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재하방식에 따른 자갈궤도 종방향 저항 특성 및 항복강도 산정 KCI 등재

Longitudinal Resistance Characteristics of Ballasted Track under Different Loading Methods and Yield Strength Estimation

최진석, 신현오, 민경환
  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/452329
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복합신소재구조학회 논문집 (Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures)
한국복합신소재구조학회 (Korean Society for Advanced Composite Structures)
초록

교량 상 자갈궤도의 종방향 저항 특성을 규명하기 위해 UIC 60 kg 침목 5본이 체결된 실대형 시험체를 제작하고, 레일 단부에 하중을 가하는 레일변위 시험과 슬래브에 하중을 가하는 슬래브변위 시험을 각각 수직하중 재하⋅비재하 조건에서 수행하였다. 레일변위 시험은 레일 자체의 축방향 탄성신장이 계측 변위에 포함되어 초기강성이 설계기준보다 높게 나타났으며, 침목별 힘 전달 지연으로 완전소성 도달에 큰 변위가 요구되었다. 반면 슬래브변위 시험은 모든 침목에 동일한 슬립을 부여하여 자갈의 국부 저항-슬 립 관계를 직접적으로 반영하였다. 두 시험 방법 모두 설계기준의 이선형(bilinear) 모델과 달리 항복 이후에도 저항력이 완만히 증가 하는 비선형 거동을 나타내었다. 이에 슬래브변위 소변위 데이터에 Ramberg-Osgood 모델을 적용한 결과 결정계수(R²) 0.998 이상 의 높은 정확도로 명확한 항복점을 도출하였다. 본 연구 결과는 궤도-교량 상호작용 해석의 정확도를 높이는 비선형 저항력 모델로 활용될 수 있다.

To investigate the longitudinal resistance behavior of ballasted tracks on railway bridges, a full-scale specimen with five UIC 60 kg sleepers was fabricated, and rail-end loading and slab-end loading tests were conducted under both unloaded and vertically loaded conditions. In the rail-end loading tests, the axial elastic elongation of the rail itself was included in the measured displacement; thus, the apparent initial stiffness was higher than that specified in the design code, and a larger displacement was required for full plastic mobilization owing to sequential load transfer among sleepers. In contrast, the slab-end loading tests simultaneously imposed identical slip on all sleepers, directly reflecting the local resistance–slip relationship of the ballast. Both test methods exhibited nonlinear behavior, in which the resistance increased gradually and continuously after yielding, in contrast with the bilinear model assumed in current design codes. The small-displacement slab-end loading data were fitted to the Ramberg–Osgood model, reproducing the experimental curves with a coefficient of determination (R²) exceeding 0.998 and a well-defined yield point. The data can be utilized in a nonlinear resistance model to improve the accuracy of track-bridge interaction analysis.

키워드
장대레일자갈궤도종방향 저항력Ramberg-Osgood Continuous Welded Rail (CWR)ballasted tracklongitudinal resistanceramberg-osgood model
목차
ABSTRACT
1. 서 론
2. 실험 방법
3. 실험 결과
    3.1 슬래브 하부 마찰저항력
    3.2 레일 변위에 따른 종방향 저항력 거동
    3.3 슬래브 변위에 따른 종방향 저항력 거동
    3.4 Ramberg-Osgood 모델을 이용한 항복강도 도출
4. 결 론
ACKNOWLEDGMENT
REFERENCES
국문초록
저자
  • 최진석(강원대학교 지역건설공학과 조교수) | Choi Jin-Seok (Assistant Professor, Department of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National University, Chuncheon, Korea)
  • 신현오(충남대학교 지역환경토목학과 부교수) | Shin Hyun-Oh (Associate Professor, Department of Agricultural and Rural Engineering, Chungnam National University, Daejeon, Korea)
  • 민경환(㈜건설재료시험연구소 기업부설연구소장) | Min Kyung-Hwan (Director, R&D Centre, Construction Material Test Laboratory Co., Ltd., Chungbuk, Korea) Corresponding author