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고탄성 “Q클립형 레일체결장치”의 현장적용 사례와 효과 분석
윤병현(Byung-Hyun Yun),황광하(Kwang-Ha Hwang),최흥수(Heung-Su Choi),김만철(Man-cheol Kim),이광모(Kwang-MO Lee),김영기(Young-Ki Kim) 한국철도학회 2017 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2017 No.05
최근 화학공업 기술의 발전으로 우수한 내구성을 지닌 탄성패드 제작이 가능해짐에 따라 철도에도 탄성패드를 적용하는 사례가 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 국제적으로는 자갈도상의 침목 하부에 탄성패드를 부착한 USP 침목(Under Sleeper Pad)을 적용하거나, 하드한 레일패드를 소프트한 레일패드로 교체하여 궤도를 고탄성화 함으로써, 유지보수 인력과 비용을 절감시키는 다양한 실용화 기술이 현장에 적용되고 있다. 본 논문은 “레일패드의 탄성이 200kN/mm 이상인 하드한 레일 패드와 e 클립”을 “60kN/mm 의 소프트 한 레일패드와 Q 클립”으로 교체하였을 때 교체 전, 후 궤도에 나타나는 역학적 거동을 현장에서 동시에 정밀 측정하고 그 결과를 비교, 분석하였다. 고탄성화시 레일/휠간 접촉거동의 탄성역내 거동을 통해 레일표면 결함이 크게 감소하는 효과를 곡선부 부설을 통하여 확인하였다. Recently, there is an inclining trend of using elastic pad in railroads as the technological advancement in the chemical engineering allows us to produce elastic pads with excellent durability. There is an international trend to adapt under sleeper pads (USP) at the bottom of the railroad sleepers used at the ballast. Also, there is a trend to replace stiff rail pads with more softer rail pads. This trend of using new technologies at the field allows the track to be highly elastic so that there is a lesser need to maintain the track. The following study conducted the comparative analysis of dynamic movements when stiff rail pad with the elasticity of 200kN/mm over is replaced to soft rail pad with the elasticity of 60kN/mm. Analysis is based on track measurements when there is a change in rail pads. It is expected that when the there is an increase in the elasticity, there would be decrease in the defect at the rail surface. This is because the elastic movement caused from the rail and wheel contact movement.
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최정열,김상진,정지승 국제문화기술진흥원 2022 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.8 No.3
본 연구는 콘크리트 궤도용 탄성레일체결장치(System 300-1)의 손상취약부에 관한 실험 및 해석적 연구이다. 콘크리트 궤도에서 탄성레일체결장치는 열차주행 시 레일과 침목을 결속하는 핵심 궤도구성품이다. 레일체결장치 구 성품 중 방진패드와 텐션 클램프(Tension Clamp)는 압축력과 부상력에 대응하며 상시 변형이 발생되는 피로부재이 다. 본 연구에서는 동일구간의 운행선에서 6년, 11년, 16년 동안 사용된 탄성레일체결장치를 채취하여 사용년수에 따 른 텐션 클램프의 잔류변형 특성을 분석하였다. 또한 수치해석을 바탕으로 주요 구성품별 거동메커니즘을 분석하고 손상취약부를 도출하였다. 본 연구에서 수행한 수치해석을 통해 체결력 도입부터 외력 작용에 따른 텐션 클램프 각부 의 응력(변형율)을 분석하여 텐션 클램프의 손상취약부를 도출하였다. The purpose of this study is to derive the damage weak part of the elastic rail fastening system for concrete tracks (System 300-1). In the concrete tracks, the elastic rail fastening system sticks the rail and the sleeper and reacts all the time when the train is running. Among the components of the rail fastening system, the resilience pad and tension clamp were fatigue members and were constantly deformed in response to compressive and uplift forces. In this study, the residual deformation characteristics of the tension clamp according to the period of use were analyzed using by specimens taken on site in the same section for 6, 11, and 16 years on the serviced urban transit. In addition, the damage mechanisms for each component were derived based on finite element analysis. As a result of the numerical analysis, the stress (strain) of each part of the tension clamp according to the external force from the applied clamping force was analyzed to derive the damaged weak part of the tension clamp.
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텐션클램프의 초기 체결력이 탄성레일체결장치의 성능에 미치는 영향
이동욱,최정열,백찬호,박용걸,Lee, Dong Wook,Choi, Jung Youl,Baik, Chan Ho,Park, Yong Gul 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.3
본 연구의 목적은 텐션클램프의 초기 체결력이 급곡선 궤도용 탄성레일체결장치의 성능에 미치는 영향을 검토함에 있다. 이를 위해 본 연구에서는 탄성레일체결장치의 구성품 중 텐션클램프의 거동을 평가하기 위해 초기 체결력의 변화와 횡압의 증가를 고려한 실내시험, 현장측정 및 수치해석을 수행하였다. 수치해석 및 실험결과, 초기 체결력의 감소는 텐션클램프에 도입되는 초기 압축응력의 감소로 나타났다. 또한 텐션클램프의 압축응력은 급곡선 궤도에서 발생하는 횡압의 작용에 따라 인장응력으로 변환되는 것으로 나타났다. 따라서 초기 체결력에 의해 텐션클램프에 도입된 압축응력은 외력에 따른 발생 인장응력 저감을 위한 보강력으로 작용하는 것으로 분석되어, 탄성레일체결장치의 장기 내구성능 확보와 안정적인 거동을 유지하기 위해서는 적정 초기 체결력의 확보가 중요한 것으로 나타났다. The purpose of this study is to investigate the influence of initial clamping force of tension clamp on the performance of an elastic rail fastening system used in sharp curve track. In this study, the initial clamping force and the increasing lateral wheel loads were conducted in the analytical and experimental study, i.e., finite element analysis, laboratory and field test. Using the analytical and experimental results, the performance of the tension clamp was investigated. It was found that the stress of tension clamp depends on the initial clamping force. Therefore the initial clamping force appeared to directly affect the compression stress of the tension clamp. It was found that the compression stress of tension clamp was transferred to the tensile stress by applied the lateral wheel load in service sharp curve track. Further, it was concluded that the initial clamping force was applied on the strengthening force for the tension clamp and then the appropriate initial clamping force was important to ensure a stable performance and long term endurance of tension clamp.
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배석복(Seok Bok. Bae),최신형(Sin Hyung Choi),손병직(Byung Jik Son),임남형(Nam Hyoung Lim) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.11
레일 체결스프링은 레일 저부에서 레일과 침목 사이를 탄성적으로 고정시키는 가장 중요한 궤도 부품 중 하나이다. 궤도에서 발생하는 횡압은 체결 스프링에 생기는 압축응력이 인장 응력으로 변환되는 등 텐션 클램프 내 응력에 큰 영향을 미치며 응력의 크기는 초기체결력과 매우 밀접한 관계가 있다. 본 연구에서는 콘크리트 침목에서 사용되는 탄성 레일 체결장치의 초기체결 시 응력거동을 유한요소해석과 실험을 통하여 비교·분석하였다. A rail fastening spring is one of the most important part for fixing elastically between the sleeper and the rail of the rail bottom. Lateral stress occurred to tracks influences closely on changing compressive stress to tension stress and amount of stress is closely related to initial clamping force in tension clamp. In this study, Stress behavior is analyzed throughout the experiment and FE analysis when the initial clamping of elastic fastening used for concrete sleeper.
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