고속철도 콘크리트궤도의 체결구 강성 최적화

초록

콘크리트궤도는 자갈도상에 비하여 건설비가 대략 30~50%정도 비싼데 비하여 유지보수비는 20%정도이내에 있기 때문에 전체 생애주기비용(LCC)측면에 경제적인 궤도유형이라 할 수 있다. 이러한 국내외적 인식에 따라 국내에서도 콘크리트궤도의 건설기술의 발전과 함께 부설실적이 급격히 증가하고 있는추세에 있다. 자갈궤도의 궤도강성은 체결구, 자갈도상, 하부노반 등의 강성들의 직렬조합으로 이루어지므로 체결구강성이 커지더라도 하부노반강성이 비교적 적은 관계로 전체 궤도강성은 어느 정도 이상 적정수준을 유지할 수 있다. 그러나 체결구하부에 직접적으로 콘크리트도상이 있는 경우에는 궤도강성은전적으로 체결구강성에 의존할 수밖에 없다. 따라서 궤도의 성능이 최상으로 유지되기 위해서는 열차의주행안정성 및 궤도의 구조안정성을 확보하면서 유지관리비용 및 차량운영상의 전력소모비용을 최소로 할 수 있는 체결구강성을 정하는 것은 매우 중요한 과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 궤도강성에 따른 차량운영에 드는 전력소모비 및 콘크리트궤도 유지관리비의 산정방법을 제시한 후 시속 300km로 운영하는 고속구간에서 이들 두 비용의 합이 최소로 되는 최적궤도강성을구한 후 이에 대응하는 체결구의 강성을 산정하였다.