고속철 PSC 박스거더 교량의 통과차량 윤하중 동적해석 (Dynamic Analysis of a Wheel force for a Running High-Speed Vehicle on Railway PSC Box Girder Bridge)

서지정보

· 발행기관 : 한국방재학회
· 수록지 정보 : 한국방재학회논문집 / 11권 / 4호 / 31 ~ 39페이지
· 저자명 : 오순택, 이동준, 심영우, 김한수

초록

현재 공용중인 고속철 차량(KTX)과 궤도 그리고 교량 구조물을 총괄적으로 고려한 해석모델을 개발하여 고속철 차량의 교량통과시 임계속도(300~315Km/h)에 대한 차량 윤하중의 동적 거동특성을 해석하였다. 해석차량은 적용가능한 모든 운동조건을 고려하여 고속철 동력차를 38자유도 모형으로 개발하였고, 차체와 대차의 연직 변위, 횡 변위, 종 변위 및 피칭, 롤링, 요잉을 모두 고려하였다. 대상교량은 PSC BOX 교량으로 각각 25m, 30m, 35m, 40m 경간길이를 갖는 단순교를 3차원 공간뼈대요소를 사용하여 모형화 하였고, 궤도의 불규칙성은 정상 확률과정으로 가정하여 지수스펙트럼 밀도함수를 사용하여 설정하였다.
개발된 교량, 궤도, 열차모델을 총괄적으로 해석하여 주행하는 고속철 차량이 각 경간별 교량을 통과하는 과정에서 발생하는 차량 윤하중과 일반도상 통과시 발생하는 윤하중을 Runge-Kutta 기법으로 산출하여 비교 분석하고, 교량 경간길이 별 차량속도에 따른 윤하중 스펙트럼을 분석하고자 한다.

영어초록

A dynamic analysis procedure is developed to provide a comprehensive estimation of the dynamic responses of locomotive's wheels running over a Pre-Stressed Concrete (PSC) box girder bridge on the Korea high speed railway. Particularly, a three dimensional numerical model including the structural interaction between high speed vehicles, bridges and railway endures to analyze accurately and evaluate with in-depth parametric studies of the bridge lengths (25, 30, 35, 40m) for dynamic responses of railway vehicle wheel forces due to the critical crossing speeds (300~315km/h) on the bridges. The high-speed railway locomotive (KTX) is used as 38-degree of freedom system. Three displacements (vertical, lateral and longitudinal) as well as three rotational components (pitching, rolling and yawing) are considered in the 38-degree of freedom model. Three dimensional frame element is used to model the PSC box girder bridge, simply supported span length of 40m. The irregulation of rail-way is derived using the exponential spectrum density function under assumption of normal probability procedure.
The results of dynamic analysis by Runge-Kutta method which are able to analyze considering the dynamic wheel forces between bridges and normal rail-ways are compared and contrasted. It is presented as an wheel forces spectrum that is varying either the bridge lengths or the critical crossing speeds.

참고자료

· 없음