• 문화기술의 융합
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• 제8권3호
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• pp.277-282
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• 2022

본 연구의 대상궤도구조인 침목플로팅궤도(STEDEF)는 상대적으로 얇은 콘크리트 침목(RC Block) 하부에 매우 소프트한 방진패드가 설치되어 있는 궤도형식으로서 방진패드가 콘크리트 강도 추정결과에 영향을 미칠 수 있을 것으로 예상되었다. 이에 본 연구에서는 일반적인 토목구조물의 콘크리트 압축강도 추정기법인 반발경도시험법을 철도 궤도의 콘크리트 침목에 적용하기 위한 현장 적용성 평가를 수행하였다. 본 연구에서는 일반적인 토목구조물과 다른 궤도구조의 특성이 반영된 콘크리트 침목의 강도추정기법을 분석하고자 공용중인 콘크리트 침목의 강도추정결과에 영향을 미칠 수 있는 매개변수 실험을 수행하였다. 연구결과, 콘크리트 침목의 단면형상을 고려한 적정 타격위치를 제시하였으며, 콘크리트 침목의 상태와 지지조건에 따른 강도추정결과의 차이를 도출하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.478-483
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• 2006

In this study, as a part of research which is to make 50kg NSI turnout of PC sleeper, the main objective of this study is the optimization of PC sleeper's section, the number of PS tension wire. For this purpose, the finite element analysis was conducted to evaluate the serviceability and the safety of NSI PC sleeper developed. Analytical results showed that PC sleeper adapted in this study satisfied not only serviceability criterion but also safety criterion.

• 문화기술의 융합
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• 제8권6호
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• pp.667-674
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• 2022

침목플로팅궤도(STEDEF)의 콘크리트침목은 2개의 콘크리트블럭을 타이바로 연결하여 구성된 형태이며 침목방진패드 및 침목상자와 도상 콘크리트층에 매립되어 레일로 전달되는 열차하중을 지지하고 하중을 도상으로 분산시키는 역할을 수행하는 주요 궤도구성품이다. 침목방진패드는 열차의 반복운행에 따른 누적하중 증가, 장기간 사용에 따른 열화로 인해 재료적 성능이 저하되어 다른 궤도구성품의 손상을 유발할 수 있다. 실제 형상과 동일한 3D 모델링으로 운행하중 조건에서 발생되는 침목플로팅궤도구조의 거동을 파악하고, 수치해석을 통해 침목방진패드의 스프링강성 변화가 콘크리트침목의 손상에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과, 침목방진패드의 좌·우측 스프링강성 증가는 콘크리트침목의 최대 응력 및 인장응력, 변위는 증가하고 레일 직하부 침목의 최대 압축응력은 감소하며, 타이바접촉부 콘크리트에서 응력집중이 되는 것으로 분석되었다. 이는 현장조사결과의 콘크리트침목 손상유형과도 일치하는 것으로서 침목방진패드의 장기간 사용에 따른 스프링강성 변화는 콘크리트침목의 응력 증가를 초래할 수 있으며, 좌우 침목의 침하량의 차이가 증가되어 콘크리트침목의 손상에 영향을 미칠 수 있음을 해석적으로 입증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.569-577
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• 2012

본 연구에서는, 철로(railway track)의 공명현상을 제어할 수 있는 침목(sleeper) 간격의 최적화에 대한 이론적 고찰을 소개한다. 이러한 현상을 제어하기 위해 목적함수가 파동 투과율(wave transmittance) 그리고 설계변수가 침목 분포인 최소화 문제를 제안한다. 해석에서 철제 궤도(rail)은 티모셴코(Timoshenko) 빔, 침목은 질량으로 표현하였다. 무한 철로는 유한한 최적설계 영역의 양 끝단에 투과경계조건(transmitting boundary)를 부여함으로써 구현하였다. 수치예제를 통하여 침목의 간격에 따른 투과율의 감소의 효과를 살펴보았다. 또한, 하모닉(harmonic) 하중 하에서 응답해석을 통한 진동의 제어 관점에서 제안된 방법의 적합성을 보였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.240-247
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• 2011

본 연구에서는 콘크리트 궤도 침목 내에 설치되는 인서트에 예기치 못하게 침투된 수분의 결빙압이 앵커볼트의 인발강도에 미치는 영향을 유한요소해석을 통해 고찰하였다. 3차원 유한요소해석모델은 콘크리트 침목의 현장실험 결과, 도면 및 레일체결장치의 제원 실측치를 기반으로 수립되었으며, 비선형구성방정식과 파괴 모델은 측정된 압축강도로부터 CEB-FIP 1990 모델코드를 이용하여 추정하였다. 해석모델의 적정성은 철도기술연구원에서 수행한 현장 인발시험 결과 및 실내시험 결과와의 비교를 통해 확인하였다. 다양한 인자, 즉 결빙위치, 앵커볼트 초기 체결력의 크기 및 콘크리트 압축강도에 따른 해석을 수행하였으며, 그 결과를 제시하였다. 해석결과에 의하면, 매립전내 침투수의 결빙력은 균열손상의 가장 가능성 있는 직접적인 원인 중 하나로 간주될 수 있음을 확인하였다. 또한, 외측매립전의 결빙력이 내측 매립전 보다 작은 것으로 나타났으나 그 차이는 크지 않았다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.436-442
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• 2011

