장대레일 궤도의 좌굴 한계상태방정식

윤경민(Kyung-Min Yun),배상원(Sang-Won Bae),최진유(Jin-Yu Choi),황만호(Man-Ho Hwang),김해곤(Hae-Gon Kim),임남형(Nam-Hyoung Lim) 한국철도학회 2010 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2010 No.10

궤도-교량 상호작용 저감을 위한 슬라이드 층이 고려된 궤도-교량 구조시스템의 개발 방향

윤경민(Yun, Kyung-Min),최신형(Choi Shin-Hyeong),송대석(Song, Dae-Seok),이경찬(Lee, Kyung-Chan),임남형(Lim, Nam-Hyoung) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.2

산지가 전국토의 70%를 차지하는 국내 지형의 특성으로 인하여, 철도선로 전체 노선의 상당부분을 교량구간이 차지 한다. 이에 따라 교량 설계 시 경제성 증가를 위하여 경간장을 늘리는 것이 유리하지만 궤도-교량 상호작용에 의한 레일의 부가축응력, 변위 등의 문제로 인한 제약이 발생한다. 본 연구에서는 궤도와 교량 상판 사이에 설치되는 슬라이딩 층을 고려 한 궤도-교량 상호작용 해석을 수행하였다. 수치해석 결과를 통해 슬라이딩층 설치 방법에 따른 상호작용 거동을 분석하였으 며, 궤도-교량 상호작용이 저감된 새로운 궤도-교량 구조시스템의 개발방향을 제안하였다. The bridges take a significant part of entire route in Korea railway, because 70% of Korean territory is covered with mountains. For this reason, span enlargement of railway bridges is more advantageous to increase economic efficiency on the bridge design. However there are many limitations such as additional axial force of the rail, excessive displacement due to track-bridge interaction. In this study, track-bridge interaction analysis was conducted considering the sliding layer which was installed between the track and girder. From the numerical analysis results, the behavior of track-bridge interaction was investigated according to the installation method of sliding layer. Finally, a guideline for development of track-bridge structure system to reduce the track-bridge interaction was proposed.

종방향 침목의 횡방향 연결부재 설계를 위한 해석적 연구

윤경민(Kyung-Min Yun),김정중(Jung-Joong Kim),황성호(Sung-Ho Hwang),임남형(Nam-Hyoung Lim) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.10

침목은 철도의 도상위에서 레일을 직접 지지하고 궤간을 유지함과 동시에 하중을 넓은 범위로 분포시켜 도상에 전달하는 역할을 한다. 국내 대부분의 일자형 횡침목과 달리 종방향 침목의 경우 레일 및 침목의 간격을 유지시키기 위하여 추가적인 부재가 필요하다. 본 논문에서는 수치해석을 통하여 횡방향 연결부재의 설계를 위한 해석 방법을 도출하였으며, 상이한 지지조건이 연결부재의 단면력에 미치는 영향을 살펴보았다. Sleepers play a major role in distributing load to broad area, simultaneously maintaining rail spacing and supporting the rail directly on the ballast. For longitudinal sleeper needs additional member for maintaining of rail and sleeper spacing unlikely straight type cross sleeper. In this paper, the analytical method for designing connection member of cross sleeper through numerical analysis is deducted, and the effect to sectional force of connection member from differ supported condition is studied.

시공단계가 고려된 스트레스 리본 교량의 해석 모델

윤경민(Yun, Kyung-Min),김기동(Kim, Kee-Dong),이진옥(Lee, Chin-Ok),임남형(Lim, Nam-Hyoung) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.11

스트레스 리본 교량(Stress Ribbon Bridge)이란 두께가 얇은 상부구조(바닥판)가 특정한 현수 형태(catenary type)로 유지되고 긴장된 바닥판 (Post-tensioned deck)이 하중에 의해 역 아치(Reverse arch) 거동을 보이는 PSC 구조물이다. 현재 스트레스 리본 교량의 경우 국외에서 자연파괴를 최소화 하고 아름다운 구조로 인식되어 차도교, 보도교 등에 활발하게 이용 되고 있으나 국내에서는 이와 관련된 연구가 매우 미흡한 실정이다. 본 연구에서 시공단계가 고려된 스트레스 리본교량의 비선형, 시간의존적 해석이 고려된 모델을 정립하는데 목표가 있다. 정립된 모델을 이용하여 시공단계에 따른 단면력을 이론 에 의한 수치와 비교하여 그 타당성을 입증하였으며, 시공단계에 따른 교량의 거동을 분석하였다. A stress ribbon bridge is a PSC structure that behaves as a reverse arch structure due to post-tensioned thin deck of the catenary type. In foreign countries, the stress ribbon bridge is recognized as the minimum destruction of nature and beautiful bridge, and has many construction examples as pedestrian and car bridges. On the other hand, there have been few studies in Korea. In this study, the FE Analysis model was established for different construction stages considering the nonlinear and time-dependent behaviors. The FE model was verified by a comparison with the numerical results and the behavior was analyzed for the different construction stages.

