디스크 받침에 의한 철도 판형교의 고유진동수 및 동적 거동 변화 = Variation of Natural Frequency and Dynamic Behavior of Railway Open-Steel-Plate-Girder Bridge with Installing Disk Bearings

국문 초록 (Abstract)

철도판형교는 한국철도 교량에서 약 40%를 차지하고 있는 중요교량 형식중의 하나이다. 그러나 판형교의 대표적인 교량받침은선받침으로 거동 및 유지관리에 상당한 문제들을 발생시키고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안연구의 일환으로 본 연구에서는 판형교의 실교량을 선정하여 선받침을 폴리우레탄 디스크 받침으로 교체하였다. 폴리우레탄 디스크 받침은 탄성받침의 일종으로 폴리우레탄 패드를 사용하여 탄성을 구현한다. 철도 판형교에 이와 같이 탄성받침을 설치하는 경우 실교량의 동특성의 변화 및 동적 거동의 변화를 디젤기관차 재하실험 및 운행차량에 의한 거동 계측을 통해서 분석 평가하였다. 탄성받침에 의해서 판형교의 1차모드 고유진동수가 3% 감소하였으며, 2차 및 3차모드의 고유진동수는 7 및 15% 감소하였다. 디스크 받침에 의해서 판형교의 동적 수직 처짐은 증가하였으나, 디스크의 변형을 제거한 교량의 순수 변형에 의한 처짐은 거의 증가하지 않는다. 교축직각방향의 변위는 디스크 받침의 전단핀 역할에 의해서 감소하는 경향을 보였다. 또한, 수평방향의 가속도도 탄성 받침에 의해서 거의 변화가 없었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Open-steel-plate-girder(OSPG) bridges are one of the most prevalent bridge types among Korean railway bridges. They account for about 40% of all Korean railway bridges. However, the line-type bearings used for OSPG bridges generate several problems with respect to the bridges' dynamic behavior and maintenance. The replacement of the existing bearings with polyurethane disk bearings could be a possible solution to this problem. This type of disk bearing is an elastic bearing using a polyurethane disk. This study estimated the variations in the natural frequency of a bridge when disk bearings were installed and the bridge's dynamic behavior with a running locomotive and running trains. The first natural frequency of the bridge was 3% lower than that of the as-built bridge after the installation of the disk lower, respectively. Also, the second and third frequencies were 7 and 15% lower, respectively. The disk bearings increased the vertical displacement of the bridge, but the pure displacement, excluding the disk deformation, did not vary. The vertical acceleration did not increase when the disk bearing was installed, with trains running. The shear pin in the disk bearing reduced the lateral displacement and the acceleration of the bridge.

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