도시철도 장기 사용레일의 피로수명 평가

공선용,성덕룡,박용걸,Kong, Sun-Young,Sung, Deok-Yong,Park, Yong-Gul 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.2

최근 연구결과 레일연마 및 장대레일화를 통해 누적통과톤수에 의한 레일교체기준의 연장이 가능한 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 장기 사용레일에 대한 실내피로시험을 수행하였고, 파괴확률 50%에서의 장기 사용레일의 잔존수명을 표현한 S-N 선도는 적은 실험데이터에 대한 가중치 확률 해석기법을 사용하여 도출하였다. 여기서 피로시험에 사용된 레일들이 누적통과톤수가 서로 다르기 때문에 누적통과톤수를 평균하여 반복횟수를 수정하였다. 또한, 레일표면요철 및 열차속도를 고려한 레일 저부 휨응력은 기존 연구결과 도출된 레일휨응력 예측식을 사용하여 장기 사용레일의 잔존수명을 평가하였다. 따라서 본 연구를 통해 도시철도에서 레일연마를 통한 레일관리가 이루어진다면 누적통과톤수에 의한 레일교체기준(약 8억톤)보다 약 2억톤이상 연장 사용이 가능하며, 피로한도 이하의 응력범위에 대한 피로시험결과를 바탕으로 레일의 피로수명을 평가하기 위해서는 수정마이너법칙보다는 피로한도 이상에서의 S-N선도 기울기의 1/2인 하이바크법칙을 적용하는 것이 합리적이라 판단되었다. As a result of recent research, it is reported that the periodic replacements criterion of rails is able to extend as grinding rail surface and using the continuous welded rail (CWR). In this study, we carried out fatigue tests on existing laid rails. Based on the test results, an S-N curve expressing the remaining life of laid rails at a fracture probability of 50% was obtained using weighted probit analysis suitable for small-sample fatigue data sets. As rails used for testing had different histories in terms of accumulated tonnage, the test data were corrected to average out the accumulated tonnage. We estimated the remaining service lives for laid rails on the urban railway using equations developed in the past to estimate rail base bending stress and that surface irregularities into consideration. Therefore, estimating the remaining service life of laid rails showed that the rail replacement period could be extended over 200 MGT, although it is necessary to remove longitudinal rail surface irregularities at welds by grinding. Also, the fatigue test results under fatigue limit, Haibach's rule appling half slope of S-N curve under the fatigue limit was considered more reasonable than modified Miner's rule for estimating rail fatigue life.

레일연마를 고려한 장대레일의 피로수명 평가

공선용,성덕룡,박용걸,Kong, Sun-Young,Sung, Deok-Yong,Park, Yong-Gul 대한토목학회 2015 대한토목학회논문집 Vol.35 No.5

본 연구에서는 국내 일반철도 새마을호 동력차 및 궤도조건을 고려한 차량/궤도 상호작용해석을 수행하였다. 레일표면요철에 따른 레일휨응력을 분석하였고, 레일 휨응력예측식을 도출하였다. 또한, 일반철도 레일강의 S-N선도를 이용한 피로해석을 수행하였다. 파괴확률에 따른 레일피로수명을 산정하였고, 레일연마에 따른 레일표면요철 제거 및 레일휨응력 저감효과를 고려한 레일피로수명 평가를 수행하였다. 따라서, 국내 일반철도에서 레일연마 시행방법에 따른 레일피로수명을 평가하여 제시하였다. In this study, vehicle/track interaction analysis by the Saemaul powered vehicle was carried out. The prediction equation for the bending stress of rail was estimated using the rail bending stress by the rail surface irregularities at welds. Also, the fatigue analysis using a S-N curve of welds in the conventional railway was carried out. We estimated the fatigue life of CWR by the fracture probability. By the rail grinding, the fatigue life of CWR was evaluated in consideration to reduce the rail bending stress through removing the rail surface irregularities. Therefore, it presented the fatigue life of CWR according to the rail grinding execution plan in the conventional railway.

종방향 활동체결구를 사용한 당산철교 장대레일화 사례

이덕영(Lee Duck Young),공선용(Kong Sun Yong),권순섭(Kwon Soon Sub),김은(Kim Eun) 한국철도학회 2003 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.- No.-

DangSan Bridge of Seoul Subway No 2 was rebuilt by safety reason. From Dec 1996 to Dec 1999 we were in charge of permanent way design of this rebuilt project. Especially we applied maintenance free system on the bridge by Cologne Egg alternativel(ALT1) base plate and CWR(Continuous Welded Rail) by ZLR(Zero Longitudinal Restraint) for 125m(south approach section), 120m long(north approach section). This thesis generally introduce for CWR by ZLR which was first adapted CWR system in Korea.

철도터널 콘크리트도상 궤도지지 강성이 고체소음에 미치는 영향에 관한 연구

김상진(Kim Sang-Jin),공선용(Kong Sun-Yong),양태경(Yang Tae-Kyoung),이동욱(Lee Dong-Wook),강윤석(Kang Yoon-Suk),박용걸(Park Young Gul) 한국철도학회 2010 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2010 No.10

도시철도 장기 사용레일 잔존피로수명 평가

성덕룡(Deok-Yong Sung),공선용(Sun-Young Kong),주봉규(Bong-Gyu Joo),이연근(Yeon-Geun Lee),이창헌(Chang-Hun Lee) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.10

