강합성 하로 철도교의 동적거동에 대한 해석적 연구
Analytical Research on Dynamic Behavior of Steel Composite Lower Railway Bridge
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초록
기존의 중-장경간 철도교량에는 주로 강박스 거더교가 적용되어 왔다. 하지만 강박스 거더교는 교량 아래의 공간확보가 불리하고,주거더가 얇은 박판의 박스형상으로 이루어져 진동에 의한 울림소음이 발생하여 소음에 대한 많은 민원이 제기 되고 있다. 이와 같은 이유로 강박스 거더교를 대체할 수 있는 장지간 철도교량의 개발에 대한 필요성이 대두되었다. 본 논문에서는 이러한 이유로 최근에 개발된 강합성 하로철도교에 대한 특징을 소개하고, 이 철도교의 주요 적용 지간인 40m와 50m 교량을 대상으로 실제 운행열차인 KTX 하중의 운행속도를 반영하여 상용유한요소프로그램인 MIDAS Civil을 이용하여 시간이력해석을 수행하였다. 또한 해석결과를 분석하여 대상교량의 동적거동 특성을 확인하고 철도설계기준에서 제시하고 있는 동적성능 기준을 만족하는지에 대해 검토하였다. 그 결과, 검토 대상 교량 모두 동적안전성 기준을 만족하였으나 지간 40m의 경우 연직가속도 값이 상당히 크게 나와 이에 대한 개선 방안을 제시하고, 단면을 수정하여 연직가속도의 감소를확인하였다.
Abstract
The existing middle-long span railway bridge has been mainly applied to steel box girder bridges. However, the steel box girder bridgeshave disadvantages in securing the space under the bridge, and the main girder is made of a thin plate box shape, resulting in a ringing noise due tothe vibration. Many complaints about noise have been raised. For this reason, there is a need for the development of long railway bridges that can replacesteel box girder bridges. In this paper, the characteristics of the steel composite railway bridge currently developed were introduced and a time historyanalysis was conducted using MIDAS Civil reflecting the speed of KTX load for 40m and 50m bridges. In addition, from the analysis results, the dynamicbehavior of target bridges were verified and it was examined whether they meet the dynamic performance criteria proposed in the railway designstandards. As a result, all of the bridges under review satisfied the dynamic safety criteria, however, in case of 40m of span, the vertical accelerationvalue was very large. In order to solve this problem, authors proposed the improvement plan and corrected the cross section to confirm that the verticalacceleration decreased.
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