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공용중인 경전철 직결 궤도 콘크리트 도상블록의 보강 방안 연구
최정열,강유송,안대희,한재민,정지승 국제문화기술진흥원 2023 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.9 No.3
In this study, numerical analysis was performed based on field investigation to derive an appropriate reinforcement method by analyzing the displacement behavior characteristics of concrete blocks generated in the direct fixation track on the bridges of the serviced light rail transit. The track of this study was a direct fixation track on a sharp curved track, and the problem of movement of the concrete blocks installed on the bridge deck in the longitudinal and lateral directions occurred. In this study, based on the finite element model using 3D solid elements, the behavior of the direct fixation track that could be occurred under operating load conditions was analyzed. In addition, the reinforcement effect of various reinforcement methods was analyzed. As a result of analyzing the lateral displacement before and after reinforcement, it was analyzed that the maximum lateral displacement after reinforcement under the extreme lateral wheel loads significantly decreased to about 3% (about 0.1mm) compared to before reinforcement. In addition, as a result of examining the generated stress of the filling mortar, bridge decks, and reinforcing bar, it was analyzed that all of them secured a sufficient safety factor of 2.6 or higher, and the optimal conditions for the reinforcement method were derived. Therefore, it is judged that the number of anchoring reinforcements and symmetrical anchor placement reviewed in this study will be effective in controlling the occurrence of lateral displacement of concrete blocks and securing the structural integrity of bridges and concrete blocks. 본 연구는 운행선 경전철 직결식 궤도 부설구간에서 발생한 도상블록의 변위거동 특성을 분석하여 적정 보강방안을 도출하고자 현장조사를 바탕으로 한 수치해석을 수행하였다. 본 연구의 대상선로는 교량상 급곡선 직결식 콘크리트 궤도로서 교량바닥판에 부설된 도상블록이 종방향 및 횡방향으로 이동하는 문제가 발생하여 이에 대한 메커니즘을 분석하였다. 본 연구에서는 3D Solid요소를 이용한 궤도구조 모델링을 바탕으로 운행하중 조건에서 발생가능한 직결식 궤도의 거동을 분석하고 다양한 보강방안에 대한 보강효과를 해석적으로 분석하였다. 도상블럭의 보강 전, 후 횡변위 분석결과, 극한 횡압 작용 시 보강 후 최대 횡변위는 보강 전 대비 약 3% 수준(약 0.1mm)으로 크게 감소하는 것으로 분석되었다. 또한 채움 모르타르, 교량 바닥판, 보강철근의 발생응력 검토결과, 모두 2.6 이상의 충분한 안전율을 확보하는 것으로 분석되어 보강방안에 대한 최적 조건을 도출하였다. 따라서 본 연구에서 검토한 앵커링 보강 수량 및 대칭형 앵커배치는 도상블록 횡방향 변위 발생 제어 및 교량, 도상블록의 구조적 건전성 확보에 효과적일 것으로 판단된다.
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도시철도 인접굴착공사에 따른 터널구조물의 구조 안정성 평가
최정열,이호현,강유송,정지승,Choi, Jung-Youl,Lee, Ho-hyun,Kang, You-Song,Chung, Jee-Seung 국제문화기술진흥원 2020 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.6 No.2
본 연구는 운행선 지하철 노선에 인접하여 신축되는 구조물 건설을 위한 굴착공사가 계획됨에 따라 실제 시공 시 운행선 지하철 구조물의 구조적 안정을 평가하고자 도시철도 터널 및 궤도모델을 적용한 3차원 정밀수치해석을 수행하였다. 철거되는 기존 구조물 및 운용중인 지하철에 대한 초기 조건을 구현하고 굴착에 대한 입체적인 영향 평가를 수행하였다. 본 연구에서는 과업구간의 굴착 길이(약 110m)보다 더 넓은 영역(170m)을 수치해석 모델로 설정하여 횡방향 뿐만 아니라 종방향에 대한 구조물의 안정성을 평가하였다. 연구결과, 비교적 굴착 심도와 면적이 넓은 대형굴착공사인 대상 현장의 경우 시공단계별 지하철 터널구조물의 변형수준은 관련기준을 만족하는 것으로 나타났으며 굴착공사 중심부를 기준으로 지하철 구조물의 변형도 크게 발생되었다. The three-dimensional precision numerical analysis was performed using the finite element model applied with the railway track model consisting of rails, As a result of analyzing the track deformation level of the existing tunnel due to the excavation work adjacent to the urban transit, it was found that the evaluation criteria (allowed values) of conventional railways lines were satisfied. Based on the numerical analysis, it was analyzed that the results of the prediction of the tunnel structural stability of due to the excavation work and the level of the tunnel deformation occurring at the actual site could be approximated as closely as possible.
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도시철도 인접굴착공사에 따른 운행선 궤도의 궤도틀림 분석
최정열,이호현,강유송,정지승 국제문화기술진흥원 2020 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.6 No.2
본 연구는 도시철도 선로를 인접하여 시공되는 대형굴착공사에 따른 기존 지하철 선로구조물의 구조적 안정성을 검토하고자 수치해석을 수행하였다. 수치해석을 바탕으로 단계별 시공과정에서 발생되는 궤도틀림의 영향을 해석적으로 도출하였으며 관련 기준과의 비교를 통해 궤도변형측면에서의 안정성을 검토하였다. 분석결과, 줄틀림과 면틀림과 같이 일정거리에서의 상대변위차를 바탕으로 평가되는 궤도틀림 항목의 경우 인접굴착공사 시종점부와 같이 기존 구조물의 변형이 시작되는 위치에서 가장 명확하게 발생되었다. 반면 궤도의 전반적인 연직 및 수평변위는 공사구간의 중심에서 최대변형이 발생되었다. 인접굴착공사에 따른 기존 구조물의 변형측면의 취약위치는 공사구간의 중심과 같이 구조물의 변형이 크게 발생되는 위치뿐만 아니라 궤도틀림 측면에서는 공사 시종점 구간이 취약위치가 될 수 있음을 해석적으로 입증하였다. In this study, finite element analysis was performed to evaluate the track irregularity of the existing track system on urban transit according to the large-scale excavation work that is constructed adjacent to the serviced line. Based on the numerical analysis, the effect of track irregularity generated during the step-by-step construction process was analytically derived, and the stability in terms of track deformation was evaluated through comparison with related standards. As the results, in the case of track irregularity items evaluated based on the relative displacement difference at a certain distance, such as alignment and vertical irregularity, it occurred most clearly at the location where deformation of the existing structure begins, such as the end point of adjacent excavation work. On the other hand, the overall vertical and horizontal displacement of the track was the largest deformation at the center of the construction section. The vulnerable position of the deformed side of the existing structure due to adjacent excavation is analytically proven that the both of the end point section and the center of the construction can be a vulnerable position in terms of track irregularity.
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