본 논문에서는 좌굴에 취약한 장대레일의 거동 특성을 검토하였다. 우선 횡방향 저항성을 가지는 장대레일의 이론적인 좌굴 하중을 제시하였다. 다음으로는 장대레일의 좌굴강도에 영향을 미치는 요인을 검토하였다. 도상 구간과 무도상 철도판형교 구간에 걸쳐 서 장대레일이 부설되어 있는 경우에 무도상 구간의 횡방향 저항력을 무시하여 현재 다수 공용중인 무도상 철도판형교의 연장만큼을 무도상 구간으로 적용하여 장대레일에 좌굴하중을 유한요소 모델을 이용하여 산정하였다. 본 연구를 통하여 도상구간과 무도상 철도판 형교 구간에 걸쳐서 부설된 장대레일에 발생하는 온도변화에 따른 축력에 저항하기 위한 무도상 구간의 최소 횡방향저항력 및 유효좌 굴길이계수()를 제안하였다.

본 논문에서는 무도상 철도판형교에 열차하중이 재하되었을 때 변위를 최소화시키는 하부 수평브레이싱의 보강 형상 및 설치 위치를 검토하였다. 우선 거더와 수평 브레이싱으로 연결된 2거더 구조계의 전체 횡좌굴모멘트에 영향을 주는 요소를 검토하였다. 다음 으로는 무도상 철도판형교의 하부를 설치 위치를 달리하여 수평브레이싱으로 보강하였다. 보강된 무도상 철도판형교에 열차하중 및 거 더의 중심과 열차하중의 재하위치간의 편심거리(e)에 따라 발생하는 축방향의 비틀림모멘트를 고려하여 구조해석을 수행하였다. 보강모 델별로 지간 중앙에서의 단면의 중심에서 발생하는 변위를 검토하여 변위를 최소화시키는 모델을 선정하였다. 본 연구를 통하여 무도상 철도판형교에 열차하중 재하시 변위를 최소화시키는 하부 수평브레이싱의 보강 형상 및 설치 위치를 제안하였다.

본 논문에서는 좌굴에 취약한 철도판형교의 전체좌굴 거동특성을 검토하였다. 우선 철도판형교의 전체좌굴에 영향을 미치는 영향인자를 파악하고 좌굴을 유발하는 모멘트를 전체좌굴에 대한 무차원좌굴계수 를 적용하여 이론적으로 산정하였 다. 다음으로는 개단면인 철도판형교의 하부를 브레이싱으로 보강한 단면을 보강단면과 등가인 두께를 가지는 얇은 판으로 치환하여 유사폐합단면을 형성하고 보강 형상별로 국부적인 항복 발생 여부를 검토한 후, 전체좌굴을 유발하는 모멘트를 산정 하고 효율적인 보강상세를 결정하였다. 유한요소 해석을 이용하여 표준열차하중이 재하되었을 때 보강모델별로 철도판형교에 발생하는 횡방향 변위를 비교하여 장대레일의 좌굴에 저항하기 위한 최적의 보강상세를 제안하였다.

철도교량의 설계는 장기간에 걸쳐 수행되고 대규모의 부지를 대상으로 하기 때문에 다양한 환경적인 요인과 불확실성을 동반하게 된다. 이러한 연유로 초기 설계단계에서 충분히 검토하였더라도 설계변경이 종종 발생하고 있다. 특히 철도교량과 같은 대규모 시설 물의 설계변경은 많은 시간과 인력을 소모하며, 매번 모든 절차를 반복하는 것은 매우 비효율적이다. 본 연구에서는 딥러닝 알고리즘 중 전이학습을 통해 설계변경 전의 학습 결과를 활용하여 설계변경 후의 학습의 효율성을 향상시킬 수 있는 기법을 제안하였다. 분석 을 위해 기개발한 철도교량 딥러닝 기반 예측 시스템을 활용하여 시나리오들을 작성하고 데이터베이스를 구축하였다. 제안된 기법은 설계변경 전 기존 도메인에서 학습에 사용한 8,000개의 학습데이터 대비 새로운 도메인에서 1,000개의 데이터만을 학습하여 유사한 정확도를 나타내었고 보다 빠른 수렴속도를 가지는 것을 확인하였다.

