상호작용을 고려한 철도 토공-교량 접속부의 설계 및 유지관리

초록

1. 머리말 구조물 접속부는 최근 교통시설이 고속화, 고밀화되면서 관심이 높아지고 있는데, 철도에서의 구조물 접속부는 토공-교량 구간(경부고속철도의 경우, 280개소)을 비롯하여, 토공-터널, 토공-지중구조물, 콘크리트궤도-자갈도상궤도 등 궤도를 지지하는 노반의 지지강성이 급격히 변화하는 구간을 말한다. 철도분야에서는 고속전철이 건설되면서 접속부에 대한 관심이 높아졌지만, 과거에 건설된 기존선에서는 접속부의 특성이 고려되지 못했었다. 그 결과, 기존선의 접속부, 특히 교량과 토공 접속부에서는 주행안정성에 영향을 미칠 만큼 문제가 되기도 하였다. 그 동안 접속부의 설계와 유지보수에 대한 다양한 제안이 있지만, 접속부에서의 발생되는 문제를 최소화하는 획기적인 해결책은 나오지 않고 있다. 접속부는 선로 중 가장 복잡한 부분 중 하나로서 노반강성 불균일에 의한 노반침하, 교량의 변형 등으로 인하여 궤도 틀림이 자주 발생하는 취약구간이다. 교대와 뒤채움 사이의 접촉면 충격은 통과톤수에 따라 심화되므로 접속구간을 안전 및 승차감 기준 요구사항에 따라 유지하기 위해서는 유지보수 비용 또한 높아지게 된다. 이러한 문제점 때문에 접속부에 대한 엄격한 설계기준이 요구되지만, 구조의 복잡성 때문에 실질적 표준이나 기준을 도입하기는 쉽지 않다. 이는 다양한 형식의 교량, 장대레일의 거동, 뒤채움 토공재료의 종류, 궤도/노반/교량/차량 상호작용 등을 적절히 설명할 수 있는 정보가 부족하기 때문이었다. 상호작용 문제가 고려된 설계 및 유지보수 최적화를 위해서는 다양한 문제에 대한 정보 확보와 많은 분석이 요구된다. 또한 이러한 노력이 안전 운영과 유지보수 요구사항에 적합하도록 하여야 한다.