지반 탈선취약요소를 고려한 지진시 철도교 주행안전성 평가

초록

철도와 고속철도에 사용되는 장대레일은 상판간 연결부에서의 상대변위로 인하여 부가적인 응력이 발생하며 과도한 응력과 변위로 인해 주행 중 열차의 탈선이 발생할 수도 있다. 고속철도 열차는 정규속도로 운행 중에 지진이 발생하면 정지하기까지 수 킬로미터의 거리를 이동하므로, 고속철도의 안전을 위해서는 기능 수행수준의 지진하중에 의해 차량이 탈선하지 않고 무사히 정차할 수 있는 주행안전성이 확보되어야 한다. 지반과 철도교에는 지진시 탈선에 영향을 미칠 수 있는 여러 탈선취약요소가 있으며, 지진시 주행안정성 평가를 위해서는 이러한 탈선취약요소를 고려하여 지반과 교량의 동적 지진응답을 해석하고 주행안전성을 평가할 필요가 있다. 이 연구에서는 지반 탈선 취약요소인 연약층 구간이 있는 지반, 상하역전층 지반에서 자유장 운동을 해석하고 이를 입력지진으로 하여 고속철도교량의 지진응답을 구하고 주행안전성을 평가한다. 비균질 지반에 의한 부지효과와 지반-구조물 상호작용 효과를 고려한 철도교의 지진응답 해석을 위해 부분구조법을 적용하여 지반모델링을 통한 자유장 운동 해석과 이를 입력지진으로 하는 철도교의 지진응답해석을 수행하였다.