains. In addition, it is found that the thickness of the ballast layer and the stiffness of the subgrade have minor influence on the percentage increase of the settlement. Importantly, the results of this paper illustrate the importance of the interference of the moving trains on the dynamic response of the railway track. Thus, there is a need to consider the dynamic interaction between the adjacent moving trains in the design of railway track foundation.

• Structural Monitoring and Maintenance
• /
• 제4권3호
• /
• pp.195-220
• /
• 2017

Nowadays, railway system plays a significant role in transportation, conveying cargo, passengers, minerals, grains, and so forth. Railway ballasted track is a conventional railway track as can be seen all over the world. Ballast, located underneath the sleepers, is the most important elements on ballasted track, which has many functions and requires routine maintenance. Ballast needs to be maintained frequently to prevent rail buckling, settlement, misalignment so that ballast has to be modelled accurately. Continuum model was introduced to model granular material and was extended in ballast. However, ballast is a heterogeneous material with highly nonlinear behaviour. Hence, ballast could not be modelled accurately in continuum model due to the discontinuities nature and material degradation of ballast. Discrete element modelling (DEM) is proposed as an alternative approach that provides insight into constitutive model, realistic particle, and contact algorithm between each particle. DEM has been studied in many recent decades. However, there are limitations due to the high computational time and memory consumption, which cause the lack of using in high range. This paper presents a review of recent ballast modelling with benefits and drawbacks. Ballast particles are illustrated either circular, circular crump, spherical, spherical crump, super-quadric, polygonal and polyhedral. Moreover, the gaps and limitations of previous studies are also summarized. The outcome of this study will help the understanding into different ballast modelling and particle. The insight information can be used to improve ballast modelling and monitoring for condition-based track maintenance.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.526-534
• /
• 2011

본 연구에서는 고속철도의 자갈궤도와 콘크리트궤도에서 열차 주행 안전 측면에서 관리해야 할 레일패드 강성의 상한값을 차량 및 궤도의 동특성과 운영환경을 고려하여 결정하는 방법을 제시하였다. 차량-궤도의 상호작용해석의 중요 입력 파라메타인 궤도틀림과 관련하여 프랑스 및 독일에서 제시한 고저틀림 PSD(파워 스펙트럼 밀도)와 경부고속철도 1단계 구간 자갈궤도 및 콘크리트궤도에서 계측한 고저틀림 자료를 통하여 얻은 PSD를 기초로 하여 넓은 범위의 주파수 영역에서 적용할 수 있는 자갈궤도와 콘크리트궤도의 고저틀림 PSD를 제시하였다. 제시된 PSD 기준 모델을 사용하여 시간 영역에서의 고저틀림 입력을 난수 생성(random number generation)을 통하여 구한 후 차량-궤도 상호작용 해석기법을 사용하여 레일패드 강성에 따른 윤중 감소율을 산정하였다. 산정된 윤중 감소율에 대하여 국내 철도차량 안전기준에 관한 규칙의 탈선계수 규정을 적용하여 주행 안전 측면에서 허용할 수 있는 레일패드 강성의 상한값을 제시하였다.

• 문화기술의 융합
• /
• 제9권4호
• /
• pp.633-638
• /
• 2023

본 연구에서는 공용중인 강철도 복합교량의 케이블 장력변화가 철도교량 상 자갈궤도의 궤도틀림에 미치는 영향을 해석적으로 분석하였다. 케이블 장력에 대한 설계 및 해석결과 비교 결과, 약 3% 미만의 차이가 나타나 해석모델링은 설계조건을 잘 반영하는 것으로 분석되었다. 또한 현장측정결과와 해석 케이블 장력과 비교하여 해석모델링의 적정성을 입증하였다. 케이블 장력 변화를 변수로 설정하여 강철도 복합교량의 궤도틀림을 해석적으로 분석하였다. 분석결과, 전체 및 편측 케이블 장력변화는 궤도틀림 항목 중 고저틀림에 직접적인 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 또한 케이블 위치와 근접한 구간에서 궤도틀림의 변화가 발생하는 것으로 나타났다. 케이블 장력 변화는 수평방향에 의한 궤도틀림(방향틀림 및 궤간틀림)보다는 연직방향과 직접적인 상관성을 갖는 궤도틀림(고저틀림 및 수평틀림)에 보다 직접적인 영향을 미치는 것으로 분석되었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.415-422
• /
• 2006