In this study, a finite element analysis was used to analyze the stress state and vibration characteristics generated by continuous contact between wheels and rails when driving urban railway vehicles. The rails applied to the analysis were divided into straight and curved shapes, and three-dimensional modeling was performed to analyze the changes in structural characteristics of wheels and rails when driving on straight and curved rails. As a result of the analysis, the stress characteristics were up to 6.5 MPa on a straight rail and 9.81 MPa on a curved rail, and it is believed that this increase in stress will increase noise due to an increase in friction at the interface. The vibration characteristics of the wheels and rails showed similar behavior from the 3rd mode to the 9th mode of the rail to the intrinsic vibration characteristics from the 4th mode to the 6th mode of the wheel.

건축물을 중심으로 개발된 데이터 스키마인 Industry Foundation Class(IFC)를 토목구조물에 적용하기 위하여 IFC 요소를 확장하는 노력이 진행되고 있지만, BIM소프트웨어에서 확장 IFC 기반의 정보모델을 생성하는 방법이 충분하지 않아 어려움이 따른다. 본 연구에서는 정보관리가 가능한 확장 IFC 기반의 철도 궤도부 정보모델을 생성하기 위하여 독립적인 선형중심의 철도 궤도부 요소모델을 생성하고, 생성된 모델을 기반으로 확장 IFC 기반의 모델을 생성하는 방법론을 제시하였다. 이를 위하여 첫째, 철도 궤도부 요소를 연속적 구조물과 비연속적 구조물로 분류하였다. 연속적 구조물은 선형 기반 소프트웨어에서 생성하였고 이산화된 선형정보 연계를 통해 비연속 구조물을 독립적인 객체로 생성하고 이들을 통합하여 철도 궤도부 정보모델을 생성하였다. 둘째, 철도 궤도부의 정보관리를 위한 분류체계 및 확장 IFC 스키마를 제시하였다. 마지막으로 속성정보와 User-interface를 활용하여 객체의 의미정보를 식별하여 확장 IFC 요소와 매핑하였다. 제시한 방법론을 통하여 오송철도종합시험선로를 대상으로 정보관리가 가능한 확장 IFC 기반의 정보모델을 생성됨을 확인하고 실용성을 검증하였다.

건축분야에서 BIM이 널리 사용되면서, 토목구조물에 BIM을 적용하려는 노력이 최근 급속히 증가하고 있다. 그러나 기존 상용 BIM 소프트웨어의 기능은 건물 등의 건축물 중심으로 특화되어 있기 때문에 선형 중심의 토목구조물에 적용하기에 많은 어려움이 따른다. 본 연구에서는 철도 궤도부의 객체 정보를 관리하기 위하여 선형을 다룰 수 있는 소프트웨어와 BIM 소 프트웨어간의 정보공유를 통해 캔트가 반영된 정보모델 생성방법을 제시하였다. 철도 궤도부 모델링은 궤도부 구조물을 연속 구조물과 비연속 구조물로 분류한 후, 연속 구조물을 선형 소프트웨어에서 생성하고, 이후 공유된 선형정보를 이용하여 비연속 구조물의 정보모델을 생성하는 절차로 이루어진다. 이 때 비연속 구조물은 BIM 소프트웨어에 전달한 이산화된 궤도 선형 및 캔트 정보를 바탕으로 비연속 구조물 각각의 위치, 회전 정보를 계산하는 알고리즘을 통하여 생성된다. 본 연구에서 제시한 방법을 오송 철도종합시험선로에 적용하여 그 실용성을 검증하였으며, 생성된 정보모델을 기반으로 명확한 객체 식별과 속성정보 추출 및 객체별 물량산출이 가능함을 확인하였다.

BIM 설계에서 라이브러리의 구축 및 활용은 매우 중요하다. 기존 컨텐츠의 재활용이 가능하므로, 설계를 보다 효과적이 고 효율적으로 진행할 수 있다. 건축분야와 달리 토목분야, 특히 철도시설분야에서는 라이브러리의 구축 및 표준화가 미진하 다. 따라서 본 연구에서는 철도시설분야에 3차원 객체 라이브러리를 구축하고 표준화하고자 한다. 철도시설물 분류체계 및 관련도면을 수집 및 분석한다. 분석된 표준도면의 항목과 분류체계 항목을 매칭하였다. 각 항목별로 라이브러리가 필요한지 여부와 그럴 경우 어떤 소프트웨어가 적절한지를 검토하였다. 사용가능한 소프트웨어는 주로 Civil 3D와 Revit 등으로 나타 났다. 향후 이를 바탕으로 철도인프라 3차원 라이브러리의 속성 항목 및 명세서를 설계하고 라이브러리를 구축할 예정이다.