조립식 경골잔교(Fish-bone Girder Pier)의 비틀림 거동분석을 통한 설계 시 고려사항

윤경민(Yun, Kyung-Min),윤기용(Yoon Ki-Yong),이진옥(Lee, Chin-Ok),임남형(Lim, Nam-Hyoung) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.1

조립식 경골잔교는 Spine-girder인 단일거더 시스템이므로 휨 뿐만 아니라 비틀림에 큰 영향을 받는 구조물이 다. 본 연구에서는 경골잔교의 합리적인 설계를 위하여 설계 시 고려사항을 도출하고자 하였다. 거동분석을 위한 구 조해석 유한요소모델을 개발하고, 실험 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다. 경골잔교의 거동분석을 통하여 국부적 인 과대응력 발생을 방지하기 위하여 Bone-beam 하단부에 보강재 설치가 필요하며, 플랜지의 법선응력은 Š비틂, 플 랜지와 웹의 전단응력은 순수비틂에 의한 영향이 지배적으로 작용하는 것을 확인하였다. A modular fish-bone girder pier consists of one main girder system named as “Spine Girder”. Therefore, this pier can be most affected by torsion as well as flexural bending. The design considerations of the fish-bone girder pier are proposed to assure the reasonable design in this study. In order to investigate the behavior characteristics, structural analysis F.E model is developed, and the verification of the developed model is performed by comparison with experimental data. From the investigation of the structural behavior, the vertical stiffener is required at the bottom of bone-beams to prevent the excessive local stress. Also, it is found that the normal stress of the flange and the shear stress of the web and flange are dominantly affected by the warping torsion and pure torsion, respectively.

설계차량하중 변화에 따른 교량상 장대레일 궤도의 부가축응력

윤경민(Yun, Kyung-Min),전병흔(Jeon, Byeong-Heun),최신형(Choi Shin-Hyeong),임남형(Lim, Nam-Hyoung) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.1

교량상의 장대레일은 궤도-교량상호작용에 의해 토노반상의 장대레일에 비해 복잡한 거동을 보인다. 궤도-교량 상호작용에 영향을 미치는 요인은 온도변화와 차량하중이다. 국내 철도설계지침 KR C-08080에서는 해석 시 사용하는 물성치, 모델링 방법, 하중 및 하중 조합 방법 등에 대하여 제시하고 있다. 2014년에 KR C-08080에서 제시된 차량하중이 변경되었다. 본 연구에서는 변경된 차량하중의 영향을 평가하기 위하여 22개 교량에 대한 궤도-교량 상호작용 유한요소 해석을 수행하였다. The CWR(Continuous Welded Rail) on a bridge shows complex structural behavior compared to those on the roadbed. The influence factors on the track-bridge interaction are the variation of temperature and vehicle load. The analysis methods for track-bridge interaction, material property, modeling method, loads and combination method are indicated in the domestic railway design principle, KR C-08080. The vehicle load in KR C-08080 was changed in 2014. In this study, to evaluate the effect of the changed vehicle load on the track-bridge interaction, the track-bridge interaction analyses were performed for 22 bridges by using finite element method.

수치해석을 이용한 종방향침목 길이 변화에 따른 거동특성 연구

윤경민(Kyung-min Yun),김애림(Ae-Rim Kim),장승엽(Sung-Ho Hwang),임남형(Nam-Hyoung Lim) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

국내 자갈도상 궤도 대부분의 침목은 레일을 단속 지지하는 횡침목을 적용하고 있으며, 상재하중에 따른 도상압력이 국부적으로 증가하는 특성을 보인다. 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 종방향 침 목을 개발하고자 하며, 이를 위한 기초연구로써 종방향 침목 길이에 따른 단면력 변화를 살펴보았다.

