본 논문에서는 국내・외 레일마모에 의한 교환기준 조사하였으며, 차륜/레일 접촉 및 마모 메커니즘, 주행안정성평가이론(탈선계수, 윤중감소율, 궤간확대), 곡선부 설정 관련기준 , 국내․외 곡선부 레일유지관리 기준 및 선로 성능시험 기준에 대해서 정리하였다. 현장측정에서는 국내 도시철도 STEDEF궤도구조에 대하여 곡선현황 및 연간 마모진전량 분석을 통하여 곡선반경별 대상선로를 선정하였으며, 주행안정성평가 방법을 통하여 측정대상구간의 궤도상태를 평가하였다. 또한, 장기 레일마모 ...
본 논문에서는 국내・외 레일마모에 의한 교환기준 조사하였으며, 차륜/레일 접촉 및 마모 메커니즘, 주행안정성평가이론(탈선계수, 윤중감소율, 궤간확대), 곡선부 설정 관련기준 , 국내․외 곡선부 레일유지관리 기준 및 선로 성능시험 기준에 대해서 정리하였다. 현장측정에서는 국내 도시철도 STEDEF궤도구조에 대하여 곡선현황 및 연간 마모진전량 분석을 통하여 곡선반경별 대상선로를 선정하였으며, 주행안정성평가 방법을 통하여 측정대상구간의 궤도상태를 평가하였다. 또한, 장기 레일마모 모니터링을 실시하여 누적통과톤수에 따른 레일의 마모진전량을 분석하였다. 실내시험에서는 곡선부 레일의 구조안정성 평가를 위하여 레일마모한계치에 도래한 시험편을 발췌하여 “레일용접관련지침(2013)”에서 제시하고 있는 레일의 휨강도 실험을 실시하고 분석하였다. 수치해석으로는 곡선부 매개변수검토로 기본매개변수(곡선반경, 캔트, 열차속도) 및 추가매개변수(궤도지지강성 변화, 궤간확대)에 대해서 레일마모한계치(15, 17mm)를 적용하여 범용프로그램(VI-Rail Flexble track system model)을 이용하여 매개변수에 따른 주행안정성 분석을 수행하였으며, 치해석으로 도출된 매개변수조건을 반영하여 마모량, 마모길이 대해서 탈선영향을 분석하고 레일의 마모한계치를 제시하였다.
본 연구를 통해 다음과 같은 결론을 도출하였다.
1) 장기모니터링을 통한 레일마모진전량 측정결과 곡선반경(R=800m)에서 내측레일은 직마모를 외측레일에서는 편마모가 진전되는 것으로 분석었으며, 1억톤당 마모진전량은 직마모의 경우 약 0.05mm, 편마모의 경우 약 2.0mm 진전되는 것으로 나타났다. 2) 레일마모한계치에 도래한 시험편에 대한 구조안정성 평가결과 휨강성은 모두 신품수준을 만족하는 것으로 분석되었다. 이는 레일마모에 따른 단면적 감소는 레일의 구조적 영향이 없는 것으로 판단된다. 3) 수치해석을 통한 추가매개변수 검토결과 방진패드의 스프링강성변화와 궤간의 확대는 열차탈선의 영향이 미치는 것으로 분석되었다. 따라서, 곡선부 설계 시 고려 될 기본매개변수(곡선반경, 캔트, 열차속도)와 현장측정에서 통해 확인 된 종합스프링강성변화와 궤간확대를 조합하여 레일마모한계치와 마모길이변화에 따른 열차 주행안정성(탈선영향평가)를 분석하였다. 4) 차량/궤도 상호작용해석 결과로부터 도시철도의 곡선부 레일 마모에 의한 레일교환기준(60kg)은 레일마모가 마모한계값(최대마모량(직마모 13mm, 편마모 15mm)) 도달 시 레일교환이 필요하며, 편마모의 경우 편마모한계값(최대편마모량 16mm) 도달 전까지 교환이 가능할 것으로 판단된다. 5) 특히 단구간 (마모길이(L)≤10.0m) 내에서 급격한 편마모량의 변화가 발생하지 않도록 레일연마를 주기적으로하고, 만일 마모길이 10m내에서 급격한 레일의 편마모량의 변화가 발생하였을 경우 편마모한계값(최대편마모량) 15mm 도달 전 해당 레일을 교환해야 열차주행안정성에 문제가 없을 것으로 판단된다. 6) 실제 철도선로에서는 차륜-레일 접촉에 의한 급한 단차나 단구간의 순수한 마모한계량 발생은 흔치 않으나 일부 레일의 일부 레일의 손상부위(용접부 요철, 박리, 압좌, 패임 또는 Slip에 의한 화손 등)가 마모와 경합되면 충분히 발생 가능한 경우이고 실제로 레일표면의 손상이 마모와 경합되는 경우는 현 선로에서도 흔히 볼 수 있는 현상이다. 따라서 레일 교환을 위한 마모한계량을 최대값 기준으로 관리하는 것이 타당하며, 이는 국내 뿐 아니라 국외에서도 마모에 의한 레일교환기준을 최대마모량(마모한계값)으로 적용하는 이유이다.
