철도하부 비개착공법을 이용한 BOX구조물 설치시 토피고에 따른 궤도구조 안전성에 관한 연구

초록

철도 교통량의 증대와 더불어 철도 주변의 개발행위가 확대되고 있는 가운데 철도노반구조물 하부를 불가피하게 횡단하여야 하는 경우가 늘어나고 있다. 철도지하횡단 건설은 궤도에 영향을 주어 열차의 안전운행에 영향을 준다. 선로구축물이 있는 상태에서 그 하부에 비개착식으로 구조물이 설치될 경우 노반하부 지반의 강성변화(토공쌓기 → 콘크리트 구조물)로 열차이동시 차량의 이상진동이 발생한다. 열차의 진동은 차량의 주행 안전성 및 승차감을 저하시키고, 충격 차륜하중은 철도노반의 침하와 궤도재료의 열화 및 손상을 가속시키는 결과를 초래하게 된다. 비개착공법의 경우 별도의 우회도로의 설치가 필요없어 공간적 작업효율이 높을 뿐 아니라 기존 구조물이나 지장물 이설작업이 불필요하므로 지하횡단 구조물 건설시 적용이 점차 늘어나는 추세이다. 이에 따라 열차의 승차감을 안정시키고 궤도구 조물의 재료 손상을 방지하기 위한 철도지하 횡단시설물의 건설이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 비개착공법을 이용하여 철도노반 하부 횡단 Box구조물을 설치할 경우 토피고별로 수치해석을 수행하여 적정 토피고의 기준을 제시하였다. 수치해석은 구조물 접속부 구간을 묘사하기 위해유한 요소법해석 프로그램인 Visual FEA/Geo 4.19를 이용하였다.