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강윤석,강영종,양신추,조선규,한상윤,Kang, Yun Suk,Kang, Young Jong,Yang, Shin Chu,Cho, Sun Kyu,Han, Sang Yun 한국강구조학회 2007 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.19 No.4
장대레일은 동절기에 기온하강으로 인한 인장력을 발생하는데 중위온도 이하로 떨어져 파단이 발생되면 인장파단과 레일 간에 틈이 발생되며 이를 개구부라 한다. 이 개구부를 차륜이 통과하면 충격하중이 발생하며, 큰 손실이 발생할 수 있는 열차탈선이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 동적해석을 위해 개구부를 가진 궤도와 차량의 상호작용을 고려한 동적해석모델을 제안하였다. 궤도와 차량의 선형시스템은 비선형 헤르찌안 접촉 스프링에 의해 연성되었으며 전체 궤도-차량 시스템 운동방정식을 정식화하였다. 그리고 개구부에서의 상호작용 현상을 고려하여 궤도 불균일부의 함수를 정의하고 개구부에서의 전후방 레일 사이의 개구량을 고려하였다. 비선형 방정식을 풀기위해 동적해석은 수정된 Newton-Raphson 방법에 근거한 Newmark - $\beta$ 방법에 의해 수행되었다. 그리고 차량속도, 개구량, 레일지지강성에 따른 매개변수를 조건으로 수치해석을 수행하였다. During winter, the CWR (continuous welded rail) may be broken when a temperature drop below the neutral level changes the axial force, causing tensile fracture and creating a rail gap. The passage of a train on a rail with an open gap may lead to very costly derailments. In this paper, the use of a track-and-train-coupled model whose rail has an open gap is proposed for dynamic interaction analysis. Linear track and train systems were coupled in this study by a nonlinear Herzian contact spring, and the complete system matrices of the total track-train system were constructed. Moreover, the interaction phenomenon considering the presence of an open gap in the rail was toughly defined by assigning the irregularity functions between the two sides of the gap. Time history analysis, which has an iteration scheme such as the Newmark-$\beta$ method (based on the Modified Newton-Raphson methods), was conducted to solve the nonlinear equation. .Finally, numerical studies were conducted to assess the effect of the various parameters of the system when applied to various speeds, open-gap sizes, and support stiffnesses of the rail.
HEMU 430-X 주행특성을 고려한 호남고속철도 곡선궤도구조의 거동연구
강윤석(Kang, Yun-Suk),엄기영(Um, Ki-Young),김석원(Kim, Seog-Won) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.8
열차가 주행할 때 발생하는 차륜-레일 상호작용력은 열차의 주행속도, 차량축중과 선형조건(곡선반경,캔트) 등 여러 변수의 영향을 받는다. 구조물의 안정성을 확보하기 위해서는 증속이전에 각 변수별로 구조물에 대한 영향 평가가 필요하다. 최근 차세대고속철도사업으로 국내에서 개발된 HEMU 430-X는 지난 2013년 3월, 경부 2단계구간 에서 최고 421.4km/h의 속도를 달성한 바 있다. 향후 호남고속선 Test-Bed 구간(오송기점 K.P 100-128km)에서 추가적 인 증속주행시험을 하는 경우 동적효과 증가로 인한 동적하중증가와 원심하중에 의한 외측레일에 대한 궤도작용력에 대한 검토가 필요하다. 본 논문에서는 HEMU열차의 추진력, 실측주행저항과 호남고속선의 선로선형을 고려하여 TPS 분석을 수행하여 선로에서의 속도변화를 계산하였다. 그리고 HEMU 열차주행시 곡선구간에서의 원심하중과 충격계수 를 고려한 궤도부담력을 평가하였다. The wheel-rail interaction forces are influenced by the velocity of vehicle, wheel load, alignment (curve radius, cant etc). For the safety of track structure, it is required to evaluate the influences for track and influential factors. Recently, the HEMU 430-X, which was developed by Next Generation High-Speed Rail Development R&D Project, achieved 421.4km/h in a test run of Daegu–Busan section of the Gyeongbu high speed rail on March in 2013. In the case of additional speed-up test on Test-Bed Section(Gongju–Jeongeup: KP 100~128km Osong starting point), the analysis of track forces is required for outer rail by the increase of dynamic force and centrifugal force of vehicle. In this paper, the vehicle speed variation on HSL line is evaluated by TPS analysis considering the tractive effort of HEMU 430-X, tested running resistance and alignment of Honam HSR. And the track forces are evaluated by centrifugal force and impact factor on curved track.
강윤석(Kang Yun-Suk),양신추(Yang Sin-Chu),이영제(Lee Young-Je) 한국철도학회 2000 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.- No.-
In recent years, the destructive force acting on the ballasted track is on the increase with the speed-up of trains and the number of trains. requiring more labor and- expenditure to maintain the track in good condition. Slab track has been developed to decrease the track maintenance work on earthworks. One type of slab track Rheda has prefabricated track grid, consisting of rails, prestressed concrete sleepers and reinforcement rods are aligned into position, and then concrete is then placed to integrate the sleepers into a reinforced concrete track slab. In this paper, a new analysis model for the system analysis of the slab track is presented. Then the analysis results are compared with requirements for slab track.
자갈궤도 급속개량을 위한 패널 이산지지형 사전제작 궤도구조의 거동에 관한 연구
강윤석(Kang, Yun Suk),이찬영(Lee, Chan Young),장동두(Jang, Dong Du),권세곤(Kwon, Se Gon),한우진(Han, Woo Jin),부린(Vu, Linh) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.5
기존선 자갈궤도 구간은 궤도의 급속한 노후화로 인해서 개량 및 교체가 필요하다. 운행선에서는 열차가 운행하지 않는 야간 차단시간에 협소한 터널 공간에서 궤도 구조의 급속 개량 시공을 해야한다. 이를 위해 패널을 이산지지하는 급속시공 사전제작형 슬래브 궤도(Precast Slab Track for Rapid Construction)를 개발하여 해석과 성능시험을 하였다. 본 연구에서는 현장 자갈궤도와 슬래브궤도 접속구간에 발생할 수 거동을 평가하기 위한 차량궤도 상호작용해석을 수행하여 주행중 안정성을 사전 평가하였다. 그리고 열차하중 재하시 사전제작 슬래브의 성능확인과 실제 운행선에 적용성을 검증하기 위해서 프리캐스트 패널과 레일, 패널을 탄성고무로 이산지지하는 조립시험체에 대해서는 하중시험을 수행하였다. 시험결과 조립시험체의 레일과 패널은 요구성능을 만족하였고 구조적인 안전성을 확보한 것으로 판단된다. The conventional ballast track needs to be improved and replaced due to the rapid degradation of the track. While operating the conventional line, the track structure needs to be rapidly improved and constructed in a narrow restricted tunnel space during railway blockade time. Therefore, the precast slab track of discrete panel supporting rapid construction was developed, and analysis and performance tests were conducted. In this study, vehicle track interaction analysis was performed to evaluate the behavior that may occur in the transition of the ballast track and the slab track in the field and to evaluate the safety of the structure during the train operation. In addition, to verify the performance of the prefabricated slab under the load of the train and its applicability to the actual operating line, a load test was performed on the assembly test body consisting of precast panels, rails, and panel-discretely supporting elastic rubber. The results of the test indicated that the rails and panels of the assembled test body satisfied the required performance test and secured structural safety.