이동하중에 의한 지지강성 변화구간에 대한 실험적 연구

초록

이동하중에 의한 지지강성 변화구간에 대한 실험적 연구 Experimental Study of Stiffness transition zone by using Moving Wheel Loads 이진욱* 최찬용** 이성혁*** 박태환**** Jin Wook, Lee Chan yong, Choi Seong Hyeok, Lee TaeHwan, Park 일반적으로 선로는 하부구조의 형식에 따라 크게 토공구간과 구조물 구간, 접속부 구간으로 구분할 수 있으며, 이 중에서 접속구간은 교량과 토공, 터널과 토공 그리고 유도상궤도에서 무도상궤도로 옮겨가는 궤도의 하부구조의 강성이 변화하는 구간으로서 열차운행에 안정성과 신뢰성에 큰 영향을 미치는 구간이다. 이러한 구간은 강성차이에 따른 불균등 침하에 의한 충격하중 효과가 발생하여 진입구간인 토공부분에 상대적인 과대침하가 발생된다. 불균등한 침하는 차량의 운행 안정성 및 안전성에 영향을 미침은 물론 승차감의 저하 등에 영향을 미치는 요소로서 지속적인 유지보수를 필요로 하는 요인이 된다. 현재 국내에서는 이러한 접속부 구간에서 문제를 해결하기 위하여 연구가 지속적으로 진행되고 있으며, 궤도관리기준 등을 제정하기 위하여 궤도부의 피로손상 및 거동예측에 관한 연구가 진행되고 있다. 그러나, 현재까지는 열차하중에 대한 다층탄성모델로 접속부의 거동을 예측하고 모델화하고 있는 실정으로 접속부에 대한 모형실험 또는 현장시험 결과에 대한 내용은 미진하다. 일반적으로 현장에서 발생되는 문제를 해결하기 위해서는 현장계측결과가 가장 신뢰성과 정확도가 높지만, 현장여건상 현장에서 측정하기에는 많은 시간적, 공간적 노력이 필요하다. 또한, 현장시험에서는 실험조건과 하중조건의 변화를 능동적으로 제어할 수 없는 한계가 있기 때문에 많은 어려움이 따르고 있다. 현장시험의 대체 방법으로 많은 연구자들은 모형실험 또는 실 대형으로 현장조건과 유사하게 단순화하여 현장재현시험을 실시하고 있다. 그러나, 지지강성이 다른 접속부에 대한 거동해석을 위해서는 하중재하지점이 고정되어 있는 방식의 모델시험은 하중재하조건이 동일한 지점에 재하하기 때문에 지지강성 변화구간에 대한 하중이동에 따른 거동 예측을 하기에는 한계가 있다.