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레일 매립형 궤도시스템(ERS, Embedded Rail System)의 최적단면에 관한 연구
A Study on the Optimized Cross-section of Embedded Rail System 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.15 no.4, 2014년, pp.2511 - 2518  

황만호 (한국철도시설공단 기술본부) ,  윤경민 (충남대학교 토목공학과) ,  김순철 ((주)청도코퍼레이션) ,  임남형 (충남대학교 토목공학과)

초록
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레일 매립형 궤도시스템은 연속레일지지방식으로 하중분산 효과가 크며, 궤도부재에 발생하는 응력이 매우 작다. 다양한 장점을 갖고 있는 레일 매립형 궤도는 국내에 적용사례가 드물며, 고속 운행선 적용을 위한 연구는 매우 미흡하다. 본 논문에서는 고속운행선에서의 레일 매립형 궤도시스템 적용을 위한 기초연구로써, 실내시험을 통한 수직강성을 도출하였으며, 도출된 강성과 이론해석을 통해 최적단면을 도출하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

An ERS(Embedded Rail System) has large effect on the load distribution because of its continuous rail support. Therefore, stress level of the track components is lower than that of other system. Though the ERS has various advantages, the application example in a domestic railway is rarely applied an...

주제어

#ERS   #Continuous rail support   #Optimal cross section   #High speed railway  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 근래 국내에서 관심이 고조되고 있는 연속지지 형태의 레일 매립형 무도상 궤도구조의 최적단면 도출을 위하여 실내시험 및 이론해석을 수행하였다. 본 연구를 통해 도출된 결과는 다음과 같다.
  • 본 논문은 레일 매립형 무도상 궤도시스템의 고속선 적용을 위한 기초연구로써 궤도의 탄성요소와 관계되는 탄성패드, 매립재 그리고 조합체의 강성을 실내실험을 통하여 도출하였다. 또한 60kg레일을 고려한 매립단면을 모델링하여 이론해석에 따른 최적 단면을 도출하였다.
  • 본 연구에서는 2D 모델에 의한 해석을 수행하였다. ERS해석을 위한 2D모델은 Fig.

가설 설정

  • 2와 같이 산정될 수 있다. 이때, Length은 조립 시험편 길이(600mm), T는 레일하면의 매립재 두께(mm), B는 유효폭으로서 레일저면폭 145mm에 두께에 따른 하중 분산각을 고려하여 10mm를 더한 155mm로 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
레일 매립형 궤도시스템은 어떤 특징이 있는가? 레일 매립형 궤도시스템은 연속레일지지방식으로 하중분산 효과가 크며, 궤도부재에 발생하는 응력이 매우 작다. 다양한 장점을 갖고 있는 레일 매립형 궤도는 국내에 적용사례가 드물며, 고속 운행선 적용을 위한 연구는 매우 미흡하다.
철도에 있어 궤도시설물은 어떤 구조적인 역할을 수행하는가? 철도에 있어 궤도시설물의 역할은 선로를 통행하는 각종 차량이 안전하고 신속하게 주행할 수 있도록 주행로를 제공한다.또한 차량을 탈선 위험 없이 안전하게 안내하는 외에 차량으로부터 가해지는 힘을 수직 및 수평 방향으로 흡수하고 이들의 힘을 궤광과 도상층을 거쳐 노반으로 분산시키는 구조적인 역할을 수행한다[1].
ERS의 거동을 정확하게 효과적으로 묘사하기 위한 방법인 유한요소 해석을 통한 3D모델의 단점은? 일반적으로 ERS의 거동을 정확하게 묘사하기 위해서는 유한요소 해석을 통한 3D모델이 효과적이지만 소요시간이 오래 걸리며, 다수의 평가가 요구되는 최적화 과정에 사용되는 것은 어렵다. 그러므로 ERS샘플의 중앙에서 모델이 평면변형조건(plane strain condition)을 만족한다는 가정 하에 2D모델에 의한 해석이 이루어지는 것이 일반적이다.
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참고문헌 (6)

  1. C. Esveld, Modern Railway Track (2nd Edition), 1994 

  2. CEN, EN 13146-9 Railway applications - Track. Test methods for fastening systems -Part 9 : Determination of stiffness, Brussels, Belgium, 2012 

  3. Korean Standards Service Network, ISO 527-2, Plastics - Determination of tensile properties - Part 2: Test conditions for moulding and extrusion plastics, 2012 

  4. A.P. de Man, C. Esveld, Requirements for rail fastenings on slab track, Rail Engineering International, 2001 

  5. UIC, Ballastless Track Application and Experience with Ballastless Track, 2008 

  6. UIC, Vertical elasticity of ballastless track, 2008 

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