It is increasing construction of long span railway bridge with concrete track system for speed up of railway and efficient maintenance of track. As the sleeper of the concrete track system layed on a bridge is fixed on deck of the bridge, the displacement of the sleeper and deck is same. Therefore, the spacing between two sleeper installed at the end of the adjacent deck near the expansion joint of bridge becomes vary according to the longitudinal expansion of a deck by temperature change. By the way, if the spacing of sleepers become increase excessively, it causes large bending stress of in a rail, and it can leads failure or reduction of fatigue life of the rail. And also the excessive displacement of the rail may induce decrease ride comfort. Therefore, in order to prevent such problems, the allowable maximum sleeper spacing at a bridge expansion joint was mutually determined. And, the determination procedure of the maximum bridge expansion length based on the allowable sleeper spacing was suggested.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제41권2호
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• pp.231-242
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• 2012

This research work aims to develop an optimal design using Finite Element (FE) and Genetic Algorithm (GA) methods to replace the traditional concrete and timber material by a Synthetic Polyurethane fibre glass composite material in railway sleepers. The conventional timber railway sleeper technology is associated with several technical problems related to its durability and ability to resist cutting and abrading action of the bearing plate. The use of pre-stress concrete sleeper in railway industry has many disadvantages related to the concrete material behaviour to resist dynamic stress that may lead to a significant mechanical damage with feasible fissures and cracks. Scientific researchers have recently developed a new composite material such as Glass Fibre Reinforced Polyurethane (GFRP) foam to replace the conventional one. The mechanical properties of these materials are reliable enough to help solving structural problems such as durability, light weight, long life span (50-60 years), less water absorption, provide electric insulation, excellent resistance of fatigue and ability to recycle. This paper suggests appropriate sleeper design to reduce the volume of the material. The design optimization shows that the sleeper length is more sensitive to the loading type than the other parameters.

• International Journal of Railway
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• 제6권4호
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• pp.160-168
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• 2013

A spiral lattice girder-reinforced Bi-block sleeper which has enhanced durability against increasingly growing impact force and vibration by wheel load and improved structural performance while train runs at 350km/h high speed is hereby proposed. The section of a spiral lattice girder has stable and superior structural performance thanks to its confinement effect. To compare and analyze the structural performance of spiral lattice girder-reinforced bi-block sleeper, strain and stress distribution were evaluated after applying same load condition as existing triangular lattice girder-reinforced biblock sleeper, and to compare the structural performance of triangular lattice girder and spiral lattice girder, structural analysis of lattice girder was performed separately. As a result, a spiral lattice girder proved to have had superior structural characteristics to bi-block sleeper, and furthermore as a result of evaluating the fastener interface and constructibility with shape-improved lattice girder, no interference with existing railroad structure was found and in terms of cost efficiency, a spiral lattice girder appeared to be superior to existing lattice girder.

• 한국안전학회지
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• 제31권3호
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• pp.82-88
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• 2016

Ballasted gravel will be damaged or worn by the repetitive train load. And these damages of ballast gravel could be increased by increasing vehicle speed. Therefore, various techniques for reducing the ballast pressure have been proposed, such as the attached pad type of sleeper bottom for ballasted track. In this study, spring stiffness test method were proposed to evaluate the performance of under sleeper pad for ballasted track. Standard ballast plate(SBP) was developed to simulate the ballast gravel and compared with the foreign test results. Experimental results showed a trend similar to the previous studies according to various loading plate type. specimen type(Type A, Type B) differences in spring stiffness according to hardness were not significant. Also, the FSP (Flat steel plate) - shaped jig is about 80% of the spring stiffness was greater than SBP. Therefore, to evaluate the actual spring stiffness of under sleeper pad for ballasted track, it was important to adopted the appropriate spring stiffness test method using the SBP to simulate actual field conditions.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.4185-4191
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• 2015

최근 철도의 고속화에 따라 철도수송의 안전성에 대한 요구는 증가되며, 기존 선로에 더 무거운 축중의 차량이 운행토록 요구되고 있다. 이러한 요구를 충족하기 위하여 기존 선로의 레일의 중량을 증가시키고, 장대레일화를 진행해왔다. 최근 개발된 H형 침목은 기존의 일자형 PC침목에 비해 저항 특성이 높아 궤도 강성 증대와 궤도틀림 저감을 기대할 수 있으나, H형 침목 부설에 따른 궤도 특성 변화에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 3차원 유한요소해석을 통하여 H형 침목이 부설된 궤도의 특성을 분석하였다.