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제안 방법
- 구조요소는 상부의 주형과 가로보는 빔요소를 적용하였고, 지점부는 교좌장치의 신축과 이동을 고려하여 스프링 요소를 적용하였다. 교각기초를 강체로 보고 기둥하단과 기초상단 접합부를 고정단으로 모델링하였다. 그림 4는 소수주형교 및 강합성 상자형교의 모델링 형상이고, 그림 5는 교량받침 평면도이다.
- 본 연구에서는 교량형식상 자중이 적고 강성이 커서 철도 차량 이동하중에 의한 영향을 많이 받을 수 있는 강교의 형식 중 소수주형교와 STEEL BOX GR.교를 선정하여 열차의 주행 속도별 동적해석을 수행하여 정적해석 시 충격계수를 고려한 교량의 중요부분을 비교 분석하였다. 또한, 국내의 충격계수는 지간장에 따라 결정되므로 지간장 및 열차주행속도에 따른 일본 시방서의 충격계수를 적용하여 열차 주행속도별 충격계수를 V=100km/h~V=150km/h으로 비교해 본 결과 국내의 충격계수는 V=120km/h일 때의 충격계수와 근접한 것으로 조사되었으며, 변위에 대한 동해석과 정해석의 비교 결과 이동하중에 따른 동해석의 결과는 충격계수 고려 시 정해석에 비하여 72% ∼75% 수준이다.
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1) 구조요소 및 구속조건
구조요소는 상부의 주형과 가로보는 빔요소를 적용하였고, 지점부는 교좌장치의 신축과 이동을 고려하여 스프링 요소를 적용하였다. 교각기초를 강체로 보고 기둥하단과 기초상단 접합부를 고정단으로 모델링하였다.
- 따라서 본 연구에서는 일본 강철도교 설계표준시방서에 명기된 충격계수 산출식을 적용하여 속도별 충격계수를 산출하여 국내기준과 열차하중에 의한 대상교량의 동특성을 비교·분석하였다.
- 따라서 본 연구에서는 일본 강철도교 설계표준시방서에 명기된 충격계수 산출식을 적용하여 속도별 충격계수를 산출하여 국내기준과 열차하중에 의한 대상교량의 동특성을 비교·분석하였다. 또한, 열차하중 재하시 설계 속도는 한국의 주요철도의 선로조건에 따른 운행 최고속도가 경부선은 V = 140km/h, 중앙선, 충북선, 대구선은 V = 120km/h, 경전선, 안산선은 V = 110km/h임을 감안하여, 100km/h~150km/h 의 설계속도를 적용하여 비교하였으며, 열차하중은 국유철도건설규칙에 정한 표준 활하중으로 1급선인 LS-22를 적용하였다. 그림1은 동특성 검토 흐름도이다.
- 본 연구대상 교량의 상부구조 형식은 열차이동하중에 따른 진동에 대한 검토를 수행하기 위해 장 지간의 교량형식에 적용이 가능하고, 비교적 처짐과 진동이 크게 발생 할 수 있도록 강철도교 형식 중 강 합성 상자형교와 I형거더교(소수주형교) 형식을 비교·검토 하였다.
- 본 연구에서 고려된 소수주형교 및 강합성 상자형교의 사하중은 도표 1.과 도표 2.를 토대로 결정하였다.
- 본 연구에서는 강합성 상자형교 및 I형 거더교에 대해 철도차량 재하시 정적해석과 시간이력해석을 통한 동적해석을 수행하여 해석결과를 토대로 설계시 적용되는 충격계수에 대한 속도에 따른 동적응답 의 증분을 비교 · 검증하였다.
- 이때 절점상에 없는 하중은 절점간의 거리비에 의해 단순분배 시키는 방법을 택한다. 위에서의 방법으로 구한 각 절점에서의 동하중을 각 절점에 작용하고, 동적하중으로하여 분할시간 (△T)별로 각 절점에 입력하여 해석을 수행하였다. 그림 6은 동적해석에 적용할 속도별 하중파형이다.
- 주형구성은 지간장에 따른 소수주형의 형고를 H=3.5m로 계획하여 2본 배치하고, 강합성 상자형교의 형고는 H=3.3m로 계획하였으며, 가로보의 교축방향 간격은 통상적으로 적용하는 5.0m간격으로 배치하였다. 주형에 사용된 강종은 SM520이다.
대상 데이터
- 이때 열차하중은 모두 열차의 바퀴를 통하여 집중하중으로 전달되며, 열차의 축중 하중은 국유철도건설규칙에 정한 표준활하중으로 1급선인 LS-22을 이동하중으로 재하하였다. 설계속도는 100km/h~150km/h를 검토대상으로 한다.
- 0m간격으로 배치하였다. 주형에 사용된 강종은 SM520이다. 그림3은 주형의 단면 제원이다.
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