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미래 고속철 주행속도와 관련된 주변 환경변화에 따른 새로운 요구조건과 기존의 교량받침에 대한 기본적인 설계기준과 각종 교량받침 제품 간의 특성비교와 성능평가를 위한 인증기준 등을 비교 검토하여 연구의 수행방향과 활용범위를 규정하였다. 기존 공용 중인 경부고속철 교량구간의 대상 취약 교량받침을 선정하고 관련 설계 및 구조물 안전진단 이력을 조사하여 설계 및 유지관리 평가기준을 대상으로 새로운 환경에 대비한 보강되어야 할 평가항목과 분석기법 및 진단기술을 도출하였다. 또한 교량받침제작업체의 장기마찰 실험과 실제 완제품 스페리컬받침의 축

미래 고속철 주행속도와 관련된 주변 환경변화에 따른 새로운 요구조건과 기존의 교량받침에 대한 기본적인 설계기준과 각종 교량받침 제품 간의 특성비교와 성능평가를 위한 인증기준 등을 비교 검토하여 연구의 수행방향과 활용범위를 규정하였다. 기존 공용 중인 경부고속철 교량구간의 대상 취약 교량받침을 선정하고 관련 설계 및 구조물 안전진단 이력을 조사하여 설계 및 유지관리 평가기준을 대상으로 새로운 환경에 대비한 보강되어야 할 평가항목과 분석기법 및 진단기술을 도출하였다. 또한 교량받침제작업체의 장기마찰 실험과 실제 완제품 스페리컬받침의 축하중 실험을 분석하고 국내외 교량받침 설계기준 및 인증기준을 평가하여 해외 전문학술지에 1편 영문논문으로 발표하고 국내 등재학술지에 1편 국문논문과 국내 학술대회에 1편 포스터 발표하였다.
1) 고속철 교량의 기존 관련연구 동향 및 문제점 비교분석
500 km/h 고속주행에 따른 교량의 구조안정성과 주행안정성을 위한 설계기준은 단순 수직 UIC 윤축하중을 38자유도 3차원 차량모형으로 전환하여 적용하여야 하고 궤도의 불규칙성과 교량구조물의 상호작용력을 고려하여 해석하여야 한다(오순택 외 2인, 2010).
2) 철도교 교량받침의 기존 국내외 설계기준 및 성능인증방법 비교분석
국내 철도교 교량받침의 설계기준은 마찰재의 압축강도와 탄성변형량에 대한 한계만 설정되어 있다. 특히 스페리컬 받침의 경우 탄성변형량을 적용할 부품이 없어 AASHTO 17.2.1을 적용하여 실제 완제품 받침을 대상으로 설계하중의 1.5배를 5분간 재하한 후 변형 및 손상에 대한 육안조사로 평가한다. 포트받침의 경우 KS F 4424를 적용한다. 마찰재 PTFE의 경우 EN1337-2에서 압축강도 90 MPa 이상을 요구하고, ASTM D695-10 압축응력-변형률 시험을 통한 압축강도를 산출하고, CUAP 03.01에서는 돌출높이 3미리의 탄성변형량을 한 시간 재하 후 0.5 per-mil보다 작아야 한다. 이외에도 인장강도 ASTM D638-10 시험법과 듀로미터 경도 시험법 ASTM D2240-05를 적용한다.
3) 현장 실측 자료 조사 및 분석
차세대 고속철의 경우 특별한 구조적 성능이 요구되지 않는 경우 기존의 고속철 교량구조물을 공용하여야 함으로서, 기존에 적용되고 있는 구조안정성과 주행안정성에 관한 설계기준의 대폭적인 수정과 보완이 예상된다. 기존의 설계기준에서 요구되는 최대허용처짐, 처짐가속도와 단부회전각과 면틀림에 대한 제한조건은 증가될 초고속 운행에 대하여 주행안정성과 안전관리 측면이 미흡하고, 설계에 적용되는 UIC 연직하중은 차량의 질량 간 관성력과 각 방향 회전력을 고려할 수 없다.
4) 교량받침의 장기마찰시험 장비개발 및 표준시험
스페리컬 받침의 마찰재의 장기마찰시험법은 EN1337-2에서 규정되어 있다. 장기마찰시험은 온도 하중에 의한 A type 시나리오와 활하중에 의한 B type의 시나리오를 조합하여 누적이동거리에 대한 내구성을 허용 마찰계수와 탄성변형량을 기준으로 평가하는 방법으로 소개하였다.
5) STEEP분석과 SWOT분석을 통한 세부과제 도출
외부 환경변화에 대한 STEEP분석을 통하여 Table 4와 같이 고속철의 주요 영향인자를 분석하였다. 미래 고속철의 한계 주행속도는 500 Km/h에서 제한될 것이다. 펜타그라프를 통한 동력전달방식과 주행속도에 따른 기반구조물의 제한적 한계성으로 추가적인 주행속도와 운송능력에 대한 변화는 크지 않을 것으로 예상된다. 따라서 기존의 300 km/h 주행속도의 고속철 운영경험과 관련기술 및 기반 시설에 대한 여러 가지 축척된 경험은 광역지역으로 확산될 고속철 환경에 기술적 우위를 보유할 것이고 개발된 주요 구조물형식 개발이나 시공성 향상보다, 관련 부속 장치의 내구성 향상기술과 평가 인증 기술에 대한 원천 기술 개발이 전략적으로 성공가능성이 높다고 사료된다.
(출처:요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5 1. 연구과제의 개요 ... 5 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 7 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 12 5. 연구결과의 활용계획 ... 12 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 13Ⅲ. 연구성과 ... 14끝페이지 ... 15