장대레일 구간의 궤도-교량 상호작용에 미치는 지반 물성치의 영향

초록

최근들어 기존철도의 개량구간이나 신설구간에 승객의 승차감과 열차 속도의 향상을 위해 장대레일 궤도가 채택되고 있다. 특히 교량상의 장대레일은 온도변화에 의해 교량자체가 신축할 수 있기 때문에 성토구간에서와는 달리 온도축력이외에 교량의 신축에 의한 추가적인 축력이 발생할 있다. 따라서 교량구간에서는 이러한 부가적인 축력에 의한 레일파단과 레일 좌굴에 대한 안전이 검토되어야 한다. 경우에 따라서는 교량의 설계시에 이 영향이 지배적인 요소가 될 가능성도 있다. 궤도와 교량의 상호작용에 대한 일반원리와 규정이 UIC 774-3R에서 설명하고 있는데 대체로 이 규정에 따라 궤도 축력이 검토되고 있다. 교량상 궤도축력을 발생시키는 원인으로는 온도변화와, 열차의 시/제동 하중이 주된 원인이고 또 이에 저항하기 위한 요소로는 체결구의 체결력, 도상저항력, 교량 거더의 강성, 받침의 종류와 배치, 교각의 강성등이 있다. 특히 교각 기초의 스프링 강성은 교량 구조물의 전체적인 안전에 큰 영향을 줄 수 있는 반면 기초하부 지반에 대한 불확실성이 크기 때문에 상대적으로 큰 안전율을 요하는 구조물이다. 본 연구에서는 이 기초 하부 지반의 스프링 계수 산정결과가 철도교량상 장대레일의 축력과 변위, 레일-교량의 상대변위에 어느정도의 영향을 미칠 수 있는지 검토하였다."