필터링 방법에 따른 철도 판형교의 가속도 응답 특성

초록

현재 사용 중인 전국의 철도교량은 2,586개소이며 이를 주요 형식별로 살펴보면 트러스교 15개소, PC교가 958개소, 판형교가 1,136개소로 전체 교량형식중 43.9%로 단일 형식 교량으로는 구성비율이 상당히 높은 형식의 교량이다. 판형교는 도상 없이 거더에 침목이 직결되는 형태로서 차량의 주행하중이 교량에 직접 전달되고, 교량의 사하중에 비해 운행열차의 활하중 비중이 더 크기 때문에 유도상 교량에 비해서 동적인 충격에 의한 처짐과 진동도 상대적으로 크게 발생하게 된다. 판형교의 동특성이 다른 형태의 교량에 비하여 상대적으로 좋지 못한 것은 구조적인 특성도 있지만, 공용중인 판형교가 정적 내하력의 확보 측면에서만 설계되어 차량주행에 의한 동적효과가 고려되어 있지 못한 것에 그 근본적인 원인이 있는 것으로 판단된다. 또한 현재의 설계 규정에 차량의 동적 충격효과를 고려하기 위하여 적용되고 있는 충격계수는 교량의 정적 내하력에 대한 안전율은 확보 할 수 있으나 운행중인 열차에 의해 교량에 가해지는 충격 및 진동, 통과하는 차량의 주행 안정성이나 승차감에 대한 검토는 이뤄질 수 없다. 판형교는 횡방향 진동이 수직방향 진동과 동일수준이거나 상회하는 진동특성을 나타내고 있어 증속주행에 대비하여 안정성 검토가 반드시 필요하다. 진동가속도의 크기가 현 구조시스템의 구조적 안전성과 직결되는 것은 아니지만 장기적으로 주부재 및 부부재의 피로손상에 의한 내하력 감소를 야기 시킬 수 있다. 기존선의 증속운행 및 기존선의 고속철도 목표속도 운행에 따른 동적 적합성 판정 및 적정 개량 기술 확보를 위해서는 실측을 통한 정확한 동적거동 특성에 대한 규명이 우선되어야 한다. 이와같이 교량의 동적 거동 특성 파악을 위해서는 정형화된 분석기법이 마련되어야 한다. 상시 운행 열차는 운행속도 폭이 제한적이기 때문에 속도 대역별 동적 응답 특성을 파악하기에는 무리가 따른다. 따라서 본 연구에서는 열차의 속도 증가에 따른 교량의 동적 응답 특성 파악 및 정형화된 분석기법 마련을 위한 실운행 디젤 1량 열차를 이용하여 증속 실험을 실시하였다."