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강기동,박종방,김인재,박대근,Kang, Kee Dong,Park, Jong Bang,Kim, In Jae,Park, Dae Geun 대한토목학회 1994 대한토목학회논문집 Vol.14 No.4
철도교량은 도로교량과는 달리 궤도가 부설되어 있고 일반적으로 이 궤도는 레일을 연속적으로 용접하여 침목위에 고정시키므로 온도변화에 따라 종방향으로 큰 힘이 작용하게 된다. 따라서 철도교량의 설계는 수직방향의 열차하중 뿐만 아니라 종방향의 궤도축력을 고려하여야만 하고, 특히 장대교량의 경우 교량형식, 경간, 교각단면, 지점배치방법 등의 결정은 궤도축력에 의하여 지배된다. 본 연구는 교량상의 궤도축력에 대하여 이론적인 해석을 하고, 이 해석방법을 고속철도 교량설계에 이용할 수 있도록 하기 위하여 장대레일이 부설되어 있는 철도교량에서 궤도축력을 실측하여 이론해석결과치와 비교하였다. 최근 유럽철도에서는 궤도의 종방향해석모델을 유한요소로 하여 개발된 해석방법이 사용되고 있으나, 이 방법은 입력에 많은 시간이 소요되고 교량구조물의 세부설계가 완료되어야 하므로 계산결과 장대레일 허용응력이 만족되지 않을 때는 교량설계를 다시 해야 하는 동 교량의 설계 과정상 불편한 면이 많다. 따라서 일시에 수많은 교량의 형식에 대한 검토가 필요한 경부고속철도의 프로젝트의 경우 좀더 간단한 해석방법의 개발이 필요하게 되었다. 이 방법에 의한 해석결과는 유한요소법에 의한 해석결과치와도 큰 차이가 없으며, 또한 운행선상에서의 실측결과와도 잘 일치하므로 교량의 예비적인 설계에 매우 유용한 방법으로 활용될 수 있을 것이다. The design of railroad bridges differs from road bridges because of the interface between track structure and bridge structure. The track generally consists of Continuous Welded Rail(CWR) which is fixed by fasteners to the sleepers embedded in the ballast. The ballast provides the interface between the track structure and the bridge structure. Large longitudinal forces can develop from the temperature variation in rail and bridge structure. These longitudinal forces are specially important for long bridges because the bridge layout for span length, pier dimensions and arrangement and type of bearings can be governed by these forces. This report provides a comparison of longitudinal track forces determined by analysis and actual measured track forces. In recent practice the longitudinal track force for European railways is analyzed using a finite element analysis method. This method is very time-consuming and requires the detail design of the bridge to be complete. Redesign is required if the design criteria for longitudinal track forces are not satisfied. There is a need to develop a simple analysis method considering the large number of bridge structures and a relatively short design time on the Korean High Speed Rail Project. The analysis results presented herein, based on a simplified analysis, show good agreement with those obtained by finite element analysis, as well as with those measured on an actual track. The proposed analysis method is particularly useful for the preliminary design of bridge structures.
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기획특집: 경부고속철도의 성과와 교훈 -시행착오와 혼선$\ldots$ 향후 사업의 소중한 교훈으로-
강기동,Kang, Kee-Dong 한국기술사회 2010 技術士 Vol.43 No.6
The first high speed railway in Korea was opened to traffic on April 1, 2004 and the second phase will be opened on November 1. 2010. Many technical problems that occurred during construction have been solved. In its early period of project, difficulties were encountered in design, construction of high speed line. because most of Korean railway engineers were familiar only with conventional railway. Now they understand the various phenomena occuring during operation of the KTX and have accumulated extensive technical knowhow. Valuable experiences and knowledges that have been obtained from frials and errors will lead to further improvement for the future project.
