도시철도 곡선부에는 차량-궤도의 하중불균형 등 다양한 요인에 의한 열차탈선의 위험이 내재되어 있다. 열차탈선으로 인한 사고를 방지하기 위해 도시철도에서는 탈선방지 가드레일 설치기준을 수립하여 설치, 운영하고 있다. 서울도시철도에서는 약 25.6km의 탈선방지 가드레일을 설치하였으며, 이중 68.3%(17.5km)가 앵글식 탈선방지 가드레일로 설치되어 있다. 앵글식 탈선방지 가드레일은 가드앵글을 포함한 다양한 부품으로 구성되어 열차탈선을 방지하는 기능을 수행한다. 그러나 열차탈선이 발생하지 않더라도 구성품의 손상이 발생하고 있어 지속적인 유지관리가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 손상현황조사를 통해 손상 빈도가 높은 탈선 방지 가드레일의 구성품을 분류하였으며, 다양한 손상현황과 발생 원인에 대해 조사하였다. 분석결과, 볼트가 전체 데이터의 95.21%로 가장 빈번하게 손상이 발생하여 취약한 구성품으로 분석되었다. 또한 곡선반경 200m 미만의 선로에 설치된 탈선방지 가드레일 구성품의 절손 등의 손상사례를 확인하였다. 본 연구에서는 탈선 방지 가드레일의 손상 현황을 바탕으로 손상원인을 분석하고자 정밀 ...
도시철도 곡선부에는 차량-궤도의 하중불균형 등 다양한 요인에 의한 열차탈선의 위험이 내재되어 있다. 열차탈선으로 인한 사고를 방지하기 위해 도시철도에서는 탈선방지 가드레일 설치기준을 수립하여 설치, 운영하고 있다. 서울도시철도에서는 약 25.6km의 탈선방지 가드레일을 설치하였으며, 이중 68.3%(17.5km)가 앵글식 탈선방지 가드레일로 설치되어 있다. 앵글식 탈선방지 가드레일은 가드앵글을 포함한 다양한 부품으로 구성되어 열차탈선을 방지하는 기능을 수행한다. 그러나 열차탈선이 발생하지 않더라도 구성품의 손상이 발생하고 있어 지속적인 유지관리가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 손상현황조사를 통해 손상 빈도가 높은 탈선 방지 가드레일의 구성품을 분류하였으며, 다양한 손상현황과 발생 원인에 대해 조사하였다. 분석결과, 볼트가 전체 데이터의 95.21%로 가장 빈번하게 손상이 발생하여 취약한 구성품으로 분석되었다. 또한 곡선반경 200m 미만의 선로에 설치된 탈선방지 가드레일 구성품의 절손 등의 손상사례를 확인하였다. 본 연구에서는 탈선 방지 가드레일의 손상 현황을 바탕으로 손상원인을 분석하고자 정밀 3차원수치모델을 이용한 수치해석을 수행하였다. 수치해석은 열차의 탈선하중을 해석적으로 모사하고자 정적상태의 극한하중조건으로 적용하였으며, 앵글식 탈선방지 가드레일, 레일, 차륜의 실제도면을 이용하여 모델링하였다. 해석결과, 극한의 탈선하중 적용 시 구성품의 발생응력이 가장 크게 발생되는 조건은 가드홀더의 직상부에 차륜이 위치하는 조건임을 확인하였다. 손상현황조사와 수치해석결과를 비교분석하여 구성품의 손상사례를 수치해석을 바탕으로 공학적으로 규명하고자 하였다. 또한 차륜을 통해 구성품에 하중이 전달되는 탈선 방지 가드레일의 손상 메커니즘을 제시하였다. 연구결과, 가장 빈번하게 손상이 발생하는 볼트에 차륜을 통해 전달받은 탈선하중과 레일크립의 구조적 형상으로 발생되는 모멘트로 인한 응력으로 구성품의 이완 및 절손 등의 손상이 발생된 것으로 분석되었다. 또한 가드홀더의 경우 수치해석 결과 비교적 안전측으로 분석되었으나 실제 손상사례가 다수 발견된 이유는 동적인 충격 하중조건에 의한 것으로 분석되었으며, 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다. 또한 향후 앵글식 탈선방지 가드레일의 구성품을 대상으로한 손상 영향분석(Failure mode and effects analysis)으로 볼트와 가드홀더의 재질 및 단면 등을 개선함으로서 유지관리를 최소화할 수 있는 탈선방지 가드레일에 대한 추가연구의 필요할 것으로 판단된다.
