철도교량의 동적 거동에 대한 레일이음매의 영향

초록

철도교량의 약 47%를 차지하는 판형교는 도상이 없이 거더에 침목이 직결되는 구조로 주행 하중이 교량에 직접적으로 전달되어 충격에 취약한 특징을 가지고 있다. 따라서 타 형식에 비해 진동가속도가 크게 발생하여 교량의 손상 촉진 및 승차감과 차량의 주행안정성을 저해하고 있다. 특히 판형교 구간에 설치된 레일이음매는 승차감을 저하시킬 뿐만 아니라 교량에 충격하중을 유발하여 교량의 동적응답을 증가시키고 주요 원인 중 하나로 지적되고 있으며 이에 따른 직, 간접적인 교량의 손상 사례가 보고되고 있다. 이에 대한 해결방안의 하나로써 CWR과 관련된 연구가 활발하게 진행되고 있으나 아직도 많은 교량 구간에 레일이음매가 설치되어 있는 것이 현실이다. 이에 본 논문은 판형교를 대상으로 레일이음매가 있는 경간과 레일이음매가 없는 일반 경간에서 발생되는 진동가속도를 측정, 비교하여 레일이음매가 교량의 동적거동에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 레일이음매가 없는 경간에 대한 레일이음매 설치 구간의 동적 응답 증가율()을 산출한 결과, 수직진동가속도의 경우 열차유형별로 평균 53～139%, 최대 137～255%, 수평가속도는 평균 47.0～81.1%, 최대 77.4～201.7%에 이르는 것으로 분석되었다. 향후 열차 승차감 향상 및 교량국부파손 방지를 위해 교량 상 레일이음매 설치 제한이 기준화 되어야 할 것으로 판단된다.