A theoretical model has been studied to describe the sound radiation analysis for a railway under the action of harmonic moving line point forces. When a railway is analyzed, it had been modeled as curved beams with distributed springs and dash-pots that represent the radial, tangential stiffness and damping of rail, respectively. The reaction due to fluid loading on the vibratory response of the curved beam is taken into account. The curved beam is assumed to occupy the plane y=0 and to be axially infinite. The curved beam material and elastic foundation are assumed to be lossless Bernoulli-Euler beam theory including a tension force(T), damping coefficient(C) and stiffness of foundation(κ2) will be employed. The expression for sound power is integrated numerically and the results examined as a function of Mach number(M), wave-number ratio(γ) and stiffness factor(ψ).

고속철도 교량은 열차 하중에 의한 공진으로 인한 동적응답 증폭의 위험이 존재하므로 설계기준에 따른 동적해석을 통한 주행안전 성 및 승차감 검토를 반드시 수행하여야 한다. 그러나 주행안전성 및 승차감 산정 절차는 열차의 종류별로 임계속도를 포함하여 설계 속도의 110km/h까지 10km/h 간격으로 동적해석을 일일이 수행해야 하므로 많은 시간과 경비가 소요된다. 이 연구에서는 딥러닝 알 고리즘을 활용하여 별도의 동적해석 없이 주행안전성 및 승차감을 사전에 예측할 수 있는 딥러닝 기반 예측 시스템 개발하였다. 제안 된 시스템은 철도교량의 열차별, 속도별 동적해석 결과를 학습한 후 학습 완료된 신경망을 기반으로 한 예측 시스템이며, 열차속도, 교량 특성 등의 입력파라미터에 따른 주행안전성 및 승차감 산정 결과를 사전에 예측할 수 있다. 제안된 시스템의 성능을 확인하기 위 하여 단경간 직선 단순보 교량을 대상으로 한 주행안전성 및 승차감 예측을 수행하였고, 주행안전성 및 승차감 산정을 위한 상판 연직 변위 및 상판 연직가속도를 높은 정확도로 예측할 수 있음을 확인하였다.

As awareness about the danger of radon in indoor air has increased, various studies have been conducted to reduce the source of radon. This study was performed to investigate the effect of radon mitigation technology in a railway tunnel. Radon barrier paint and radon shield membrane developed to reduce the concentration of radon in soil and construction material were applied in the tunnel. The tunnel was divided into three sections, A, B, and C, and radon barrier paint, a buffer section, and radon shield membrane were applied, respectively. After securing a sealing screen to the floor and division of each section, radon concentrations were measured and compared before and after each product was applied, and statistical significance was confirmed through the Wilcoxon signed rank test. Measurement was performed with the In-Situ Method and Closed Chamber Method. Radon concentration measured by the in-situ method changed in A section to 124.1 Bq/m2/day from 614.1 Bq/m2/day (79.8%, z=-2.521, p<0.05), in B section to 416.2 Bq/m2/day from 467.1 Bq/m2/day (10.9%, z=-0.980, p=0.327), and in C section to 47.3 Bq/m2/day from 645.6 Bq/m2/day (92.7%, z=-2.521, p<0.05). Radon concentration measured by the closed chamber method recorded a decrease in A section to 88.8 Bq/m3 from 364.2 Bq/m3 (75.6%, z=-2.201, p<0.05), in B section to 471.8 Bq/m3 from 583.3 Bq/m3 (19.1%, z=-0.700, p=0.484), and in C section to 115.9 Bq/m3 from 718.8 Bq/m3 (83.9%, z=-2.521, p<0.05). In addition to soil, it is very important to mitigate radon from building materials with a high contribution rate of radon in order to manage radon by source. Due to the spatial characteristics of railway tunnels, soil and wall concrete structures are exposed as they are, so it is considered that radon mitigation actions are required utilizing verified methods with high mitigation efficiency.

