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철도 차량의 지반진동에 의한 주행안전성 평가
Running Safety Analysis of Railway Vehicle Systems for Ground Vibration 원문보기

터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.16 no.4 = no.63, 2006년, pp.288 - 295  

최준성 (한국유지관리(주)) ,  조만섭 (SK건설(주) 경부고속철도 공구 설계팀) ,  이진무 (SK건설(주) Geotask팀)

초록
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본 연구에서는 발파 및 지진발생으로 인한 횡방향 지반진동에 대하여 KTX 차량 및 부산지하철을 대상으로 주행안전성을 평가하였다. 이를 위하여 휠/레일 상호작용 해석 WERIA프로그램인 프로그램을 이용하여 철도차량의 동적거동을 시뮬레이션 하였다. 또한 횡방향 지반진동이 철도차량에 유발할 수 있는 차륜/레일간의 큰 상대변위를 고려하기 위하여 차륜/레일간 접촉면의 기하학적 형상과 크리프힘을 반영하였다. 입력하중은 국내의 내진규정 특성에 부합하는 인공지진과 공사중 발생하는 발파진동을 사용하였다. 해석 결과 차륜/레일간의 상대변위와 탈선계수를 산정하여 철도 차량의 주행안전성을 평가한 결과 탈선가능성은 없는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, dynamic behavior of the vehicles is analyzed, while the track is subjected to lateral vibrations due to earthquake and blasting load. A computer program(WERIA, Wheel Rail Interaction Analysis) is used, which can simulate dynamic responses of vehicles subjected to lateral vibrations. T...

주제어

#주행안전성   #탈선계수  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서, 본 연구에서는 지반진동에 대한 운행 중인 철도차량의 주행안정성올 평가하기 위하여 그림 1과 같이 지반 진동해석과 열차주행해석올 통합하는 새로운 평가 방법 올 검토하였고 지진 및 발파진동올 모사하기 위해 KIESSI Program과 ABAQUS Program올 사용하였으며气 차량의 동적거동올 평가하기 위해 WEKIA Program 올 적용하였다 열차주행 안정성 평가는 지하철 차량과 고속철도차량(KIX) 올 대상으로 수행하였고, 철도차량의 동력차는 객차보다 2.1 배 이상 무접기 때문에 횡 방향의 진동하중이 가장 크며 차량의 안정성올 고려해 볼 때 여러 차량이 연결된 열차보다 단일열차의 경우가 더 위험하기 때문에 차량의 동력차만올 대상으로 선정하였다 입력진동하중은 차량의 안전성에 가장 큰 영향 올 미치는 차량주행방향과 직각올 이루는 횡방향 수평 지진 및 발파진동올 대상으로 평가룰 수행하였다.
  • 이와 같은 여러 지표들의 허용한계를 정해 차량의 탈선 안전성을 평가한다. 이 중 특히 중요한 것이 탈선계수의 한계값이다 이 값은 1965년 '탈선에 대한 안전기준연구 Group, 이 일본철도기술연구원(RTRI)에 조성되어 2년간의 연구 결과 결정되었다.

가설 설정

  • 본 해석대상 운행 차량의 최고속도는 120 km 血의 속도로 주행하는 경우를 가정하였고 지하철 및 KIX의동력차는 객차보다 2.1 배 이상 무겁기 때문에 횡 방향의 진동하중이 가장 크므로 이를 해석대상으로 선정하였다 표 1 에는 해석대상 동력차량의 부분별 중량과 무게중심 높이를 나타내었다.
  • 본 해석에서는 일상적인 발파공사로 인한 이격 거리별 열차의 주행안정성을 각각 Case-la, Case-2a로 평가해보았고, 공사 중 가장 위험한 상태를 가정하여 발파진동과 시뮬레이션된 인공지진이 합성된 경우에 대하여 Case-lb, Case-2b를 평가하여 보았다 표 2에는 본 해석의 Case에 대한 특성을 요약하였다
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참고문헌 (8)

  1. V.K. Garg, and R.V. Dukkipati, 1984, 'Dynamics of Railway Vehicle Systems', Academic Press 

  2. R.V. Dukkipati, and J.R. Amyot, Computer-Aided, 1988, 'Simulation in Railway Dynamics', Marcel Dekker, Inc 

  3. Shah, M., Thirumalai, M., Cui, K., McGirt, P, and Haque, I. 1997, 'Symbolic Methods for Modeling Rail Vehicle Systems', Int. J. of Vehicle Design, Vol. 18, No. 5(Special issue), pp. 487-517 

  4. T. Miyamoto, H. Ishida, and M. Matsuo, 1997, 'Running Safty of Railway Vechile as Earthquake Occurs', QR of RTRI, Vol. 38, No.3, September 

  5. (주)태조엔지니어링, 2004, '경부고속철도 제14-3공구 노반신설 기타공사 대안설계 진동 및 소음평가 용역 보고서', pp. 63-85 

  6. 최준성, 조만섭, 이진무, 2006, '역해석기법에 의한 발파하중 산정 및 수치해석을 이용한 구조물의 진동영향 평가', 한국암반공학회 논문집, 제16권 제3호, pp. 232-240 

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  7. 김준희, 2000, '고속철도 차량의 지진하중에 대한 동적응답해석' 한국과학기술원 석사학위 논문 

  8. 동역학적 설계 및 해석기술 개발(2차년도 보고서), 한국과학기술연구원 1998. 10 

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