In this paper, interior noise that is brought into inside of coach when it passes by straight line track, railway turnout section, curved track, and rail lubricator section with test coach was measured in accordance of track characteristic of urban railway vehicle. It was evaluated with 60km/h of constant speed in the motorized trailer, no.3 car T1 motorized trailer of urban railway vehicle. Interior noise characteristic value is higher in order of curve, rail lubricator, railway turnout, and straight track as a result of the test. The highest characteristic value is 86.7dB in the curved track. And, the lowest characteristics value is 75.5dB(A) in the straight track. For accurate result comparison, it is transformed into sound pressure distribution by time domain, sound pressure level by time domain, sound pressure level for frequency domain and completed analysis.

슬라이딩 궤도는 콘크리트 궤도와 교량 바닥판 사이에 저마찰 슬라이드층을 두어 레일신축이음장치와 같은 특수 장치를 적용하지 않고도 궤도-교량 상호작용 효과를 효과적으로 저감시킬 수 있는 새로운 궤도 시스템으로 개발되고 있다. 이 논문에서는 장경간 교량에 슬라이딩 궤도와 레일신축이음장치를 각각 적용한 경우에 대하여 궤도-교량 상호작용해석을 수행하고 그 결과를 비교 검토하였다. 대상교량은 상호작용 효과를 극대화하기 위하여 9경간 연속 PSC교와 2경간 연속 강합성교를 포함하며, 총 연장 1,205m, 최대 고정지점간 거리 825m인 장경간 교량을 선정하였다. 해석결과 슬라이딩 궤도는 레일신축이음장치를 적용한 경우보다 레일 부가 축력이 더 작은 것은 물론, 지점부에 재하되는 수평 반력 또한 작게 나타나 궤도-교량 상호작용 저감 효과가 뛰어난 것으로 확인되었다. 반면 슬라이딩 궤도는 온도하중에 의해 높은 슬래브 축력이 발생되므로, 궤도 설계 시 슬래브 축력에 대한 단면 설계에 주의를 기울일 필요가 있다.

The load of a maglev train, which is being considered a future transportation, is uniformly loaded on a levitated surface of a rail unlike a typical train because the maglev train is magnetically levitated and propelled. In addition, the driving performance is superior since the maglev train doesn't directly contact the railway. A integrated track system, to which a sleeper is installed toward a longitudinal direction instead of a perpendicular direction, is suggested, considering this loading characteristic. The longitudinal sleeper of this system is expected to contribute to stiffness increase of a bridge and weight-reduction of a girder. In this study, the structural characteristics of proposed and typical systems have been numerically compared and analyzed. In addition, the improvement of the integrated system has been proposed.

The load of a magnetic railway is uniformly loaded on a levitated surface of the rail. So it is advantageous for noise and vibration compared to the typical railway systems. But for ensuring driving stability and ride-quality, regulation about the gap of rail is stricter than the typical railway. In this study, the impact of bracket, which can control the gap of rail at the integrated track system, have numerically been performed. Also, the effect of interval of the bracket installed in the longitudinal direction of the integrated track system, which consist of girder, bracket, sub rail and levitated rail, have been compared and analyzed. Through this, applicability of the bracket structure for integrated track system have been identified.

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.

본 연구에서는 경부고속철도의 주요 교량형식인 PSC 박스교량을 3차원 뼈대요소를 사용하여 모형화하였으며, 궤도불규칙성의 형상은 지수 스펙트럴 밀도함수를 사용하여 생성시켰다. 경부고속철도차량(K-TGV)중 동력차는 17자유도의 3차원 주행열차로 모형화하였고, 이러한 교량, 궤도불규칙성 및 차량 모형을 이용하여 교량과 차량의 상호작용을 해석할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 동적해석을 위한 교량과 차량의 운동방정식은 Lagrange 방정식을 사용하여 유도하였으며, 운동방정식의 수치해석에는 Newmark-법을 사용하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 동력차의 주행에 의한 교량의 시간이력곡선을 구하였으며, 궤도불규칙성의 영향을 분석하였다. 또한 도상의 유무에 따른 교량동적거동의 특성과 함께 열하중의 편심의 영향도 분석하였다.

Recently, many concrete slab tracks have been adopted in high-speed railway. However, it is vulnerable to roadbed settlement compared to gravel tracks. Therefore, it was necessary to evaluate the long-term performance about roadbed and track of the concrete slab track. In this paper, the performance of track and roadbed is evaluated using long-term high-speed rail data. The measurement items are the Wheel load, Lateral load, Acceleration, Road pressure. The measurement period is from the beginning of construction to three years after opening. For the measurement method, a representative value of the measurement data was selected and compared with the reference value.

