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문제 정의
- 본 연구에서는 곡선부 선로선형의 최적설계를 위해 신선건설 및 기존선 개량시 건설비용을 최소화할 수 있도록, 곡선상 지장물의 위치에 상관없이 지장물을 이동시키지 않고 이에 따른 곡선반경-완화곡선장의 상관관계를 고려한 최적 경계조건을 간단히 결정할 수 있는 기법을 개발하였다. 또한 이를 이용하여 실제 예를 통한 해석을 수행하여 곡선반경-완화곡선장의 경계조건에 대한 비교 분석을 수행하였다.
- 본 연구에서는 곡선부 선로선형의 최적설계를 위해 신선건설 및 기존선 개량시 지형지물의 조건에 따라 건설비용을 최소화할 수 있도록, 지장물의 위치에 상관없이 지장물을 이동시키지 않고 이에 따른 곡선반경-완화곡선장의 허용범위 산정을 위한 최적 경계조건을 간단히 결정할 수 있는 기법을 개발하였다. 또한 실제 예를 통한 해석을 수행하여 경우별 곡선반경-완화곡선장의 경계조건에 대한 비교 분석을 수행하였다.
가설 설정
- 그림에서 알 수 있듯이 곡선은 완화곡선-원곡선-완화곡선으로 이루어져 있으며 완화곡선장 E2와 E4는 같다고 가정하였다.[4] 그리고 양단의 직선부 E1과 E5의 위치와 방향은 고정되었다고 가정하였다. 즉 단곡선에서 직선과 직선이 이루는 교각이 일정하다고 가정하였다.
- 그리고 지장물의 위치는 Fig. 1 에서와 같이 원곡선 중앙부와 직선부, 곡선상 임의의 위치에 있다고 가정하였다. 여기서 곡선상 임의의 위치는 원곡선상과 완화곡선상 양쪽 모두 고려하기 위해서이다.
- 1에 본 연구에서 가정한 x-y 평면상의 단곡선을 보여주고 있다. 그림에서 알 수 있듯이 곡선은 완화곡선-원곡선-완화곡선으로 이루어져 있으며 완화곡선장 E2와 E4는 같다고 가정하였다.[4] 그리고 양단의 직선부 E1과 E5의 위치와 방향은 고정되었다고 가정하였다.
- 또한 곡선설계시 중요한 변수인 양쪽 직선과 직선이 이루는 교각은 β=0.2rad로 가정하였다.
- 또한 횡방향(Y방향)으로 지장물의 위치가 다를 수 있으므로 이를 고려하기 위해 130m 위치에 있는 원곡선상의 장애물을 횡방향으로 30cm 떨어져 있다고 가정하고 해석을 수행하였다. Fig.
- 앞서 언급하였듯이 여기서는 완화곡선-원곡선-완화곡선 조합에서 양쪽 완화곡선의 길이가 같다고 가정하였으며, 해석변수로 사용한 곡선반경 및 완화곡선장은 R=1650m, Lt=110m로 가정하였다. 또한 곡선설계시 중요한 변수인 양쪽 직선과 직선이 이루는 교각은 β=0.
- [4] 그리고 양단의 직선부 E1과 E5의 위치와 방향은 고정되었다고 가정하였다. 즉 단곡선에서 직선과 직선이 이루는 교각이 일정하다고 가정하였다. 이러한 가정에 의해서 곡선 선형은 두개의 변수, 즉 곡선반경(R)과 완화곡선장(Lt)으로 정의될 수 있다.
- 여기서 곡선상 임의의 위치는 원곡선상과 완화곡선상 양쪽 모두 고려하기 위해서이다. 해석시 고려한 지장물 위치는 원곡선상의 130m 지점과 완화곡선상의 80m지점에 각각 있다고 가정하였다.
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