수치해석을 통한 KTX 객차 길이 조정이 고속철도교량의 동적거동 특성에 미치는 영향 연구

초록

고속철도는 중량의 열차가 고속으로 주행하는 관계로 열차 주행안전에 대하여 많은 관심이 집중되고 있으며, 특히 고속철도교량의 경우 열차의 일정한 반복하중에 의한 교량의 공진현상 등으로 열차 주행시의 동적 안전성 문제가 대두되어 왔다. 이에, 국내외 연구진들에 의해 고속철도교량상 열차 주행시 교량의 동적거동 해석방법 및 교량상 열차 주행시의 동적 안전성 향상 방안에 대한 연구가 수행되어져 왔다. 본 논문에서는 대표적인 KTX 교량형식인 2지간 연속 PSC 박스거더 교량에 대한 공진저감방안의 일환으로, KTX 차량 1편성 중 일부 객차의 길이 조정을 통한 즉, 등간격의 반복하중이 아닌 일시적 부등 간격의 비반복 하중 재하에 의한 교량의 동적 거동특성 변화를 수치해석을 통하여 수행하였다. 그 결과, 일반적으로 교량상 열차 주행시 열차의 반복 하중 재하에 의하여 교량의 동적응답이 공진 위험속도에서 커지는데 반하여, 비반복 하중 재하에 의하여 공진현상이 저감되어 동적응답이 작아져 KTX 객차 길이 조정이 교량의 열차 주행안전과 승차감 향상에 의미있는 기여를 할 수 있을 것으로 나타났다. 아울러, 길이 조정된 객차의 위치에 따른 공진저감효과를 수치해석을 통하여 분석하였다.