In this study, a nonlinear analysis method was proposed to investigate serviceability of rail fastening system in concrete track at the railway bridge end. The serviceability investigation method of the fastening system in concrete track is time consuming and is complex in design because of the many decks and fastening systems. In addition, there is also a case where an expensive special fastening device is installed due to the stiffness of the rail fastening device assumed to be linear and the excessive design result by the linear analysis method. Therefore, in this study, the clamping force test was performed to confirm the nonlinearity of fastener. The conventional linear analysis method and the proposed nonlinear analysis method were performed for the railway bridge model specimen with concrete tracks, and the uplift forces acting on the fastening systems were compared and analyzed.

The light rail transits, in theses days, are planed to be introduced in Korea. However, there are more and more problems regarding the noise and vibration from the trackway. In order to reduced the vibration and noise, various method have been applied. Among those methods, it is that one of the most effective ways is to apply the floating mat underneath the slab track. In this stud, a numerical modeling to calculate the effect of the floating mat is to be used as well as the performance of the floating track.

구조 형식이나 공법의 선정, 유지보수 시기, 보수방법의 결정 등의 의사 결정에서 수명주기비용(life cycle cost, LCC)의 평가가 중요 하다. 철도 궤도구조의 경우 초기시공비 뿐 아니라 유지보수비가 총 비용의 상당 부분을 차지하고, 특히 자갈궤도일수록 그 비율은 더욱 높으 므로 수명주기비용 평가의 필요성이 더욱 높다. 이 연구에서는 궤도 구조 형식, 연간 통행량, 축중, 열차 속도, 곡선 비율, 구조물(교량, 터널) 비 율 등 다양한 설계변수를 고려할 수 있는 LCC 산정 모델을 개발하고, 각 비용의 산정에 필요한 기초 자료를 제시하였으며 구축된 모델과 자료 를 바탕으로 주요 설계변수에 따른 고속철도 자갈궤도와 콘크리트궤도 LCC의 변화 경향을 분석하고, 이로부터 궤도 LCC 분석에 있어서의 고 려해야 할 주요 변수를 검토하였다. 검토 결과 자갈궤도는 교체 및 운영 비용의 비중이 콘크리트궤도에 비해 현저히 높았으며, 연간 통행량과 자갈 탬핑 주기가 자갈궤도의 LCC에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 반면 콘크리트궤도는 초기 시공비의 비중이 현저히 높았고, 연 간 통행량이나 열차속도, 축중 등에 상대적으로 영향을 적게 받는 것으로 나타났다.

사막의 모래는 바람의 영향으로 인한 비산 및 퇴적작용으로 사구(모래언덕)를 형성하거나, 이동시켜 사막 지형을 변화시킨다. 특히 사막에 철도궤도 부설시 이러한 사막모래의 비산으로 인한 퇴적은 철도유지보수에 지장을 주어 철도운행 및 안전에 심대한 악영향을 미치며, 심각한 경제적 손실을 야기할 수 있다. 이러한 문제는 모래의 비산 및 퇴적작용에 대한 예측을 이용한 적절한 예방대책 수립을 통하여 최소화 할 수 있다. 이 연구에서는 지형 및 기상조건 등을 고려하여 바람으로 인한 사막모래의 비산 및 퇴적작용을 예측할 수 있는 기법을 고찰하였다. 세부적으로는 지형에 따른 풍향 및 풍속의 예측 기법과 이에 따른 모래의 비산 및 퇴적 예측 기법, 모래 입자의 크기 및 성질에 따른 특성 변화 예측 기법들에 대하여 고찰하였으며, 기법의 적용 방법은 수치 예제를 통하여 제시하였다.

도시철도망의 확장 및 고속철도 노선 확대로 인하여 도심지에서의 철도 운행이 증가하고 있으며 이에 따른 진동/소음으로 인한 역사 주변 지역 주민의 불만이 높아짐에 따라 진동 · 소음 제어 기술은 철도의 미래를 좌우할 수 있는 핵심기술로 부상하고 있다. 그러나, 선로 소음/진동저감에 가장 효율적인 대책으로 알려진 플로팅 궤도기술의 경우 국내기술은 미비한 실정다. 마찰 쐐기거동을 통한 감쇠를 이용한 방진장치의 동적 성능 검증은 시제품을 적용한 콘크리트 블록에 대한 연직방향 가진시험을 통하여 수행되었다. 시험에는 진동수별, Stroke 별로 구분하여 가력하였으며, 시험결과를 통해 방진장치의 동적 거동특성과 진동저감 효과를 확인하였으며, 개발품의 개선점을 도출할 수 있었다.

In order to measure the real-time displacement of a rail with train vehicles on service, a displacement meter has to be installed near the rail in conventional method. However, on this study, an innovative method is developed to measure the displacement of rail in real-time using laser vibrometer in a distance.