궤도구조별 궤도지지강성 평가를 위한 실험적 연구 = An Experimental Study on the Evaluation of Track Support Stiffness on the Various Track Type

국문 초록 (Abstract)

궤도지지강성은 차량이 주행함에 있어 궤도와 차량에 매우 큰 영향을 미치며, 이는 궤도 파괴이론에 근거한 궤도유지관리와 승객의 승차감에 영향을 준다. 또한 궤도설계 시 고려되는 궤도지지강성은 이론에 근거한 계산치이며 이는 공용중인 궤도에서의 실제 궤도지지강성과는 상이하다.
따라서 본 연구에서는 현장측정을 통해 동적윤중과 레일수직변위, 레일저부응력을 측정하여 궤도지지강성을 산출하였고 이를 설계시 고려하는 이론 궤도지지강성과 비교 분석하였다. 현장측정결과 자갈도상궤도에서는 자갈의 상태에 따라 궤도지지강성의 편차가 크게 나타났으며, 이는 이론 궤도지지강성과 최대 225%까지 차이를 나타냈다. 반면 콘크리트궤도의 경우 궤도구조별(일반적인 침목매입식, 레일플로팅, 침목플로팅) 궤도지지강성의 차이가 뚜렷하게 나타났으며 설계 및 이론식을 통해 산출된 이론적 궤도지지강성과의 편차가 비교적 작게 나타났다. 그러나 자갈 및 콘크리트궤도 모두 설계 시 적용되는 궤도지지강성이 현장에서 측정된 궤도지지강성에 비해 과소평가되는 것으로 분석되었다. 이는 레일, 침목 및 도상 등의 궤도설계에 반영되어 비경제적인 설계를 초래할 소지가 있으며 공용중인 궤도의 상태평가 시 현장의 궤도상태를 반영하지 못한 예측 및 평가가 될 소지가 있을 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 현장여건을 반영한 궤도구조형식 및 궤도상태별 궤도지지강성의 범위를 실험적으로 제시하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Track support stiffness which affected on the track maintenance, management and riding comfort had a big impact on the track and train. Also, the theoretical support stiffness of the track differs from the measured track support stiffness.
Track support stiffness was generated by several factors such as dynamic wheel load, vertical displacement, stress of rail bottom on field test. With the test results were compared with theoretical one.
This paper analyzed that support stiffness of ballast track can be changed on the condition of ballast.
And also, the support stiffness of concrete track can be changed on the track structures such as elastic fastening type, rail floating type and sleeper floating type.

목차 (Table of Contents)

• 요 약 ⅰ
• 표 목 차 ⅱ
• 그림목차 ⅲ
• I. 서 론 1
• 1. 연구의 배경 및 목적 1
• 2. 연구의 내용 및 범위 1
• Ⅱ. 이론적 배경 3
• 1. 궤도지지강성 산정이론 3
• 2. 궤도구조의 탄성 특성 6
• 2.1 자갈도상 궤도의 탄성 특성 6
• 2.2 레일패드에 따른 탄성변화 18
• Ⅲ. 현장측정 23
• 1. 현장측정 개요 23
• 2. 측정시스템 구축 25
• 3. 궤도 동적응답 측정 27
• 3.1 동적 윤중측정 27
• 3.2 레일수직변위 측정 29
• 3.3 레일저부응력 측정 30
• 4. 현장측정 결과 및 분석 31
• 4.1 윤중 측정결과 31
• 4.2 레일수직변위 측정결과 32
• 4.3 레일저부응력 측정결과 34
• Ⅳ. 측정 궤도지지강성 산출 36
• Ⅴ. 결 론 53
• 참고문헌 55
• 영문요약(ABSTRACT) 56
• 감사의글 57