PC 침목의 한계상태에 대한 고찰

윤경민(Kyung-Min Yun),정덕희(Duk-Hee Jeong),이진옥(Jin-Ok Lee),임남형(Nam-Hyung Lim) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.11

국내에서 침목의 단면 산정 시 결정론적인 접근법에 기초하여 탄성론적 설계를 후, 강도설계법에 의해 내하력을 검토한다. 이 방법은 일반적으로 설계 및 시공의 불확실성을 과다안전율을 고려하여 적용하는 것으로 비경제적인 설계가 된다. 따라서 확률론적인 개념을 적용하며, 구조물의 파괴 또는 그와 관련된 위험도를 정의하여 합리적인 설계를 가능토록 하는 한계상태설계법의 도입이 필요하다. 본 논문에서는 PC침목의 한계상태설계법 개발을 위한 기초연구로써, 국외에서 침목설계 시 고려하는 한계상태를 살펴보았다. When proportioning of section of sleeper, sleepers are designed with elastic design method and examined the load-carrying capacity by ultimate strength method. Generally, this method considers excessive safety factor because of the uncertainty of design and construction. And it becomes uneconomical design as a result. Therefore, the introduction of limit state design which is applying the probability concept and defining the failure conditions or degree of risk is needed for rational design. In this paper, limit states of prestressed concrete sleeper abroad are investigated as a basic research for development of limit state design of sleeper.

교량 상 콘크리트궤도의 종방향 저항력 변화에 따른 상호작용 응답 변화

윤경민(Kyung-Min Yun),박범호(Beom-Ho Park),전병흔(Byeong-Heun Jeon),이진옥(Chin-Ok, Lee),임남형(Nam-Hyoung Lim) 한국철도학회 2015 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2015 No.10

궤도-교량 상호작용해석에 있어서 궤도 종방향 하중-변위선도는 쌍일차 모형(Bilinear model)을 사용하며, 쌍일차 모형에서 궤도 종저항력 및 탄성한계변위는 궤도 종저항력의 특성을 결정짓는 중요 변수이다. 국내의 교량상 궤도 설계를 위한 궤도-교량상호작용 해석 시 사용하는 종저항력은 UIC 774-3R에서 제시하는 선도이다. 본 연구에서는 체결구 종저항선도에 대한 재평가를 위하여 실내실험을 수행하였으며 신뢰성 지수를 이용하여 궤도 종저항력 및 한계변위를 도출하였다. 또한 도출된 저항선도에 따른 궤도-교량 상호작용 응답 변화를 분석하였다. Bilinear model is used as longitudinal loading-displacement curve of track for track-bridge analysis, longitudinal resistance of track and elastic limit displacement is important variable of longitudinal resistance characteristics of track. Longitudinal resistance curve used in track-bridge interaction analysis for track design on the bridge in domestic is proposed in UIC 774-3R. In this study, laboratory test was conducted for revaluation of longitudinal resistance of fastener and deducted longitudinal resistance of track and elastic limit displacement using reliability index. In addition, track-bridge interaction response was analyzed.

궤도거동에 대한 H형 침목의 영향

윤경민(Yun, Kyung-Min),서동석(Seo, Dong-Seok),김해곤(Kim, Hae-Gon),황광하(Hwang, Kwang-Ha),임남형(Lim, Nam-Hyoung) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.6

최근 철도의 고속화에 따라 철도수송의 안전성에 대한 요구는 증가되며, 기존 선로에 더 무거운 축중의 차량이 운행 토록 요구되고 있다. 이러한 요구를 충족하기 위하여 기존 선로의 레일의 중량을 증가시키고, 장대레일화를 진행해왔다. 최근 개발된 H형 침목은 기존의 일자형 PC침목에 비해 저항 특성이 높아 궤도 강성 증대와 궤도틀림 저감을 기대할 수 있으나, H형 침목 부설에 따른 궤도 특성 변화에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 3차원 유한요소해석을 통하여 H형 침목이 부설된 궤도의 특성을 분석하였다. The demand for improved rail transportation safety is growing due to the increased speeds of current railways. In addition, freight trains with heavier axle loads are required to run on conventional railways. In order to meet these requirements, increased rail weights and the application of a CWR system have been introduced on conventional railways. The H type sleeper, which has higher lateral resistance than the existing mono sleepers, has been recently developed to increase track stiffness and reduce track irregularities. In this paper, the effects of a H-type sleeper on track behavior were investigated by 3-Dimensional F.E. analysis.