열차 가진 특성과 교량 지간과의 관계를 이용한 일반철도 교량의 동적성능 향상

초록

철도교량은 도로교량과 달리 일정한 축간격을 가진 특정열차 하중이 반복 운행되므로 항상 공진의 발생가능성이 존재한다. 공진 발생 시 예상되는 과도한 변위와 가속도의 발생은 궤도 및 교량 구조물의 안정성 및 열차 승객의 승차감에 매우 나쁜 영향을 줄 수 있다(ERRI 1999). 한편, 이러한 공진발생과 반대되는 개념으로 교량 및 열차의 동적 특성과 관계없이 오직 열차의 축간격과 교량의 지간 관계에 의해서 공진이 억제되는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 공진소멸현상을 적절히 응용할 경우 설계속도 내에 공진을 발생시키는 임계속도가 존재하더라도 운행 열차하중에 대하여 공진발생이 억제되어 동적거동이 매우 안정적인 철도교량의 설계를 유도할 수 있다. 본 연구에서는 기존철도에 운행되고 있는 대표적인 열차형식인 새마을호, 무궁화호, 화물열차에 대하여 주행 열차하중에 대한 동적해석을 수행하여 공진을 발생시키는 가장 지배적인 타격간격을 찾아내고 공진소멸을 유도하는 특정 지간을 찾아 동적안정성에 대한 검토를 수행하고, 이 결과를 토대로 대상 운행열차 하중에 대하여 공진발생이 억제되어 동적거동이 우수한 철도교량 설계 유도를 위한 연구를 수행하고자 한다."