교량 상 자갈궤도의 종저항력 측정을 위한 실험 연구

국문 초록 (Abstract)

콘크리트 교량 상에 고속철도의 자갈 궤도가 시공될 경우 장대 레일의 종방향 변위가 고정된 반면 교량 바닥판 슬래브의 종방향 변위가 고정되지 않고, 온도 하중과 외부 하중에 의해 교량과 레일의 상대 변위가 발생한다. 현재 장대 레일 자갈 궤도에 대한 종방향 저항력(KR C-08080, UIC code 774-3)은 교량의 종방향 변위와 자갈 궤도와 콘크리트 슬래브 사이 의 마찰력을 고려하고 있지 않다. 또한 종방향 저항력 값은 다소 보수적이어서 철도교의 장경간 및 연속화에 불리한 요소로 작용하고 있다. 따라서 실제의 거동을 보다 효과적으로 반영하기 위해 장대 레일의 종저항력은 콘크리트 슬래브와 궤도 사이 의 추가적인 강성을 고려해야 한다. 본 연구에서는 콘크리트 바닥판과 도상 궤도를 모사한 실대형 실험체(mock-up test specimen)를 제작하여, 교량 상에 설치된 도상 궤도의 종저항력을 측정하였고, 또한 차륜 하중의 재하 유무에 대해서도 그 거동을 평가하였다. 실험 결과, 최대 종저항력은 현재의 코드와 유사한 경향을 보였으나, 한계 변위까지의 강성은 현재의 코드보다 실험 결과가 작게 측정되는 것으로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

When a ballast track of a high-speed train is constructed on a bridge, the displacement of the bridge decks can occur because they are not fixed to the rails. Moreover, relative displacements occur between the bridge and rails caused by temperature changes and external loads. The current longitudinal resistance criteria (UIC Code 774-3, KR C-08080) on ballast tracks with continuous welded rails (CWRs) do not take into account the longitudinal movement of the bridge and the frictional force between the ballast and slabs. In addition, the magnitude of the longitudinal resistance, k, is calculated somewhat conservatively and, (therefore?) it acts as an unfavorable element in the design of long span and continuous railway bridges. Thus, in order to replicate the actual behavior more effectively, the longitudinal resistance of CWRs should take into account the additional rigidity between the slab and track. In this study, the longitudinal resistances of the ballasted track on the bridge were analyzed by carrying out an experimental study with a test setup designed to simulate the deck and bed track. In the test results, the maximum longitudinal resistances of the tests were similar to the resistances of the current codes, however, the measured longitudinal stiffness designed to limit the displacement of the tests were much smaller in comparison with the longitudinal stiffness on the codes.

참고문헌 (Reference)

1 UIC, "Track/bridge Interaction Recommendations for Calculations, UIC Code 774-3"

2 KR, "Track-Bridge Longitudinal Interaction Analysis, KR C-08080"

3 C. Esveld, "Improved knowledge of CWR track" Delft University Press 1997

4 K.-C. Lee, "Feasibility Analysis of Sliding Slab Track for Reducing Track-Bridge Interaction" 916-920, 2014

5 M.-C. Kim, "Experimental Study on the Improvement Measures of Ballasted Tracks Considering the Speed-up of Conventional Lines" 1669-1676, 2014

6 KR, "Ballast Track Structures, KR C-14030"

7 R. J. van’t Zand, "Ballast Resistance under Three-Dimensional Loading, ERRI D 202/DT 362"