초록 ▼

□ 연구개요
초고속 튜브철도시스템의 구현을 위해서는 열차가 운행하는 튜브 구조물 내부의 기압을 대기압의 1/10~1/1000 수준인 0.1~0.001atm 정도로 유지하는 기술이 필요한데, 이는 열차의 추진시스템과 더불어 속도 확보에 필요한 핵심요소 중 하나라 말할 수 있다. 따라서 튜브 내의 기압을 제한된 시간 내에 목표 기압으로 내릴 수 있는 진공펌프 기술 및 하강된 기압을 펌프가동 없이 일정시간 이상 유지할 수 있도록 외부 공기의 침투를 방지하는 기밀성 유지 능력은 인프라 측면에서 튜브철도시스템이 반드시 갖추어야 할 기본

□ 연구개요
초고속 튜브철도시스템의 구현을 위해서는 열차가 운행하는 튜브 구조물 내부의 기압을 대기압의 1/10~1/1000 수준인 0.1~0.001atm 정도로 유지하는 기술이 필요한데, 이는 열차의 추진시스템과 더불어 속도 확보에 필요한 핵심요소 중 하나라 말할 수 있다. 따라서 튜브 내의 기압을 제한된 시간 내에 목표 기압으로 내릴 수 있는 진공펌프 기술 및 하강된 기압을 펌프가동 없이 일정시간 이상 유지할 수 있도록 외부 공기의 침투를 방지하는 기밀성 유지 능력은 인프라 측면에서 튜브철도시스템이 반드시 갖추어야 할 기본 성능요건이 될 것이다.

본 연구에서는 콘크리트 진공튜브 구조물이 외부 하중에 의해 변형, 변위, 균열 등의 응답이 발생할 때 이에 따른 시스템 기밀성능을 평가할 수 있는 모델을 수립하였다. 이러한 기밀성능 평가 해석을 바탕으로 최종적으로는 진공튜브 시스템의 내부기압을 아진공 수준으로 유지할 수 있도록 기밀성능을 확보하기 위한 설계 요건을 수립하는 것이 본 연구의 목표이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 초고속 콘크리트 튜브 구조물 개념 수립: 아직 실용화 단계의 연구 부재로 인해 상세설계는 불가함. 따라서 관련 연구를 수행 중인 타 기관(한국건설기술연구원, 한국철도기술연구원)과의 협업을 통해 초기 튜브 구조 정의함. 현 기술 발전이 초기단계이므로 상세 설계가 이루어지지 않은 상태임. 따라서 실질적인 열차하중을 정의하는 것은 부적절함. 대신 하중 작용에 의해 발생하는 균열의 크기를 가정하여 그에따른 기밀성능을 평가함.
- 균열 발생에 의한 콘크리트 튜브 구조의 기밀성능 평가 모델 수립: 누출률 모델을 기초로 하여 콘크리트 진공튜브에 발생한 균열을 고려한 시스템 기밀성능 평가 모델을 수립함. 기존 실험 결과를 바탕으로 수립 모델을 검증하고 균열과 기밀성능과의 상관관계를 수립함. 구체적 시스템 사양이 아직 수립되지 않았기 때문에 절대적인수치로 설계요건을 수립할 수는 없음. 대신 설계변수에 따른 시스템 성능변화의 민감도 해석을 수행하여 추후 설계요건 수립에 대비함.

□ 연구개발결과의 중요성
초고속 튜브철도를 위한 진공튜브 구조물의 기밀성능 관련 연구가 최근 몇 년 간 이루어진 바 있으나 이는 외부하중의 효과를 고려하지 않고 튜브 구조 자체의 재료기밀성 및 시스템 기밀성을 평가했다는 점에서 실제 설계에 적용하기에는 충분하지 않다고 할 수 있다. 실제로 진공튜브 구조물을 설계할 단계에 있어서는 다양한 설계하중을 고려하여 시스템의 기밀성을 확보할 수 있는 방향으로 설계가 이루어져야 할 것이며 이를 위해서는 여러 가지 하중 조건 하에서 시스템 기밀성의 거동을 예측할 수 있어야 한다. 외부 하중의 작용에 의해 콘크리트 진공튜브 구조물에 발생하는 균열은 시스템 기밀성능 변화에 큰 영향을 미친다. 본 연구는 콘크리트 균열 발생에 따른 시스템의 기밀성능을 평가할 수 있는 해석 모델을 개발하는데 주안점을 두었으며 본 연구의 결과는 초고속 튜브철도 시스템의 진공튜브 구조물의 설계에 있어서 설계하중의 정의 및 그에 따른 기밀성능 위주의 사용성 평가를 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대되며 시스템 구축 시 진공튜브의 구조재료 선택에도 도움을 줄 것으로 판단된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 가. 연구의 개요 ... 3
• 나. 국내·외 연구동향 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 27
• 4. 참고문헌 ... 27
• 5. 연구성과 ... 28
• 끝페이지 ... 29