레일장대화는 무도상교량의 소음, 진동, 충격 등의 문제점을 해결할 수 있는 경제적인 방안 중 하나이며, 최근 연동식 침목고정장치 를 이용한 SSF 공법이 개발된 바 있다. 이 연구에서는 연동식 침목고정장치 적용 시 레일 높이 조정 및 열차 통과 시의 충격 흡수를 목 적으로 교량침목 하부에 삽입되는 침목패드의 최적 연직강성을 결정하는 과정을 제시하였다. 침목패드의 최적 연직강성 결정을 위하 여 관련 기존 기준을 검토하였으며, 유연다물체동적해석을 통하여 침목패드의 연직강성 변화에 따른 주행안전성, 승차감 및 궤도의 안전성에 대한 지표들과 교량 응답 변화를 검토하였다. 유연다물체동적해석은 상용프로그램인 ABAQUS와 VI-Rail을 이용하여 수행 하였다. 수치해석은 30m 상로판형교에 대한 교량모델을 이용하여 수행하였으며, 침목패드의 연직강성이 7.5kN/mm ~ 240kN/mm로 변화할 때 ITX 새마을, KTX 및 화차 통과 시의 응답을 산정하였다. 수치해석에 적용된 궤도구성품 조건에서 침목패드의 최적 강성은 100kN/mm로 산정되었다.

The global economy has been hit hard by the COVID-19 pandemic, and countries around the world urgently need to restore economic growth. As countries in Eurasia become more and more closely connected, it is inevitable for China's Belt and Road Initiative and South Korea's new Northern policy to connect. In this context, what matters is the connection of the railway network. The purpose of this study is to analyze the impact of the integration of the Korean Terminal Railway (TKR) into the Eurasian railway network by connecting the Korean Terminal Railway (TKR) with China's China-Europe freight trains. The results show that there is an interactive positive correlation between railway freight volume and GDP, and South Korea is expected to become the logistics center of East Asia and improve its status and influence in the world center. Within the Korean peninsula, the railway connection can draw North Korea into a larger multilateral agreement system, and South Korea can use external forces within the system to push North Korea to seek more economic cooperation and actively promote the reunification process. The economic development of Northeast Asia also plays a positive role in the economic recovery of the three provinces in northeast China.

본 연구는 이러한 단점을 보완하기 위해 철근을 대체하여 내산화성과 전기저항이 높은 GFRP 보강근을 적용한 도상슬래브의 최적 변수해석을 수행하였다. 철도 궤도슬래브에 적용되는 철근은 열차 운행 중 신호전류의 손실을 일으켜 열차의 안정성을 저해하며, 철 근의 부식으로 내구성이 저하될 수 있다. GFRP 보강근의 직경 및 배근 개수 변화가 전체 콘크리트 도상슬래브의 휨강도 및 균열제어 에 미치는 영향을 유한요소 변수해석을 통하여 상세분석하였다. 해석 결과, GFRP 보강근의 직경 및 배근을 합리화하여 제안하였으며 이러한 경우 기존 배근보다 더욱 경제적인 단면을 도출할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구로부터 도출된 결과는 향후 GFRP 보강근을 적용하여 도상슬래브를 설계하는 경우 보다 합리적이고 경제적인 단면을 산정할 수 있는 가이드라인이 될 수 있을 것으로 기대된다.

철도소음은 도시지역의 철도건설과 유지에 가장 큰 장애 요소 중 하나이므로 보다 효과적으로 철도소음을 저감하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 방음터널은 철도소음을 저감할 수 있는 가장 효과적인 방법 중 하나이나, 하절기 높은 내부 온도 증가로 인하여 궤도좌굴 또는 전력, 신호 등 선로 설비의 안정성을 저하시킬 우려가 있다. 이러한 온도 상승 문제는 통기 형 방음판을 이용하여 해결할 수 있으나, 방음터널 적용 시의 소음저감 성능에 대한 연구는 미흡한 상황이다. 이 논문에서는 수치해석을 통하여 통기형 슬릿방음판의 효과적인 방음터널 적용 방법에 대한 연구 결과를 제시하였다. 수치해석은 음향해석 프로그램인 Pachyderm Acoustics으로 모델링한 복선 방음터널을 이용하여 수행하였다. 철도소음은 기존 연구결과를 이용하여 모사하였으며, 슬릿방음판의 적용 위치가 다른 6가지 경우에 대하여 소음저감 효과 변화를 검토하였다. 음향해석 결과 20% 정도 의 슬릿방음판 적용 시에도 철도소음을 최소 5dB 감소할 수 있는 것으로 나타났다.