본 논문에서는 국내・외 레일마모에 의한 교환기준 조사하였으며, 차륜/레일 접촉 및 마모 메커니즘, 주행안정성평가이론(탈선계수, 윤중감소율, 궤간확대), 곡선부 설정 관련기준 , 국내․외 곡선부 레일유지관리 기준 및 선로 성능시험 기준에 대해서 정리하였다. 현장측정에서는 국내 도시철도 STEDEF궤도구조에 대하여 곡선현황 및 연간 마모진전량 분석을 통하여 곡선반경별 대상선로를 선정하였으며, 주행안정성평가 방법을 통하여 측정대상구간의 궤도상태를 평가하였다. 또한, 장기 레일마모 모니터링을 실시하여 누적통과톤수에 따른 레일의 마모진전량을 분석하였다. 실내시험에서는 곡선부 레일의 구조안정성 평가를 위하여 레일마모한계치에 도래한 시험편을 발췌하여 “레일용접관련지침(2013)”에서 제시하고 있는 레일의 휨강도 실험을 실시하고 분석하였다. 수치해석으로는 곡선부 매개변수검토로 기본매개변수(곡선반경, 캔트, 열차속도) 및 추가매개변수(궤도지지강성 변화, 궤간확대)에 대해서 레일마모한계치(15, 17mm)를 적용하여 범용프로그램(VI-Rail Flexble track system model)을 이용하여 매개변수에 따른 주행안정성 분석을 수행하였으며, 치해석으로 도출된 매개변수조건을 반영하여 마모량, 마모길이 대해서 탈선영향을 분석하고 레일의 마모한계치를 제시하였다.
본 연구를 통해 다음과 같은 결론을 도출하였다.
1) 장기모니터링을 통한 레일마모진전량 측정결과 곡선반경(R=800m)에서 내측레일은 직마모를 외측레일에서는 편마모가 진전되는 것으로 분석었으며, 1억톤당 마모진전량은 직마모의 경우 약 0.05mm, 편마모의 경우 약 2.0mm 진전되는 것으로 나타났다. 2) 레일마모한계치에 도래한 시험편에 대한 구조안정성 평가결과 휨강성은 모두 신품수준을 만족하는 것으로 분석되었다. 이는 레일마모에 따른 단면적 감소는 레일의 구조적 영향이 없는 것으로 판단된다. 3) 수치해석을 통한 추가매개변수 검토결과 방진패드의 스프링강성변화와 궤간의 확대는 열차탈선의 영향이 미치는 것으로 분석되었다. 따라서, 곡선부 설계 시 고려 될 기본매개변수(곡선반경, 캔트, 열차속도)와 현장측정에서 통해 확인 된 종합스프링강성변화와 궤간확대를 조합하여 레일마모한계치와 마모길이변화에 따른 열차 주행안정성(탈선영향평가)를 분석하였다. 4) 차량/궤도 상호작용해석 결과로부터 도시철도의 곡선부 레일 마모에 의한 레일교환기준(60kg)은 레일마모가 마모한계값(최대마모량(직마모 13mm, 편마모 15mm)) 도달 시 레일교환이 필요하며, 편마모의 경우 편마모한계값(최대편마모량 16mm) 도달 전까지 교환이 가능할 것으로 판단된다. 5) 특히 단구간 (마모길이(L)≤10.0m) 내에서 급격한 편마모량의 변화가 발생하지 않도록 레일연마를 주기적으로하고, 만일 마모길이 10m내에서 급격한 레일의 편마모량의 변화가 발생하였을 경우 편마모한계값(최대편마모량) 15mm 도달 전 해당 레일을 교환해야 열차주행안정성에 문제가 없을 것으로 판단된다. 6) 실제 철도선로에서는 차륜-레일 접촉에 의한 급한 단차나 단구간의 순수한 마모한계량 발생은 흔치 않으나 일부 레일의 일부 레일의 손상부위(용접부 요철, 박리, 압좌, 패임 또는 Slip에 의한 화손 등)가 마모와 경합되면 충분히 발생 가능한 경우이고 실제로 레일표면의 손상이 마모와 경합되는 경우는 현 선로에서도 흔히 볼 수 있는 현상이다. 따라서 레일 교환을 위한 마모한계량을 최대값 기준으로 관리하는 것이 타당하며, 이는 국내 뿐 아니라 국외에서도 마모에 의한 레일교환기준을 최대마모량(마모한계값)으로 적용하는 이유이다.
In this paper, we investigated the replacement criteria by domestic and foreign rail wear. The criteria of wheel / rail contact and wear mechanism, driving stability evaluation theory (derailment factor, reduction rate of gauge, gauge enlargement) Management standards and line performance test stand...
In this paper, we investigated the replacement criteria by domestic and foreign rail wear. The criteria of wheel / rail contact and wear mechanism, driving stability evaluation theory (derailment factor, reduction rate of gauge, gauge enlargement) Management standards and line performance test standards. In the field measurement, the curved line and the total wear