본 연구에서는 KS 강종 규격 YS245(SS400)에서 YS275(SS275)로 개정됨에 따라 고속구간에 설치하는 SB3-B등급에 대하여 탑승자보호성능 평가 및 강도성능 평가를 위한 충돌시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션은 소형차에 대하여 탑승자 보호성능평가항목인 탑승자 충격속도 및 탑승자 가속도를 평가하고, 대형차에 대해서 강도성능을 비교 분석하기 위하여 비선형 유한요소 동적 해석을 수행하였다. 수치해석 예제로부터 YS275 강종은 기존강재에 비하여 전반적으로 우수한 충돌 성능을 보였으며, 특히 PHD의 개선효과가 상대적으로 더욱 우수함을 알 수 있었다. 본 연구에서 적용한 솔리드 지반-구조물 상호작용 모델은 지진해석으로 적용할 수 있다.

A finite element impact simulation study was performed to assess structural performances of a guard-rail system for roadside using new steel materials (SS275) in the KS standard. The type SS275 shows an enhanced tensile strength in comparison with the former type SS400. Subsequent simulation results present that the improved model performs much better in containing and redirecting the impacting vehicle in a stable manner. The numerical results for various parameters are verified by comparing different models with dynamic responses determined in the barrier from the crash simulation.

In this study a hybrid safety barrier system consisting of steel rail and carbon fiber reinforced polymer (CFRP) post is considered. W hile CFRP post is selected for impact energy reflection due to its high strength, steel rail is selected for impact energy absorption due to its high ductility. A numerical model considering the elastoplastic behavior of steel is formulated to simulate the dynamic responses of the hybrid system subject to an impact load. A hybrid roadside guard rail system of steel rail and CFRP post is proposed and analyzed with a case study. The numerical model for the hybrid roadside guard rail system is used to find optimized design of the proposed hybrid system.

국내에 설치될 강구조 스타디움에 향후 신재생에너지 중 하나인 태양광 발전을 위한 PV 시스템을 적용하는 것에 따른 강재 어레이에 관한 기초 연구로 해외의 사례를 토대로 구성되었다. 연구를 진행하기 위하여 1990년대 이후 PV 시스템이 적용된 강구조 스타디움 20건을 사례 분석 대상으로 선정하였다. 선정된 20건의 강구조 스타디움을 PV 모듈을 고정하기 위하여 설치된 레일 시스템에 따라 분류해 보았다. 그 결과 격자고정방식 중 선형모듈고정방식과 지붕 통합형이 전체의 28%에 해당되는 것으로 조사되었으며 그 뒤로 레일 고정형 17%, 세로 고정방식 중 모듈그룹 고정 11% 순으로 조사되었다. 또한 스타디움 내부에는 주로 격자 고정방식 중 선형모듈 고정방식과 지붕통합형이 적용되고 있었으며 스타디움 외부나 그 외 부분에서는 앵글 브라킷으로 PV 모듈이 고정되고 있는 것으로 조사되었다.

기존 선로구조물의 대부분은 준공된 지 상당한 시일이 경과되어 노후화가 많이 진행된 상태이다. 특히 기존 철도교량 중 판형교는 상당수가 준공으로부터 40~60년 이상 경과된 노후교량이며 도상 없이 거더에 침목이 직결되어 있어서 차량의 주행하중이 교량에 직접 전달되므로 유도상 교량과 비교하여 교량에 가해지는 충격 및 소음이 클 뿐만 아니라 동적인 충격과 진동도 상대적으로 크다. 따라서 기존선 판형교에 대한 적절한 유지관리 및 보수, 보강기술의 개발이 매우 시급하다. 본 연구에서는 기존선 판형교의 성능개선과 소음, 진동 문제 해결을 위해 기개발된 레일매립궤도 시스템의 특징을 소개하고, 레일매립궤도의 진동 및 소음 저감 성능을 평가하기 위해 길이 5m 침목이 설치되어 있는 무도상 판형교와 레일매립궤도를 적용한 판형교를 제작하여 동일한 가진 조건에 따라 발생되는 진동응답을 측정하고 분석하였다. 또한 실험에서 얻은 진동응답 데이터를 음향해석 모델의 입력데이터로 사용하여 방사소음해석을 수행하였다. 실험 및 해석 결과 레일매립궤도를 적용한 판형교가 무도상 판형교 보다 진동에서는 15.0~18.8dB정도 감소하고 소음의 경우 평균 7.7dB(A)정도 감소하는 것으로 확인되었다.