최근 연구결과 레일연마 및 장대레일화를 통해 누적통과톤수에 의한 레일교체기준의 연장이 가능한 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 장기 사용레일에 대한 실내피로시험을 수행하였고, 파괴확률 50%에서의 장기 사용레일의 잔존수명을 표현한 S-N 선도는 적은 실험데이터에 대한 가중치 확률 해석기법을 사용하여 도출하였다. 여기서 피로시험에 사용된 레일들이 누적통과톤수가 서로 다르기 때문에 누적통과톤수를 평균하여 반복횟수를 수정하였다. 또한, 레일표면요철 및 열차속도를 고려한 레일 저부 휨응력은 기존 연구결과 도출된 레일휨응력 예측식을 사용하여 장기 사용레일의 잔존수명을 평가하였다. 따라서 본 연구를 통해 도시철도에서 레일연마를 통한 레일관리가 이루어진다면 누적통과톤수에 의한 레일교체기준(약 8억톤)보다 약 2억톤이상 연장 사용이 가능하며, 피로한도 이하의 응력범위에 대한 피로시험결과를 바탕으로 레일의 피로수명을 평가하기 위해서는 수정마이너법칙보다는 피로한도 이상에서의 S-N선도 기울기의 1/2인 하이바크법칙을 적용하는 것이 합리적이라 판단되었다. As a result of recent research, it is reported that the periodic replacements criterion of rails is able to extend as grinding rail surface and using the continuous welded rail(CWR). In this study, we carried out fatigue tests on existing laid rails. Based on the test results, an S-N curve expressing the remaining life of laid rails at a fracture probability of 50% was obtained using weighted probit analysis suitable for small sample fatigue data sets. As rails used for testing had different histories in terms of accumulated tonnage, the test data were corrected to average out the accumulated tonnage. We estimated the remaining service lives for laid rails on the urban railway using equations developed in the past to estimate rail base bending stress and that surface irregularities into consideration. Therefore, estimating the remaining service life of laid rails showed that the rail replacement period could be extended over 200MGT, although it is necessary to remove longitudinal rail surface irregularities at welds by grinding. Also, the fatigue test results under fatigue limit, Haibach’s rule applying half slope of S-N curve under the fatigue limit was considered more reasonable than modified Miner’s rule for estimating rail fatigue life.

레일체결장치용 폴리우레탄 탄성패드의 강성변화 분석기법 연구

박광화(Kwang-Hwa Park),성덕룡(Deok-Yong Sung),공선용(Sun-Young Kong),김효산(Hyo-San Kim),박용걸(Yong-Gul Park) 한국철도학회 2010 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2010 No.10

도시철도 궤도형식별 장기 사용레일의 피로수명 평가

성덕룡(Sung, Deok Yong),서종민(Seo, Jong Min),배호석(Bae, Ho Seok),공선용(Kong, Sun Young),박용걸(Park, Yong Gul) 대한토목학회 2013 대한토목학회 학술대회 Vol.2013 No.10

도시철도 궤도형식별 장기 사용레일의 피로수명 평가

성덕룡(Deok-Yong Sung),김상진(Sang-Jin Kim),백찬호(Chan-Ho Baik),남진근(Jin-Geun Nam),이창헌(Chang-Hen Lee),공선용(Sun-Young Kong) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.11

본 연구에서는 궤도형식별 장기 사용레일에 대한 실내피로시험을 수행하였고, 궤도형식별 장기 사용레일의 잔존수명을 표현한 파괴확률 50% S-N 선도는 적은 실험데이터에 대한 가중치 확률 해석기법을 사용하여 도출하였다. 여기서 피로시험에 사용된 레일들이 누적통과톤수가 서로 다르기 때문에 누적통과톤수를 평균하여 반복횟수를 수정하였다. 또한, 레일표면요철 및 열차속도를 고려한 레일 저부 휨응력은 기존 연구결과 도출된 레일휨응력 예측식을 사용하여 장기 사용레일의 잔존수명을 평가하였다. 레일 피로수명 평가결과, 레일피로수명이 기준치에 비해 약 2억톤이상 높았다. 또한, 자갈궤도에 비해 콘크리트궤도 레일의 피로수명이 약 3억톤이상 높은 것으로 분석되었다. 따라서 도시철도에서 레일교체기준을 자갈궤도와 콘크리트궤도로 구분할 필요가 있으며, 레일연마를 통한 레일관리가 이루어진다면 기준치가 아닌 목표치로 관리할 필요가 있다. 또한, 피로한도 이하의 응력범위에 대한 피로시험결과를 바탕으로 레일의 피로수명을 평가하기 위해서는 수정마이너법칙보다는 피로한도 이상에서의 S-N선도 기울기의 1/2인 하이바크 법칙을 적용하는 것이 합리적이라 판단되었다. In this study, we carried out fatigue tests on existing laid rails. Based on the test results, an S-N curve expressing the remaining life of laid rails at a fracture probability of 50% was obtained using weighted probit analysis suitable for small-sample fatigue data sets. As rails used for testing had different histories in terms of accumulated passing tonnage, the test data were corrected to average out the accumulated passing tonnage. We estimated the remaining service lives for laid rails according to the track types on the urban railway using the prediction equation for the bending stress of rail developed in the past to estimate rail base bending stress and that surface irregularities into consideration. Estimating the remaining service life of laid rails showed that the rail replacement period could be extended over 200MGT. Also, the concrete track compared to the ballast track, the fatigue life of rail is analyzed approximately 300MGT higher than. Therefore, the rail replacement criteria need to distinguish between the ballast track and the concrete track, and not the standard needs to be managed as a target, although it is necessary to remove longitudinal rail surface irregularities at welds by grinding. Also, the fatigue test results under fatigue limit, Haibach"s rule appling half slope of S-N curve under the fatigue limit was considered more reasonable than modified Miner"s rule for estimating rail fatigue life.