amount of the STEDEF track of the domestic urban railway were selected and the track condition of the target section was evaluated through the stability evaluation method. Also, long - term rail wear monitoring was performed to analyze the wear amount of the rail according to the cumulative tonnage. In the laboratory test, for the evaluation of the structural stability of the curved rail, the specimens arriving at the rail abrasion limit were extracted and the bending strength test of the rails proposed in the "Guide for Rail Welding (2013)" was conducted and analyzed. As a numerical analysis, the rail wear limit (15, 17mm) was applied to the basic parameter (curve radius, cant, train speed) and additional parameters (track support stiffness change, gauge enlargement) (VI-Rail Flexible track system model), and analyzed the influence of the derailment on the wear amount and wear length by reflecting the parameter condition derived from the value analysis.
The conclusions of this study are as follows
1) As a result of long-term monitoring, LowRail analyzed the vertical wear in the curve radius (R = 800m) and 45° wear in the high rail, and the wear amount per 100MGT was about 0.05mm in the worn- In the case of uniaxial anomalies, it was found to be about 2.0 mm.
2) As a result of the evaluation of the structural stability of the specimens arriving at the rail wear limit value, the flexural rigidity was analyzed to satisfy the new level. It is considered that the reduction of the cross sectional area due to the rail wear does not have a structural effect on the rail.
3) As a result of examining the additional parameters through numerical analysis, it was analyzed that the spring stiffness change of the anti - vibration pad and the expansion of the gauge were affected by the train derailment. Therefore, the basic parameters (curve radius, cant, train speed) to be considered in the design of the curved part, combined with the comprehensive spring stiffness change and gauge enlargement confirmed in the field measurement, The deviations from the impacts were analyzed.
4) From the results of analysis of vehicle / track interaction, it is necessary to replace the rail when the rail wear reaches the limit of abrasion (maximum wear (13 mm for worn and 15 mm for worn-out) And it is judged that it can be replaced until the limit value (maximum uneven wear amount 16mm) of the uniaxial warp is reached.
