The Dynamic Interactive Analysis of track and train system with Roadbed Displacement in Subgrade Concrete Slabtrack
홍철기* 양신추** 김연태***
Hong, Chul-Kee Yang, Shin-Chu Kim,Youn-Tae
--- ABSTRACT
Recently the concrete slab tracks are being constructed on roadbed in the Kyong-bu 2nd stage high speed railways. In responding to this trend, new design standards and track materials maintenance systems, based on the slab track material safety and usage perspective, are needed.
This research provides the design standards and the maintenance system. The proposed standards and the maintenance system are based on the track theory and the track-train interaction program developed, where the roadbed displacement and train speed are utilized as mediating variables.
In the analysis, the dynamic response of track-train interaction apply to various speeds and displacements.
the roadbed displacement is shown in a sine curve, the scope of the displacement occurrence, presented in its wavelenths, include 6meters, 10meters, 15meters, 20meters, 30meters. the train speeds involved are 50,100, 150,200,250,300,350,400 kilometers per hour.
--- 서 론
1.
토노반상 콘크리트 슬라브 궤도이론 .
노반탄성계수 2.1
---
서 울산업 대학교 철 도전문 대학원 박 사과정 정회 원
* ,
E-mail : track @ smrt . co . kr
∙
∙ ∙
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∞
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∙
∙
콘크리트포장∙
지지층
콘크리트 슬라브 궤도구조해석 2.2
휨모멘트
∙ 휨인장응력 ∙
침하정도
∙ ∙∙ 탄성길이 ∙ ∙
항 목 관 리 기 준 치
슬라브 도상콘크리트(TCL) 허용응력 fck = 2.1Mpa 노반 강화 콘크리트 (HSB) 허용응력 fck = 1.6Mpa
레일 두부 저부 응력, 한 도 치 = 130Mpa
평가 기준치 = 90Mpa 상하진동가속도 전진폭( ) 한 도 값 = 1.8m/s 윤중감소율 윤중변동 정지윤중( / ) 안전기준값 = 0.7
윤중증가율 관리 목표값 = 0.19
항 목 고속철도 차량 항 목 궤도해석물성치
차륜대차간 거 리 14.0m 궤조 구조 슬라브 궤도
Rheda 2000
축 간 거 리 3.0m
차량간차축사이거리 10.0m
슬라브 치수
층 슬라브 1
폭 두께
: 3.2m, 0.24m 층 슬라브
2
폭 두께
: 3.8m, 0.3m
차 체 질량 27.48 ton
차체회전 관성모멘트 565.95 ton~m
궤도시스템
층슬라브접착 1,2
형태 일체형: . 노반과 접촉상태
수경결합 대 차 질 량 1.21 ton :
대차의회전관성모멘트 1.297 ton 레 일 UIC 60
스프링 하 질 량 1.024 ton 레일곡률반경 0.3m
차 현수장치 스프링
1 1.252 x 10 N/m 1층슬라브탄성계수 5.0 x 10 N/m 차 현수장치 스프링
2 1.268 x 10 N/m 2층슬라브탄성계수 1.0 x 10 N/m 차 현수장치 탬핑
1 1.6 x 10 KN-s/m 3층노반탄성계수 1.2 x 10 N/m 차 현수장치 탬핑
2 2.85 x 10 KN-s/m 1층슬라브밀도 2.3 kg/m
차륜 반경 0.46 m 2층슬라브밀도 2.0 kg/m
노반 감쇄계수 980KN.s/m
나 슬라브 응력.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
60000 70000 80000 90000 100000 110000 120000 130000 140000
레일두부평균응력(kN/m2)
주행속도(km/h) 6m_10mm
6m_15mm 6m_20mm 6m_30mm 6m_50mm
레일응력허용한계
레일응력평가기준치
