철도교량은 차량과 교량의 상호작용에 의해 유발되는 동하중을 받고 있다. 이러한 동적인 효과는 교량 각 부재에 충격과 피로를 유발하고, 교량의 잔존수명에 영향을 미치게 된다 따라서 수치적 또는 시험적 방법에 의한 교량의 실제적인 동적 거동을 분석하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 KTX 차량의 주행에 따른 교량의 동적 특성을 구조적 안전성, 주행 안전성 및 승차감 측면에서 평가할 수 있는 차량/궤도/교량 상호작용 해석프로그램을 개발하였다. 차량/궤도/교량의 실질적인 모델링을 위하여 차륜/레일 접촉 모델링을 위한 헤르찌안 스프링 및 도상에 대한 윈클러 요소를 적용하였다. 또한 개발 프로그램은 준3차원해석으로 차량의 복선제도 주행에 따른 3차원 편심 효과를 고려하기 위해 비톤 자유도 및 기하학적인 관계에 따른 제약조건식을 사용하였다. 개발프로그램의 검증을 위해서 고속철도교량중 가장 일반적인 형식인 PSC 박스교(2@40m=80m)에 대해 수치해석결과 및 계측시험 결과를 비교하였다.

Railway bridges are subject to dynamic loads generated by the interaction between moving vehicles and the bridge structures. These dynamic loads result in response fluctuations in bridge members. To investigate the real dynamic behavior of the bridge, therefore, a number of analytical and experimental Investigations should be carried out. In this paper, a train/track/bridge interaction analysis program for evaluating the dynamic characteristics of bridges due to KTX operation in terms of structural safety, operational safety and passenger comfort is developed. To build a practical model of train/track/bridge, Hertzian spring for wheel/rail contact modeling and Winkler element for ballast are applied. This program also used torsional degree of freedom and constraint equation based on geometrical relationship in order to take into consideration three-dimensional eccentricity effect due to the operation on double track through quasi-three dimensional analysis. To verify the developed Program, comparison has been made between the measured results and those of simulation of the typical PSC box bridge(2@40m=80m) of the KHSR bridges.

• 김만철(한국철도기술연구원) | Kim, Man-Cheol