5) In particular, if the abrasion of the rails is periodically changed so as to avoid a sudden change in the amount of uneven wear within a short section (the wear length (L) ≤10.0m), and if there is a change in the abrasion amount of the abrupt rails within a wear length of 10 m It is judged that there is no problem in the stability of train running by replacing the rail before reaching the limit value (maximum uneven wear) of 15mm.
6) In actual railway track, it is not uncommon for rush steps or short edge wear to occur due to wheel-rail contact, but the damage of some rails (such as rugged, peeled, crushed, or slipped) If the collision is sufficiently feasible, and if the damage to the rail surface actually compromises with wear, this is a common phenomenon on existing lines. Therefore, it is reasonable to manage the wear limit for the rail exchange on the basis of the maximum value, which is why the rail replacement standard due to wear is applied as the maximum wear amount (wear limit value) both in the domestic abroad.
In this paper, we investigated the replacement criteria by domestic and foreign rail wear. The criteria of wheel / rail contact and wear mechanism, driving stability evaluation theory (derailment factor, reduction rate of gauge, gauge enlargement) Management standards and line performance test standards. In the field measurement, the curved line and the total wear amount of the STEDEF track of the domestic urban railway were selected and the track condition of the target section was evaluated through the stability evaluation method. Also, long - term rail wear monitoring was performed to analyze the wear amount of the rail according to the cumulative tonnage. In the laboratory test, for the evaluation of the structural stability of the curved rail, the specimens arriving at the rail abrasion limit were extracted and the bending strength test of the rails proposed in the "Guide for Rail Welding (2013)" was conducted and analyzed. As a numerical analysis, the rail wear limit (15, 17mm) was applied to the basic parameter (curve radius, cant, train speed) and additional parameters (track support stiffness change, gauge enlargement) (VI-Rail Flexible track system model), and analyzed the influence of the derailment on the wear amount and wear length by reflecting the parameter condition derived from the value analysis.
The conclusions of this study are as follows
1) As a result of long-term monitoring, LowRail analyzed the vertical wear in the curve radius (R = 800m) and 45° wear in the high rail, and the wear amount per 100MGT was about 0.05mm in the worn- In the case of uniaxial anomalies, it was found to be about 2.0 mm.
2) As a result of the evaluation of the structural stability of the specimens arriving at the rail wear limit value, the flexural rigidity was analyzed to satisfy the new level. It is considered that the reduction of the cross sectional area due to the rail wear does not have a structural effect on the rail.
3) As a result of examining the additional parameters through numerical analysis, it was analyzed that the spring stiffness change of the anti - vibration pad and the expansion of the gauge were affected by the train derailment. Therefore, the basic parameters (curve radius, cant, train speed) to be considered in the design of the curved part, combined with the comprehensive spring stiffness change and gauge enlargement confirmed in the field measurement, The deviations from the impacts were analyzed.
4) From the results of analysis of vehicle / track interaction, it is necessary to replace the rail when the rail wear reaches the limit of abrasion (maximum wear (13 mm for worn and 15 mm for worn-out) And it is judged that it can be replaced until the limit value (maximum uneven wear amount 16mm) of the uniaxial warp is reached.
5) In particular, if the abrasion of the rails is periodically changed so as to avoid a sudden change in the amount of uneven wear within a short section (the wear length (L) ≤10.0m), and if there is a change in the abrasion amount of the abrupt rails within a wear length of 10 m It is judged that there is no problem in the stability of train running by replacing the rail before reaching the limit value (maximum uneven wear) of 15mm.
6) In actual railway track, it is not uncommon for rush steps or short edge wear to occur due to wheel-rail contact, but the damage of some rails (such as rugged, peeled, crushed, or slipped) If the collision is sufficiently feasible, and if the damage to the rail surface actually compromises with wear, this is a common phenomenon on existing lines. Therefore, it is reasonable to manage the wear limit for the rail exchange on the basis of the maximum value, which is why the rail replacement standard due to wear is applied as the maximum wear amount (wear limit value) both in the domestic abroad.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.