자기부상열차는 궤도 위에 부상하여 운행하는 시스템이다. 자기부상열차의 특성상 주행 중 부상공극을 일정하게 유지하는 것이 사용성 및 승객의 승차감 면에서 매우 중요하다. 이 연구는 2006년 출범한 도시형 자기부상열차 실용화 사업단의 3-1 세부과제 선로구축물 성능개선 과제의 협동연구과제로 자기부상열차교량 상부구조의 급속시공법 개발을 목표로 연구를 수행하였다. 현재 도로교에서 프리캐스트 바닥판은 품질, 공기 면에서 현장타설 바닥판에 비해 우수하며, 널리 사용되고 있다. 따라서, 연구진은 3-1세부과제의 주관기관인 한국철도기술연구원과 협업을 통하여 1차년도에 PSC-U형 거더 및 개구제형 강재 거더에 프리캐스트 바닥판을 적용하여 자기부상열차 가이드웨이의 기본 시스템을 제안한 바 있다. 이 연구에서는 PSC-U형 거더, 프리캐스트 바닥판 및 새로운 형식의 가이드레일 시스템을 적용한 자기부상열차 가이드웨이의 시공성, 사용성, 유지관리성을 평가하고자 거더-바닥판-궤도로 이루어진 목업 실험체를 실대형 크기로 제작하여 실제 시공 환경과 비슷한 모의 시공을 수행하였다.
자기부상열차는 궤도 위에 부상하여 운행하는 시스템이다. 자기부상열차의 특성상 주행 중 부상공극을 일정하게 유지하는 것이 사용성 및 승객의 승차감 면에서 매우 중요하다. 이 연구는 2006년 출범한 도시형 자기부상열차 실용화 사업단의 3-1 세부과제 선로구축물 성능개선 과제의 협동연구과제로 자기부상열차교량 상부구조의 급속시공법 개발을 목표로 연구를 수행하였다. 현재 도로교에서 프리캐스트 바닥판은 품질, 공기 면에서 현장타설 바닥판에 비해 우수하며, 널리 사용되고 있다. 따라서, 연구진은 3-1세부과제의 주관기관인 한국철도기술연구원과 협업을 통하여 1차년도에 PSC-U형 거더 및 개구제형 강재 거더에 프리캐스트 바닥판을 적용하여 자기부상열차 가이드웨이의 기본 시스템을 제안한 바 있다. 이 연구에서는 PSC-U형 거더, 프리캐스트 바닥판 및 새로운 형식의 가이드레일 시스템을 적용한 자기부상열차 가이드웨이의 시공성, 사용성, 유지관리성을 평가하고자 거더-바닥판-궤도로 이루어진 목업 실험체를 실대형 크기로 제작하여 실제 시공 환경과 비슷한 모의 시공을 수행하였다.
Maglev is a system that a train runs levitated above a rail. Therefore it is very important to maintain a constant levitation gap for achieving serviceability and ride comfort. This study is a cooperation research subject of the 3-1 subject, performance improvement of maglev track structures, of the...
Maglev is a system that a train runs levitated above a rail. Therefore it is very important to maintain a constant levitation gap for achieving serviceability and ride comfort. This study is a cooperation research subject of the 3-1 subject, performance improvement of maglev track structures, of the Center for Urban Maglev Program in Korea, started in 2006. The aim of this study is development of rapid constructions of bridge superstructure for maglev. At present, precast deck is widely used because of its superiority to cast-in-place concrete on quality and the term of works. The research group suggested basic systems of maglev guideway with PSC-U type and trapezoidal open steel box type girder, and precast deck, cooperating with Korea Railroad Research Institute, the managing institute of the 3-1 subject. In this study, a mock-up consisted of girders, decks and rail was fabricated and test was performed for constructability, serviceability and maintenance evaluation of PSC U-type girder, precast deck, and new guide rail system.