도시철도 곡선부에는 차량-궤도의 하중불균형 등 다양한 요인에 의한 열차탈선의 위험이 내재되어 있다. 열차탈선으로 인한 사고를 방지하기 위해 도시철도에서는 탈선방지 가드레일 설치기준을 수립하여 설치, 운영하고 있다. 서울도시철도에서는 약 25.6km의 탈선방지 가드레일을 설치하였으며, 이중 68.3%(17.5km)가 앵글식 탈선방지 가드레일로 설치되어 있다. 앵글식 탈선방지 가드레일은 가드앵글을 포함한 다양한 부품으로 구성되어 열차탈선을 방지하는 기능을 수행한다. 그러나 열차탈선이 발생하지 않더라도 구성품의 손상이 발생하고 있어 지속적인 유지관리가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 손상현황조사를 통해 손상 빈도가 높은 탈선 방지 가드레일의 구성품을 분류하였으며, 다양한 손상현황과 발생 원인에 대해 조사하였다. 분석결과, 볼트가 전체 데이터의 95.21%로 가장 빈번하게 손상이 발생하여 취약한 구성품으로 분석되었다. 또한 곡선반경 200m 미만의 선로에 설치된 탈선방지 가드레일 구성품의 절손 등의 손상사례를 확인하였다. 본 연구에서는 탈선 방지 가드레일의 손상 현황을 바탕으로 손상원인을 분석하고자 정밀 3차원 수치모델을 이용한 수치해석을 수행하였다. 수치해석은 열차의 탈선하중을 해석적으로 모사하고자 정적상태의 극한하중조건으로 적용하였으며, 앵글식 탈선방지 가드레일, 레일, 차륜의 실제도면을 이용하여 모델링하였다. 해석결과, 극한의 탈선하중 적용 시 구성품의 발생응력이 가장 크게 발생되는 조건은 가드홀더의 직상부에 차륜이 위치하는 조건임을 확인하였다. 손상현황조사와 수치해석결과를 비교분석하여 구성품의 손상사례를 수치해석을 바탕으로 공학적으로 규명하고자 하였다. 또한 차륜을 통해 구성품에 하중이 전달되는 탈선 방지 가드레일의 손상 메커니즘을 제시하였다. 연구결과, 가장 빈번하게 손상이 발생하는 볼트에 차륜을 통해 전달받은 탈선하중과 레일크립의 구조적 형상으로 발생되는 모멘트로 인한 응력으로 구성품의 이완 및 절손 등의 손상이 발생된 것으로 분석되었다. 또한 가드홀더의 경우 수치해석 결과 비교적 안전측으로 분석되었으나 실제 손상사례가 다수 발견된 이유는 동적인 충격 하중조건에 의한 것으로 분석되었으며, 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다. 또한 향후 앵글식 탈선방지 가드레일의 구성품을 대상으로한 손상 영향분석(Failure mode and effects analysis)으로 볼트와 가드홀더의 재질 및 단면 등을 개선함으로서 유지관리를 최소화할 수 있는 탈선방지 가드레일에 대한 추가연구의 필요할 것으로 판단된다.
There is a risk of derailing in the sharp curve part of the railway. Domestic Railway operator have installed various guard rails to prevent accidents caused by train derailing. Seoul metro have installed approximately 25.5km of derailing prevent guard rails, of which 68.3% (17.5km) are angle-type d...
There is a risk of derailing in the sharp curve part of the railway. Domestic Railway operator have installed various guard rails to prevent accidents caused by train derailing. Seoul metro have installed approximately 25.5km of derailing prevent guard rails, of which 68.3% (17.5km) are angle-type derailing prevent guard rail. Even if train derailing does not occur, damage to the components of the angle-type derailing prevent guard rail occurs, so it is continuously maintained and operated. In order to analyze the frequency of damage, the current status of damage occurred in the angle-type derailing prevent guard rail was investigated. As a result of the analysis, 95.21% of the total data was damaged most frequently in the guard holder bolt. In addition, numerical analysis was performed to analyze the cause of the damage. Train derailing was assumed and modeled as a drawing of an guard rail. Through numerical analysis, the structural safety of the components of the guard rail was analyzed, and the magnitude and location of the derailing load were verified. In addition, it was confirmed that the structurally unsafe condition was that the wheel was located directly above the guard holder. The mechanism by which the derailing load is transmitted to the components of the angle-type derailing prevent guard rail and the process of damaging the components were proposed. It is judged that the most frequent cause of damage to bolts is damage caused by the delivered derailing load and moment. As a result of numerical analysis, the guard holder was analyzed to be relatively structurally safe. In the case of the guard holder, as a result of numerical analysis, damage cases such as breakage occurred in a structurally safe location. This is judged to require additional research due to dynamic load conditions. As a result of the research, the bolts and guard holders of the angle-type derailment prevention guardrail were intensively inspected, By applying optimal design, such as changing the material and cross-sectional area of bolts and guard holders, It is judged that the derailing prevent system will be introduced through the derailing prevent guard rail that minimizes maintenance.
There is a risk of derailing in the sharp curve part of the railway. Domestic Railway operator have installed various guard rails to prevent accidents caused by train derailing. Seoul metro have installed approximately 25.5km of derailing prevent guard rails, of which 68.3% (17.5km) are angle-type derailing prevent guard rail. Even if train derailing does not occur, damage to the components of the angle-type derailing prevent guard rail occurs, so it is continuously maintained and operated. In order to analyze the frequency of damage, the current status of damage occurred in the angle-type derailing prevent guard rail was investigated. As a result of the analysis, 95.21% of the total data was damaged most frequently in the guard holder bolt. In addition, numerical analysis was performed to analyze the cause of the damage. Train derailing was assumed and modeled as a drawing of an guard rail. Through numerical analysis, the structural safety of the components of the guard rail was analyzed, and the magnitude and location of the derailing load were verified. In addition, it was confirmed that the structurally unsafe condition was that the wheel was located directly above the guard holder. The mechanism by which the derailing load is transmitted to the components of the angle-type derailing prevent guard rail and the process of damaging the components were proposed. It is judged that the most frequent cause of damage to bolts is damage caused by the delivered derailing load and moment. As a result of numerical analysis, the guard holder was analyzed to be relatively structurally safe. In the case of the guard holder, as a result of numerical analysis, damage cases such as breakage occurred in a structurally safe location. This is judged to require additional research due to dynamic load conditions. As a result of the research, the bolts and guard holders of the angle-type derailment prevention guardrail were intensively inspected, By applying optimal design, such as changing the material and cross-sectional area of bolts and guard holders, It is judged that the derailing prevent system will be introduced through the derailing prevent guard rail that minimizes maintenance.
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