[논문]고속철도 설계기준 제정 배경 해설

이강재; 이현정; 김성용; 박병은; 김동기

고속철도 설계기준 제정 배경 해설
The background commentary of enacting design criteria for High Speed Rail 원문보기

이강재 (한국철도시설공단) , 이현정 (한국철도시설공단) , 김성용 (한국철도시설공단) , 박병은 (한국철도시설공단) , 김동기 ((주)유신코퍼레이션 철도부)

Design standard specifications for structures applied to Seoul-Pusan High Speed Rail construction were established in 1991. Those specifications have been changed and supplemented in the process of above construction, and need to improve in accordance with the new criteria for construction works of Korean government. Also, a settlement of the criteria for prevention against disasters of Seoul-Pusan High Speed Rail is needed, and related specifications have been revised. The design criteria for Seoul-Pusan High Speed Rail are enacted with knowhow which resulted from High Speed Rail construction, and those are enacted for the purpose of establishing criteria for High Speed Rail construction in the inside and outside of Korea.

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문제 정의

1 방향, 2 방향 슬래브의 설계 및 벽체, 바닥판, 슬래브교, T 형교, 연속형교, 라멘교, 박스거더교, 아치교 등에 대하여 서술하였습니다. 상부구조와 하부구조가 명확히 구별되어있는 콘크리트구조교각 및 확대기초 의 설계에 관한 사항 및 하중계수를 적용하지 않은 사용하중의 작용하의 선형 탄성이론에 의한 응력해석과 설계에 대하여 서술하였습니다.
제 2 장의 내진설계를 기본으로 한 고속철도 교량 및 구조물의 내진설계 적용범위와 내진해석 방법 등에 대해서도 서술하였습니다.
콘크리트, 철근, 강재, PSC 용 각종 재료에 대한 내용 및 철근상세 등을 서술하였으며 철근콘 크리트 및 프리스트레스트 콘크리트에 대한 강도설계법에 대하여 서술하였습니다. 1 방향, 2 방향 슬래브의 설계 및 벽체, 바닥판, 슬래브교, T 형교, 연속형교, 라멘교, 박스거더교, 아치교 등에 대하여 서술하였습니다.