그림 침하연장 파장 길이5 ( ) 6m
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
50000 100000 150000
200000 10m_10mm
10m_15mm 10m_20mm 10m_30mm 10m_50mm
레일두부평균응력(kN/m2)
주행속도(km/h) 레일응력허용한계
레일응력평가기준치
그림 침하연장 파장 길이6 ( ) 10m
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
40000 50000 60000 70000 80000 90000
100000 15m_10mm 15m_15mm 15m_20mm 15m_30mm 15m_50mm
레일두부 평균응력(kN/m2)
주행속도(km/h) 레일응력평가기준치
그림 침하연장 파장 길이7 ( ) 15m
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000
20m_10mm 20m_15mm 20m_20mm 20m_30mm 20m_50mm
레일두부 평균응력(kN/m2)
주행속도(km/h) 레일응력 평가기준치
그림 침하연장 파장 길이8 ( ) 20m
레일응력 및 콘크리트 슬라브응력관련 노반침하 관리기준치
가 레일두부응력 및 레일저부응력 관리측면.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
-2400 -2200 -2000 -1800 -1600 -1400 -1200 -1000 -800 -600 -400
슬래브2층하부응력(kN/m2)
주행속도(km/h) 6m_10mm
6m_15mm 6m_20mm 6m_30mm 6m_50mm
슬라브응력 허용한계
그림 침하연장 파장 길이9 ( ) 6m
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
-2400 -2200 -2000 -1800 -1600 -1400 -1200 -1000 -800 -600 -400 -200
10m_10mm 10m_15mm 10m_20mm 10m_30mm 10m_50mm 슬래브2층하부응력(kN/m2)
주행속도(km/h)
슬라브응력허용한계
그림10 침하연장 파장 길이( ) 10m
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
-2400 -2200 -2000 -1800 -1600 -1400 -1200 -1000 -800 -600 -400 -200 0
15m_10mm 15m_15mm 15m_20mm 15m_30mm 15m_50mm 슬래브2층 하부응력(kN/m2)
주행속도(km/h) 슬라브응력 허용한계
그림11 침하연장 파장 길이( ) 15m
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
-2000 -1800 -1600 -1400 -1200 -1000 -800 -600 -400 -200 0
20m_10mm 20m_15mm 20m_20mm 20m_30mm 20m_50mm 슬래브2층 하부응력(kN/m2)
주행속도(km/h) 슬라브응력 허용한계
그림12 침하연장 파장 길이( ) 20m
나. 콘크리트 슬라브응력 관리 측면
200 250 300 350 400
10 20 30 40 50
노반침하깊이(mm)
열차운행속도(km/h) 레일응력관리기준치 (노반침하연장6m시)
그림13 노반침하 관리기준치(L=6m)
150 200 250 300 350 400
10 15 20 25 30
노반침하깊이(mm)
열차운행속도(km/h)
레일응력관리기준치 (노반처짐연장10m시)
그림14 노반침하 관리기준치(L=10m)
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
15 30
노반침하깊이(mm)
열차운행속도(km/h) 슬라브응력관리기준치 (노반침하기준6m시)
그림15 노반침하 관리기준치(L=6m)
150 200 250 300 350 400
10 20 30 40 50
노반침하깊이(mm)
열차운행속도(km/h)
슬라브응력관리기준치 (노반침하연장10m시)
그림16 노반침하 관리기준치(L=10m)
참고문헌
1. Eisenmann, J., Leykauf, G.(2000), "Feste Fahrbahn Fur Schienenbahnen, Betonkalender 2000" Verlag Wilhelm Erns & Sohn, Berin, S. 291-326
2. Eisenmann, J., Leykauf, G.(1987), "Bau von Landvekehrswegen, Betonkalender 1987" Verlag Wilhelm Erns & Sohn, Berin, S. 641-748
한국철도기술공사 경부고속철도 대구 부산간 궤도공사실시설계보고서 한국시설관리공단
3. (2006), “ - ),
이지하 고속열차운행시 뜬침목구간에서 발생하는 궤도의 동특성 박사학위논문 건국대학교
4. (2005),“ ”, , .