Maglev is a system that a train runs levitated above a rail. Therefore it is very important to maintain a constant levitation gap for achieving serviceability and ride comfort. This study is a cooperation research subject of the 3-1 subject, performance improvement of maglev track structures, of the Center for Urban Maglev Program in Korea, started in 2006. The aim of this study is development of rapid constructions of bridge superstructure for maglev. At present, precast deck is widely used because of its superiority to cast-in-place concrete on quality and the term of works. The research group suggested basic systems of maglev guideway with PSC-U type and trapezoidal open steel box type girder, and precast deck, cooperating with Korea Railroad Research Institute, the managing institute of the 3-1 subject. In this study, a mock-up consisted of girders, decks and rail was fabricated and test was performed for constructability, serviceability and maintenance evaluation of PSC U-type girder, precast deck, and new guide rail system.
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문제 정의
이들 시스템의 경우, 가이드레일의 선형조정은 거더와 가이드레일의 체결장치만으로 가능하며 그 조정량이 한계가 있다. 이 연구의 경우, 도로교에서 활용되고 있는 PSC U형 거더와 프리캐스트 바닥판의 시스템을 자기부상열차 가이드웨이에 적용하여 시공성의 향상과 가이드레일의 정밀시공을 가능하게 하고자 한다.
대상 데이터
목업실험체는 크게 거더부와 2조의 프리캐스트 바닥판 그리고 가이드레일 연결부로 구성되었다. 거더는 15m 길이로 PSC-U형 거더의 플랜지부분을 모사하며, 바닥판은 12.5m와 2.5m의 길이이다. 거더 거치부터 바닥판 거치 및 궤도레일 침목부의 설치까지 과정이 약 4시간에 이루어졌으며 실제 가이드웨이 거더 시공시에는 2거더/1일 이상의 시공이 가능하리라 판단된다.
그림 3에는 목업실험체의 개념도를 도시하였다. 목업실험체는 크게 거더부와 2조의 프리캐스트 바닥판 그리고 가이드레일 연결부로 구성되었다. 거더는 15m 길이로 PSC-U형 거더의 플랜지부분을 모사하며, 바닥판은 12.
데이터처리
그러나 프리캐스트 바닥 판을 적용하여 제안한 가이드웨이 거더 시스템의 경우, 프리캐스트 바닥판의 베딩층의 높이가 거더 시공단계까지의 시공오차를 흡수할 수 있어 궤도 선형의 조정에 매우 유리하다고 할 수 있다. 표 1은 임의로 가정한 시공오차에 따라 최종적인 궤도의 수직레벨에 대한 선형조정 가능성을 기존 가이드웨이 시스템과 제안된 가이드웨이 시스템을 비교하였다.
이론/모형
이 연구는 2006년 출범한 도시형 자기부상열차 실용화 사업단의 3-1 세부과제(선로구축물 성능개선)의 협동과제 "자기부상열차교량 상부구조의 급속시공법 개발"의 일환으로 수행되었다.
성능/효과
거더 거치부터 바닥판 거치 및 궤도레일 침목부의 설치까지 과정이 약 4시간에 이루어졌으며 실제 가이드웨이 거더 시공시에는 2거더/1일 이상의 시공이 가능하리라 판단된다. 가이드레일의 선형조정을 위해 프리캐스트 바닥판의 높이 조정능력은 레벨링볼트 1회전에 대해 1mm의 높이를 조정할 수 있음을 확인하였다. 궤도레일의 교축방향, 교축직각방향 및 수직 방향의 미세조정은 한국철도기술연구원에서 제안한 우각형태의 침목부에서 이루어진다.
제안방식과 기존방식의 가이드레일의 높이조정능력(레일선형보정량 Hr)이 40mm 과 각 구성요소의 시공오차가 같다면 표 2와 같은 결과를 얻을 수 있다. 또한 거더상면에서의 높이는 오차조정이 가능한 경우라 하더라도, 기존방법이 제안방법보다 설계높이와 큰 차이를 보이고 있음을 확인할 수 있다.
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