고속철도 궤도의 동적 응답에 미치는 교량 공진의 영향

이용재; 장승엽; 김성일; 최준혁; 유승원

doi:10.7782/JKSR.2025.28.1.17

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저자정보: 이용재 (Korea National University of Transportation) 장승엽 (Korea National University of Transportation) 김성일 (Korea Railroad Research Institut) 최준혁 (Korea National University of Transportation) 유승원 (Korail)

저널정보: 한국철도학회 한국철도학회 논문집 한국철도학회 논문집 제28권 제1호(통권 제187호)

발행연도: 2025.1

수록면: 17 - 31 (15page)

DOI: 10.7782/JKSR.2025.28.1.17

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이 연구에서는 교량 공진이 궤도의 동적 거동에 미치는 영향을 평가하기 위하여 열차-궤도-교량 동적 상호작용 해석을 이용하여 교량의 공진이 발생할 때 교량과 차량의 동적 응답과 함께 궤도의 동적 응답을 분석하였다. 해석결과로부터 KTX 열차가 40 m 경간 교량을 300 km/h의 속도로 통과할 때 교량의 공진이 발생하는 것을 확인하였다. 교량 공진에 의해 교량 연직 변위와 가속도가 증가하지만, 열차의 승차감과 주행 안전에 대한 설계기준을 모두 만족하였다. 교량 공진이 발생할 때 차체 연직 가속도 최대값의 크기는 크게 증가하지 않았고, 차륜-레일 접촉력도 교량 중앙부 부근에서 축중 변동이 증가하지만, 전체적으로 축중의 최대값은 크게 달라지지 않았다. 교량 공진에 의한 영향보다는 교량 단부에서 궤도 강성의 차이로 인한 축중 변동이 오히려 더 크게 발생하는 것으로 나타났다. 교량 공진이 발생할 때 가장 유의미한 변화는 교량 단부에서의 인상력과 인상변위의 증가이다. 이러한 교량 단부에서의 인상력과 인상변위는 축중 증가와 함께 교량 단부에서의 궤도 손상과 궤도틀림 진전에 상당한 영향을 미칠 수 있으므로 향후 궤도의 장기적인 성능에 미치는 영향에 대한 연구가 필요하다.

#Train-track bridge dynamic interaction #Resonance #Finite element #Track #Dynamic response #열차-궤도-교량 동적상호작용 #공진 #유한요소 #궤도 #동적 응답

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