아스팔트 노반 직결궤도용 광폭침목의 최적화 설계 및 환경 요인에 의한 거동평가 :Optimal Design, Vibration and Temperature Characteristic of Wide Sleepers on Asphalt Trackbed System

전선표

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자료유형: 학위논문

저자정보: 전선표 (강릉원주대학교, 강릉원주대학교 일반대학원)

지도교수: 정우영

발행연도: 2015

저작권: 강릉원주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2015

콘크리트-아스팔트궤도 연결 접속부 내 광폭침목 거동평가

전선표 , 이성혁 , 정우영 외 2명 한국철도학회 학술발표대회논문집 2015.10 학술대회자료

아스팔트 노반 직결궤도용 광폭침목의 최적화 설계 및 환경 요인에 의한 거동평가

전선표 토목공 2015.01 학위논문

2013

아스팔트 궤도노반용 콘크리트 슬래브 직결궤도의 전단키 설계 및 성능평가

전선표 , 이진욱 , 이성혁 외 2명 한국철도학회 학술발표대회논문집 2013.11 학술대회자료

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최근 철도는 국가철도망 구축계획으로 철도 연장이 늘어나며 인적, 물적 자원 이동에 있어서 현재보다 더 중요한 교통수단이 된다. 이 계획은 저탄소 녹색성장 철도건설과 고속화 철도가 늘어날 것이다. 현재 국내 철도의 대부분 건설되어 있는 자갈 도상 궤도는 다짐과 자갈의 파괴로 인한 궤도침하로 인해 잦은 유지보수관리 및 자갈의 비산 등의 이유로 고속철도에 적합하지 않으며, 콘크리트 도상궤도는 비싼 초기 시공비와 궤도복구가 어려운 문제점이 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 현재 국내에서는 아스팔트 궤도구조에 대해 연구가 진행 중이다.
본 연구에서는 아스팔트 노반상 직결궤도용 콘크리트 광폭침목에 대하여 설계 및 구조안전성 검토를 범용유한요소 프로그램 ABAQUS를 사용하여 진행하였다. 선행연구에서 광폭침목에 대한 연구가 진행 되었지만 시공성 및 유지보수관리의 문제로 새로운 형상 및 전단키 설치 방법이 제시되었다. 개선된 광폭침목의 해석결과 허용 휨-인장응력에 대하여 만족하지 못하여 PC 광폭침목으로 재설계를 진행하였고 그 결과 허용 휨-인장응력에 만족한 것으로 나타났다. 전단키 역할을 하는 전단앵커의 설치개수는 시험결과와 유한요소 해석결과를 비교검토하여 가이드라인을 제시하였다. 열차의 승차감과 직결되는 진동은 초기침목과 개선된 침목에 발생되는 진동가속도 값을 측정하여 비교하였으며, 그 결과 두 침목에 발생되는 진동가속도의 차이는 미미 한 것으로 나타났다. 아스팔트 재료에 따른 진동가속도 측정에 대하여 비교한 결과 점탄성 재료를 사용할 경우 탄성 재료보다 진동가속도 결과 값이 작게 측정되었다. 콘크리트 침목의 온도의 변화는 PC 강연선의 성능에 영향을 끼치는 것으로 나타났다.

Recent years, Railway will be extended to national rail network construction plan. Due to development of material resources and human resources, the transportation will be very important. This plan is getting increase to use a low-carbon green growth railway construction and high-speed railway. Currently, domestic railway are ballasted track which is not suitable for high-speed rail. It is due to some reasons Such as ballast scattering and frequent maintenance management on track subsidence due to destruction of the ballast and rod tamping. Concrete slab track is an expensive construction and causes problem on Track 1reparation. To solve this problem, currently in Korea, the studies on asphalt track structure is being carried out.
In this study, a finite element program named ABAQUS was used to perform structural stability analysis concrete wide sleepers on asphalt trackbed . previously, the research on wide sleepers was advanced. However presented a new shape and shear key installation methods which problems on construction and maintenance management and the analysis results has not been satisfied with the analysis results allowable bending tensile stress of the improved wide sleeper. However with the consideration of PC tendon designed according to the reviewed design load, the structure stability can be obtain. The primary of this research is to develop the design guidelines of the shear-key (shear anchor) through the numerical analysis and experimental test. Riding comfort is associated with vibration. The value of the vibration acceleration occurred on initial sleepers and improved sleepers was measured for comparison. As a result, the difference between the vibration acceleration that occurs in two models was found. However, the difference was marginal. The study on vibration acceleration due to the asphalt material was conducted. When using a viscoelastic material, vibration acceleration were found smaller than that of the elastic material. Changes of temperature in concrete sleepers were found to affect the performance of PC tendon.

#고속철도 #유한요소해석 #ABAQUS #광폭침목 #아스팔트 궤도

국 문 요 약 Ⅰ
Abstract Ⅲ
표 목 차 Ⅶ
그 림 목 차 Ⅸ
I. 서 론 1
1. 연구 배경 및 목적 1
2. 연구 동향 3
II. 철도궤도시스템 5
1. 궤도시스템 개요 5
2. 아스팔트 노반 직결궤도 시스템 8
3. 국외 시공사례 9
III. 아스팔트용 직결궤도 광폭침목 개발 13
1. 선행연구 13
2. 광폭침목 설계 및 구조안전성 검토 14
3. PC광폭침목 설계 및 구조안전성 검토 23
IV. 전단키 설계 및 설치 가이드라인 28
1. 전단키 시험 28
2. 전단키 유한요소 구조해석 38
3. 전단키 개수 설계 49
4. 현장 시공해석을 통한 전단키 소요수량의 신뢰성 평가 51
V. 외부 환경 요인으로 인한 영향성 평가 54
1. 이동하중에 의한 진동해석 54
2. 온도 변화에 따른 침목의 영향성 평가 70
VI. 결 론 75
참 고 문 헌 77

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