승객에게 편안한 승차감을 제공할 수 있도록 자기부상열차 차체 연직가속도의 진동크기에 대한 기준을 제시하고 이를 만족하는 가이드웨이 구조물의 처짐한계를 제안한다. 차량-구조물 상호작용을 고려한 해석기법을 사용하여 자기부상열차 시스템의 매개변수 해석을 수행하고, 차체 연직가속도에 대한 기준을 만족할 수 있는 가이드웨이 구조물의 처짐한계를 L/1300 로 제안한다. 이를 실제 자기부상열차 시스템의 동적 해석에 적용하여 제안한 처짐한계의 적절성을 검토한다. 기존의 자기부상철도 가이드웨이 구조물의 설계 기 준과 비교하였을 때, 이 연구에서 제안한 처짐한계를 적용하면 경제적인 가이드웨이 구조물의 설계와 시공이 가능할 것으로 기대된다.

The source of wayside noise for the train are the aerodynamic noise, wheel/rail noise, and power unit noise. The major source of railway noise is the wheel/rail noise caused by the interaction between the wheels and rails. The Structure borne noise is mainly a low frequency problem. The train noise and vibration nearby the elevated railway make one specific issue. The microphone array method is used to search sound radiation characteristics of elevated structure to predict the noise propagation from an elevated railway. In this paper, the train noise and structure borne noise by train are measured. From the results, we investigated the effect on the sound absorption tunnel for elevated railway.

The purpose of this study is to investigate the distribution patterns of displacement and acceleration fields in a nonlinear soil ground based on the interaction of high-speed train, wheel, rail, and ground. For this purpose, a high-speed train in motion was modeled as the actual wheel, and the vertical contact of wheel and rail and the lateral contact, caused by meandering motion, were simulated; this simulation was based on the moving mass analysis. The soil ground part was given the nonlinear behavior of the upper ground part by using the modified the Drucker– Prager model, and the changes in displacement and acceleration were compared with the behavior of the elastic and inelastic grounds. Using this analysis, the displacement and acceleration ranges close to the actual ground behavior were addressed. Additionally, the von-Mises stress and equivalent plastic strain at the ground were examined. Further, the equivalent plastic and total volumetric strains at each failure surface were examined. The variation in stresses, such as vertical stress, transverse pressure, and longitudinal restraint pressure of wheel-rail contact, with the time history was investigated using moving mass. In the case of nonlinear ground model, the displacement difference obtained based on the train travel is not large when compared to that of the elastic ground model, while the acceleration is caused to generate a large decrease.

철도 분기기는 결선부와 곡선부의 존재로 인하여 선로에서 가장 손상이 많이 발생하는 구간이며, 구조적 건전성을 유지관리하기 위하여 매년 상당한 비용이 투입되고 있다. 레일연마는 이러한 분기기의 레일 손상을 감소시켜 유지관리 비용을 저감할 수 있는 방안 중 하나로 알려져 있으나, 현재까지 국내에서는 분기기 레일 연마를 통한 유지관리 비용 절감 효과를 정 량적으로 연구한 사례가 거의 없는 상황이다. 이 논문에서는 분기기 레일 연마를 통한 유지관리 비용 절감 효과를 다물체 동적 해석프로그램인 VI-Rail을 이용하여 검토하였다. 레일 연마 효과는 레일 표면의 조도를 이용하여 모사하였으며, VI-Rail 프로 그램의 Flextrack 모델을 이용하여 차량-궤도 상호작용해석을 수행하였다. 수치해석은 60kg #8 분기기와 EMU 차량 모델을 이용 하여 수행하였으며, 레일 표면 조도는 실제 궤도에서 측정된 값을 기반으로 작성한 PSD 함수를 이용하여 모사하였다. 해석 결 과 레일 연마는 분기기 레일의 피로 수명을 6.5% 가량 증가시키는 것으로 나타났다.

The study conducted finite element analysis in advance to understand the natural frequency, con-ducted static structural analysis and analyzed stress behavior occurring on the boundary of wheel and rail when passing the straight line and curve line. According to the FEA, the wheel had natural frequency of 1st mode 238.4Hz to 10th mode 1,320Hz, and the rail had natural frequency of 457.4Hz to 619.7Hz. When looking at the correlated frequency range, the natural frequency of 4th~6th mode of wheel and 3rd~9th mode of rail track were correlated. As for the result of stress behavior translation occurring on the boundary of wheel and track, it was 53.4MPa when passing the curve line, which was 16MPa higher than when passing the straight line.