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Application of Response Spectrum Method to a Bridge subjected to Multiple Support Excitation
강기동,Kang, Kee Dong Korean Society of Civil Engeneers 1990 대한토목학회논문집 Vol.10 No.3
다지점지진하중(多支點地震荷重)을 받는 사경문(四徑問) 연속철도교양(連續鐵道橋梁)의 동적거동(動的擧動)을 응답(應答)스펙트럼법(法)에 의하여 조사(調査)하였다. 소진복(小振福)의 진동(振動)과 재료(材料)의 선형(線形)-탄성거동(彈性擧動)을 가정(假定)하였으며, 지반(地盤)-구조물(構造物) 상호작용(相互作用) 효과(效果)는 무시(無視)하였고, 교량(橋梁)의 횡방향(橫方向) 등답(應答)만을 고려(考慮)하였다. 응답(應答)스펙트럼해석(解析)의 결과(結果)는 시간이력해석결과(時間履歷解析結果)와 비교(比較)되었으며 모우드 최대치(最大値)와 지지점운동(支持點運動)의 중량(重量)은 여러가지 조합법칙(組合法則) 즉(卽), Square-Root-Of-Sum-Squares, Double Sum, 그리고 P-Norm Rule을 적용(適用)하였다. The dynamic behaviour of a four-span continuous girder railway bridge subjected to multiple support excitations is investigated using the response spectrum method. Small-amplitude oscillations and linear-elastic material behaviour are assumed. Soil-structure interaction effects are disregarded and only the out-of-plane response of the bridge is considered. The results of the response spectrum analysis are compared with those from a time history analysis. Different combination rules for the superposition of modal maxima as well as supports are employed, such as square-root-of-sum-squares, double sum and p-norm methods.
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고속철도 연속 PSC Box 교량에 적용한 설계기준의 현장계측에 의한 검증
강기동,Kang, Kee Dong 한국강구조학회 2006 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.18 No.1
본 논문은 경부고속철도 구간에 건설된 교량 중 연속 PSC Box 교량에서의 현장계측 및 동적설계 기준에 대한 검증을 수행함으로써 대상교량의 동적안정성 확보 여부를 확인하였다. 연구결과 고속선 구간의 대표적인 2연속 PSC Box 교량은 고속주행 열차하중 하에서의 동적거동에 대해 안정적인 것으로 나타났으며 교량설계 시 적용한 설계기준들은 적합한 것으로 실험적으로 검토되었다. 또한 향후 고속철도 교량설계 시 연속교 교량을 채택하는 것에 대한 합리성을 입증할 수 있었다. 또한 고유진동수를 감안한 열차속도 조정 및 교량 경간장 조정 등을 반영한다면 보다 경제적이고 최적화된 고속철도 교량 설계가 가능하리라 판단된다. 아울러 교량의 동적거동에 대한 안정성을 지속적으로 관리하기 위해 측정자료를 누적 관리하고 이를 체계적으로 분석한다면 본 연구결과는 유지관리 측면에서 고속철도 교량의 안정성 평가에 중요한 자료로 활용할 수 있을 것이다. The aim of this paper is to verify the dynamics stability of the continuous PSC Box bridges on the high-speed Kyoung-bu railway when a high-sped train runs through it. An experimental study was carried out to investigate the dynamic behaviors of the PSC Box railway bridge, which had ben designed based on dynamic design criteria. As a result, it was determined that PSC Box railway bridges possess enough dynamics stability for use by high-speed trains. According to the result of a field test (dynamics measuring analysis) that was conducted, an application of the natural frequency of train speed and the adjustment of the bridge's span length will allow one to come up with a more economical and suitable bridge design. Furthermore, it was found that the continuous control of the bridge's dynamic behavior and the bridge's maintena nce require the recording of data. The results of this study are very important in evaluating the structural stability of high-speed line bridges.
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강기동,Kang, Kee Dong 한국강구조학회 2006 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.18 No.1
고속철도 궤도검측은 공사관리는 물론, 궤도유지관리 측면에서 매우 중요한 과제이며 향후 유지보수 시 작업계획수립, 작업량산출, 열차속도제한 등 유지보수 시 기본적인 자료로 제공되는 만큼 궤도검측치의 정확성은 매우 중요하며, 이러한 관점에서 국내 궤도검측차(EM-120)의 검측성능과 정확성을 검증하고자 하였다. 본 논문에서는 현재 일반철도구간에 대한 궤도검측 시 사용하고 있는 궤도검측차 (EM-120)의 선형검측자료를 Spectrum 분석한 결과, 파장 1m 부근의 검측치에 Noise가 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이러한 Noise를 제거하기 위해 Spectrum 분석을 통한 새로운 Filter를 적용한 결과 실제 궤도틀림치에 보다 더 근접한 검측결과를 얻을 수 있었으며 사용기간에 따른 틀림전진 경향 또한 파악할 수 있었다. Measuring the track geometry of a high-speed railway is the most important task in track construction and track maintenance work. Measuring accuracy is particularly sign the formulation of the maintenance plan and in the assessment of the work quality, and because it can set the train speed limit. To determine the track geometry of a high-speed railway, it is important to use KNR's track recording coach (EM-120). According to the result of the spectrum analysis, noise near the 1-m wave band was found on the track recording data. A new filter was thus applied to remove the noise from the track recording data. A similar result can be acquired when this method is used in real track geometry.
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