제안 방법

구조용 강재, 연결용 재료 등 재료 대한 내용 및 교량거더의 처짐, 전도, 상양력 등에 대한 일반 사항과 허용응력에 대한 내용 수록하였으며, 판 요소의 폭 - 두께비와 보강재, 바닥틀과 바닥판, 연결, 브레이싱 및 다이아프램, 플레이트 거더, 합성거더교, 트러스, 아치, 붕괴유발부재, 라멘구조 등에 대한 내용을 수록하였습니다.
기초의 조사에 대한 내용으로 조사순서와 내용, 예비조사, 선행조사, 본조사, 정밀조사 등에 대한 내용 수록하였으며, 기초의 내진설계, 하중 및 하중조합, 액상화 평가 등 일반사항과 얕은 기초, 케이슨기초, 말뚝기초에 대하여 수록하였습니다 .
본 장은 토류구조물과 관련된 계획, 설계일반, 옹벽, 토류벽과 사면보호벽, 교대, 박스암거, 가설 토류벽과 이에 연관된 내진설계에 대한 설계기준을 규정하였으며 옹벽종류별 적용높이 저면마찰 계수, 옹벽토압개념, 옹벽의 안정조건과 안전율, Shear Key 검토, 전체 사면안정 등을 보완하여 설 계의 신뢰성을 높이도록 하였습니다. 또한, 옹벽의 구조상세인 덮개, 배근, 최소철근비, 시공이음, 수축이음, 신축이음 등을 최근 내용으로 수정하였으며, 가설구조물재료의 허용응력을 일목요연하게 정리하고 주변구조물 보호의 중요성에 따라 검토, 판단을 추가하였고, 가설 토류벽에 대한 계측을 신설하였습니다. 별도로 규정되었던 내진 설계규정중 해당내용을 본장에 편집하였음 .
본 장은 토류구조물과 관련된 계획, 설계일반, 옹벽, 토류벽과 사면보호벽, 교대, 박스암거, 가설 토류벽과 이에 연관된 내진설계에 대한 설계기준을 규정하였으며 옹벽종류별 적용높이 저면마찰 계수, 옹벽토압개념, 옹벽의 안정조건과 안전율, Shear Key 검토, 전체 사면안정 등을 보완하여 설 계의 신뢰성을 높이도록 하였습니다. 또한, 옹벽의 구조상세인 덮개, 배근, 최소철근비, 시공이음, 수축이음, 신축이음 등을 최근 내용으로 수정하였으며, 가설구조물재료의 허용응력을 일목요연하게 정리하고 주변구조물 보호의 중요성에 따라 검토, 판단을 추가하였고, 가설 토류벽에 대한 계측을 신설하였습니다.
본 장은 흙구조물과 관련된 계획, 설계일반, 흙쌓기, 깎기 및 본 바닥, 강화노반, 보강토 및 Nailing 공법과 본선부속시설에 대한 설계기준을 규정하였으며 흙과 암석의 분류 및 기호는 현재 일반적으로 사용되는 것으로 변경하였고, 연약지반 판정, 잔류허용침하량, 사면기준안전율, 침하, 액상화, 연약지반계측 및 주요공법개요를 추가하여 설계효율성을 높이도록 하였습니다 .
세부 내용으로는 ‘94 년 TGV 차량형식 결정에 따라 차량과 노반의 연계성을 감안하여 설계검증을 실시한 결과를 반영하였고, 고속철도시설물 내진설계기준, 건설과정에서 변경․ 보완된 설계기준, 단위체계를 SI 단위로 변환, 그리고 터널 방재시설기준 및 국내 관련 설계기준 등을 반영하여 제정 하였습니다.

후속연구

또한 전국이 반나절 생활권으로 열리게 됨으로서 서울과 지방이 빠르게 연결돼 지역 간 교류가 활발해지고 지방발전과 지역균형발전을 가속화 시킬 수 있게 되었으며 교통 혼잡으로 인한 물류비 부담이 크게 줄어 산업경쟁력이 한층 강화될 것입니다. 그리고 앞으로 호남고속철도 등 신설 건설사업과 해외진출사업에 대해서도 적극적인 관심을 갖고 차질 없이 추진해 나가야 할 것입니 다.
고속철도는 국가경쟁력의 상징이자 21 세기 우리가 만들어 갈 번영의 기반으로서 생활과 산업 모두 고속철도가 가져다주는 속도혁명의 다양한 혜택을 경험하고 있습니다. 이제우리도일본, 프랑스, 독일, 스페인에 이어 세계 5대 고속철도강국으로 부상했으며 향후 「21세기 철의 실크로드」의 시발점인 한국을 환태평양 경제권과 대륙 경제권을 연결시키는 전략적 요충지로서 우리나라를 동북아 물류 경제 중심지로 발돋움시켜 나가는데 핵심적인 역할을 담당하게 될 것입니다.
종곡선 반경조정, 분기기 설치기준 신설, 장대레일 신축이음 설치기준 신설, FL 과 HWL 최소높이, 보조도상콘크리트 강도, 정차장의 선로중심 간격과 최급기울기, 구조물 온도 영향, 구조물 접지, 개정된 하천 설게 기준의 계획 홍수량에 따른 다리 및 공간, 배수시설 용량산정, 동결지수 산정 등을 근거로 이에 따른 내용을 추가, 신설 개정 보완 하였습니다. 그리고 SI 단위의 기본 변경은 콘크리트 구조설계기준 (2003) 에서 적용한 기준을 기본으로 하여 1kgf/ ㎠ =1.

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