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이동하중을 고려한 교량/토공 접속부 보강방안별 변형특성 평가
Evaluation of Deformation Characteristics for Bridge/Earthwork Transition Reinforcement Methods Considering Moving Load 원문보기

한국철도학회 논문집 = Journal of the Korean Society for Railway, v.13 no.3 = no.58, 2010년, pp.298 - 303  

이일화 (한국철도기술연구원 철도구조연구실) ,  이성진 (한국철도기술연구원 철도구조연구실) ,  이수형 (한국철도기술연구원 철도구조연구실) ,  강태호 (다산컨설턴트 지반부)

초록
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접속부는 교량에서 토공, 터널에서 토공, 콘크리트궤도에서 자갈도상궤도로 옮겨가는 구간과 같이 궤도 하부구조의 지지강성이 변화하는 구간으로 경부고속철도에서는 터널 및 교량 구조물 접속부만 450여개에 달한다. 접속부의 상태는 열차주행 안정성과 신뢰성에 큰 영향을 미치기 때문에 유지보수의 문제가 발생하지 않도록 모든 조치를 취할 필요가 있다. 이에 본 논문에서는 국내외에서 보편적으로 적용하고 있는 교량/토공 접속부 에서의 보강방안과 추가보강방안의 효과를 보다 합리적으로 검토하기 위하여 이동윤하중 재하방식의 수치해석을 수행하였다. 이동윤하중 재하방식은 열차바퀴를 실물로 모델링한 후 레일위에서 실시간으로 이동시켜 이때 발생하는 궤도 각 위치에서의 변형특성을 검토함으로써 시간영역에서의 상세해석 결과를 얻을 수 있다. 해석 대상은 고속철도에서 적용 가능한 접속부 보강방안 종류별 및 어프로치블럭의 연장별 변형특성이며 이를 통하여 현재 건설조건하에서의 접속부 보강효과를 검토하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The transition zone of the railway is the section which roadbed stiffness is suddenly varied like as tunnel-earthwork, bridge-earthwork and concrete track-ballasted track. There are about 450 tunnel-bridge transition sections on Kyungbu high-speed railway line. It is very important to pay careful at...

주제어

#접속부   #콘크리트궤도   #보강   #이동윤하증  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 1은 경부고속철도 2단계 구간에서의 교량/토공 접속부 표준단면도 이다. 경부고속철도 1단계 표준도에서 형상과 연장은 크게 바뀌지 않았으나 어프로치슬래브(Drag plate)와 End sporn을추가하여 하중분산효과를 향상시키고자 하였다. End sporn 은 종방향 밀림을 방지하기 위하여 적용한다[3].
  • 본 논문에서는 국내외에서 보편적으로 적용하고 있는 교량/토공 접속부에서의 접속보강방안의 효과를 검토하기 위하여 이동윤하중 재하방식의 동적수치해석을 수행하였다. 주요 내용은 보강방안의 지지강성 완화효과를 검토하기 위하여 어프로치블럭의 연장별(0, 5, 10, 20, 30m) 및 보강방안별 변형특성이며 결론을 정리하면 다음과 같다.
  • 본 절에서는 어프로치블럭의 연장별 영향을 검토하기 위하여 이동윤하중 재하상태에서 연장 및 위치별 궤도 및 노반변형 특성을 검토하였다. 블럭의 연장별 효과만을 검토하기 위하여 어프로치슬래브와 시멘트처리된 자갈층은 제외하였다.
  • 이에 본 논문에서는 국내외에서 보편적으로 적용하고 있는 교량/토공 접속부에서의 보강방안과 추가보강방안의 효과를 검토하기 위하여 이동윤하중 재하방식의 동적수치해석을 수행하였다. 이동윤하중 재하방식은 실제 바퀴를 동일하게 모델링하여 레일위에서 실시간으로 이동시켜 이때 발생 하는 궤도 각 부의 변형특성을 검토하기 때문에 시간영역에 서의 상세해석결과를 얻을 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
노반 접속부에서의 보강방법에는 어떤 것들이 있는가? 따라서 건설시 침하 등을 예방할 수 있는 모든 조치를 취할 필요가 있다. 접속부에서의 보강방법은 신설선의 경우, 어프로치블럭(Approach block), 어프로치슬래브(Approach slab, Drag plate), 보조슬래브(Sleeper slab, Sub-slab), 토목섬유보강 등의 방법이 있으며,기존선의 경우에는 지반그라우팅, 마이크로파일링, 강관보강 등의 방법이 있다[1,2]. 접속부에서의 변형문제를 예방하기 위하여 다양한 조치가 취해지고 있지만, 현재까지 획기적인 방안은 제시되지 못하고 있다.
노반 접속부는 어떤 구간인가? 노반 접속부는 교량에서 토공, 터널에서 토공, 콘크리트 궤도에서 자갈도상궤도로 옮겨가는 구간으로 궤도 하부의강성이 변화하는 구간을 말한다. 즉, 궤도시스템의 지지강성이 변화하기 때문에 변형발생의 가능성이 크고 차량운행 안정성에 영향을 미친다.
노반 접속부가 변형발생의 가능성이 크고 차량운행 안정성에 영향을 미치는 이유는 무엇인가? 노반 접속부는 교량에서 토공, 터널에서 토공, 콘크리트 궤도에서 자갈도상궤도로 옮겨가는 구간으로 궤도 하부의강성이 변화하는 구간을 말한다. 즉, 궤도시스템의 지지강성이 변화하기 때문에 변형발생의 가능성이 크고 차량운행 안정성에 영향을 미친다. 접속부에서 지지강성차 등에 의한 불균등 변형이 발생하게 되면 이에 따른 충격하중 효과가 발생하여 토공부분에 상대적인 과대 변형이 발생되며 추가적인 문제를 유발하게 된다.
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참고문헌 (10)

  1. B. Dupont, D.L. Allen (2002) Movements and settlements of highway bridge approaches, Kentucky Transportation Center, Research report, KTC-02-18/SPR-220-00-1F. 

  2. N. Hani, N. Vittilo, T.A. Amra (2003) Analysis and design of bridge approach and transition slabs in new jersey, Transportation Research Board, National Research Council, Washington, D.C. 

  3. H.-J., Kim, S.-J. Lee, J.-H. Kim, D.-K. Park (2006) Evaluation of the Track/Roadbed Interface to apply the Concrete Track, Korea Society for Railway Spring Conference, pp. 423-431. 

  4. I.-W. Lee (2006) Earthwork-bridge approach design and maintenance considering the interface, Geotechnical Engineering, 22(11), pp. 46-55. 

  5. Korea Rail Network Authority (2003) Special Specifications for High-speed Line. 

  6. Korea Rail Network Authorit y(2008) Design Guideline for Honam High-speed Line. 

  7. Alexander Smekal (1997) Transition Structure of Railway Bridges, WCRR. 

  8. M. Banimahd and P.K. Woodward (2009) 3-Dimensional finite element modelling of railway transitions, Proceedings 9th International Conference on Railway Engineering, London. 

  9. Korea Railway Research Institute (2008) Study of increasing Natural Ground Stabilization on Railway Earthwork Section, Research Report. 

  10. I.-W. Lee, S.-J. Lee, M.-H. Shin, S.-K. Hwang, C.-J. Lee (2009) Determination on the reinforced roadbed thickness of concrete track at embankment section, Journal of the Korean Society for Railway, 12(6), pp. 835-843. 

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