철도 교량 접속부에서의 자갈궤도 부등침하에 미치는 침목 형상의 영향

초록

교량 접속부에서는 하부구조의 강성 차이로 인해 빈번한 궤도틀림이 발생하여 많은 유지보수를 필요로 하고 운행을 지연시키는 잠재적 원인이 된다. 이 연구에서는 교량 접속부 자갈궤도 구간에 대한 2차원 동적 유한요소 해석모 델을 이용하여 고속열차 통과 시 동적 자갈압력을 산정하였다. 그리고 자갈궤도 침하 경험식을 이용하여 열차하중의 누적에 따른 자갈궤도 부등침하를 산정하고 이를 통해 일반침목, 광폭침목, 중간블록 등 침목 형상에 따른 부등침하 진전 양상을 비교하였다. 이 연구에서 제시한 차량-궤도-하부구조 동적 상호작용 해석모델과 경험적 침하모델을 이용한 해석 기법을 적용함으로써, 교량 접속부에서 하부구조의 강성 차이로 인해 동적하중이 커지고, 이로 인해 자갈궤도의 침하가 점차 증가하게 되는 과정을 모사할 수 있었다. 해석 결과를 통해 광폭침목과 중간블록 등을 적용하면 침목과 자갈 간의 접촉면적을 증가시킴으로써 자갈층에 작용하는 압력을 낮추어 접속부에서의 자갈도상의 침하 진전을 효과적으로 억제할 수 있음을 확인할 수 있다.

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