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고속철도상 교량의 동적응답을 보다 정밀하게 해석하기 위하여 개선된 고속철도열차모형을 사용하여 교량과 궤도의 동적해석을 수행하였다. 차후 증가될 초고속(340~450km/h)을 포함하여 고속 주행하는 KTX 동력차에 의한 교량의 동적거동을 속도변수분석과 고속철도열차, 교량 그리고 궤도구조물의 상호작용을 포함한 수치모델을 구성하였다. 해석대상 교량은 40m 단순지간의 Pre-Stressed Concrete (PSC) 박스교를 3차원 유한 프레임요소로 모델링하였으며, 정상 ...

고속철도상 교량의 동적응답을 보다 정밀하게 해석하기 위하여 개선된 고속철도열차모형을 사용하여 교량과 궤도의 동적해석을 수행하였다. 차후 증가될 초고속(340~450km/h)을 포함하여 고속 주행하는 KTX 동력차에 의한 교량의 동적거동을 속도변수분석과 고속철도열차, 교량 그리고 궤도구조물의 상호작용을 포함한 수치모델을 구성하였다. 해석대상 교량은 40m 단순지간의 Pre-Stressed Concrete (PSC) 박스교를 3차원 유한 프레임요소로 모델링하였으며, 정상 확률분포로 가정하여 지수스펙트럼 밀도함수로 산출된 궤도의 불규칙성과 궤도 간 상이한 거리차이를 수치해석모델에 포함하였다. 고속철도차량(KTX)은, 차체와 대차에는 연직변위, 횡변위, 종변위 및 피칭(pitching), 롤링(rolling), 요잉(yawing)의 회전각을 고려한 38자유도로 구성하였다. 교량의 동적거동은 궤도의 불규칙성, 켐버, 주행속도, 자갈도상과 같은 다양한 주행조건에 의해 결정되므로 이를 해석하기 위하여 Newmark-β 기법과 Runge-Kutta 기법을 적용하여 고속철 속도별과 경간별로 비교 분석하였다. PSC 철도교량의 동적거동과 관련하여 차량/궤도/교량의 상호 작용력을 고려한 KTX 전동차의 윤하중을 주행속도 450 km/h 범위까지 해석하고, 전면대차의 4개 차륜의 윤하중 최대 값과 최소 값의 차이와 윤하중비를 일반도상과 교량 상 응답으로 나누어 비교 분석하였다. 차량안정성을 평가하는 기준으로 적용하여 횡압과 탈선계수 그리고 윤중감소율을 적용하여 교량의 주행안정성을 평가하였다. 따라서 KTX의 주행속도가 기존의 설계속도를 상회하는 경우 차량의 안정성 해석기준으로 평가한 결과 한계 값을 초과하여 이에 대한 보다 심도 깊은 실험적 연구가 관련 분야에 집중되어야 할 것으로 사료된다.