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문제 정의
- 따라서 본 검토에서는 설정캔트를 기준으로 부족캔 트량의 범위를 변수로 한 매개변수 해석을 수행함으로써 캔트 변화에 따른 교량상 곡선궤도의 열차주행안정성을 검토하였다. 탈선계수에 의한 평가는 곡선부 열차 주행 시 탈선계수의 값을 허용한계치와 비교하여 탈선 계수에 따른 열차의 올라탐 탈선에 대한 열차주행안정 성을 평가하였다.
- 따라서 본 연구에서는 직선구간 보다 상대적으로 궤도측면에서 불리한 조건인 곡선부 교량상 궤도 및 교량의 구조적 안전성 및 동적안정성 확보 여부를 평가하고자, 교량 및 궤도구조 측면에서 주행 가능한 열차의 속도대역을, 이론 및 해석적으로 예측함으로써 향후 운행선 속도 향상 시 고려하여야 할 검토 항목을 도출하였으며, 열차속도 향상 시 교량과 궤도의 구조적 안전성 모두를 만족시킬 수 있는 증속가능 속도대역을 평가하고자 하였다.
- 본 연구에서는 보다 안전측의 해석을 위해 상대적으로 축중의 크기가 큰 새마을호의 열차제원과 특성을 사용하여 교량상 곡선궤도의 캔트량 변화에 따른 곡선부 내, 외측 레일의 윤중과 횡압을 정량적으로 검토하 였다. 또한, 열차주행안정성 평가의 기준이 되는 동적 윤중감소율과 탈선계수를 산정하고 기준치와의 비교및 검토를 통하여 해당구간의 선형조건에서 열차주행 안정성을 만족할 수 있는 열차의 제한속도를 검토하고자 한다. 주행 열차의 속도에 가장 직접적인 영향을 받으면서 열차주행안정성에 영향을 미칠 수 있는 주요 매개변수는 궤도 선형조건 중 곡선반경과 캔트이며, 이중 곡선반경의 변화 또는 변경은 운행조건에서 가능성이 매우 적은 고정된 선형조건이나 캔트의 경우 운행선 궤도관리 및 운영조건을 비롯하여 운행열차 하중에 의해서도 동적으로 변화가 가능한 매개변수이다1,2).
- 본 연구에서는 교량의 동적 안정성 검토를 위해 3차원 격자해석을 수행하였다. 격자해석은 교량의 상판과 거더를 환산단면 특성을 갖는 이상화된 보로 구성하여 격자구조로 나타낼 수 있고, 상판의 형태에 대해서도 제한이 없어 사교나 곡선교, 또는 불규칙한 교량에도 쉽게 적용할 수 있다.
- 본 연구에서는 윤중감소율, 횡압한도, 탈선계수 및캔트변화 등을 고려한 열차의 주행안정성을 평가하는 기존 연구 1,2) 를 바탕으로, 궤도와 교량의 안전성을 확보한 상태에서 증속가능한 속도를 산정하기 위하여, 교량과 궤도의 상호작용을 해석하였다. 예제 대상교량 으로 SBarch 합성거더교를 사용했고, 상부 궤도구조는 자갈궤도형식으로 하였다3-6) .
- 본 연구에서는 합성거더 철도교의 동적해석 및 곡선 궤도의 궤도부담력 및 열차의 주행안정성 해석을 수행 함으로써 교량 구조측면 뿐만 아니라 궤도 구조적인 측면에서의 열차주행 가능속도 대역을 평가하였다.
- 이에 본 검토에서는 운행조건에서의 윤중 감소에 따른 열차주행안정성 확보 여부를 평가하기 위해 열차속도 및 캔트 변화(160±60 mm)에 따른 정, 동적 윤중감소량을 검토하였다.
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