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표제지

제출문

보고서 초록

요약문

Summary

목차

Table of Contents 21

제1장 연구개발과제의 개요 22

제1절 연구개발의 목적 및 필요성 22

제2절 연구개발 목표 및 범위 25

제2장 국내외 기술개발 현황 28

제1절 국내 기술개발 현황 28

제2절 국외 기술개발 현황 30

제3장 연구개발수행 내용 및 결과 34

제1절 개발 소프트웨어 검증 및 성능 보완(동적해석 S/W) 34

제2절 개발 소프트웨어 검증 및 성능 보완(레일-교량 상호작용해석 S/W) 64

제3절 국부진동 저감장치의 시험시공 및 매개변수 연구 78

제4절 하중계측용 교량받침의 성능계측 및 분석 98

제5절 교량 동적거동 현장 계측과 주행안전성 검토 107

제4장 목표달성도 및 관련 분야에의 기여도 136

제5장 연구개발결과의 활용계획 144

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 146

제7장 참고문헌 148

[고속철도 선로구축물 시스템 안정화 기술개발 보고서] 152

제출문 152

보고서 초록 154

요약문 156

SUMMARY 166

목차 174

제1장 연구개발과제의 개요 184

제1절 연구개발의 목적 184

제2절 연구개발의 필요성 184

1. 기술적 측면 184

제2장 국내외 기술개발 현황 188

제1절 국내외 관련분야 기술개발 현황 188

1. 고속철도 체결장치의 안정화 및 성능개선 188

2. 고속철도 방진침목의 안정화 및 성능개선 196

3. 고속철도 콘크리트 슬래브궤도의 안정화 및 성능개선 202

4. 접속구간 현장조사 및 계측을 통한 궤도손상요인의 분석 210

제2절 연구결과가 국내ㆍ외 기술개발현황에서 차지하는 위치 215

1. G7 개발제품 현장부설 및 현장성능평가 215

2. 개발 S/W의 신뢰성 검증 및 성능보완완성 215

3. 접속구간 보완방안 시험 및 성능분석 216

제3장 연구개발수행 내용 및 결과 218

제1절 궤도 관련 개발품의 시험부설 및 현장성능평가 및 유지보수체계 구축 218

1. 개요 218

2. 체결장치 223

3. 방진침목 247

4. 슬래브궤도 254

5. 현장 성능평가 계획 267

6. 유지보수체계 274

제2절 접속구간 보완방안 및 시험성능평가 278

1. 접속구간 보완설계기법 278

2. 접속구간 궤도성능평가 293

제3절 개발 S/W의 신뢰성 검증 및 성능 보완 완료 300

1. 개요 300

2. 프로그램 구조 및 향상된 기능 302

3. 프로그램 사용 설명 325

제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 338

제1절 연도별 연구목표 및 연구개발 목표달성도 338

제2절 관련분야의 평가분석 및 기술발전 기여도 340

1. 연구목표의 달성도 및 성실도 340

2. 연구결과의 기술적 우수성 및 파급효과 342

제5장 연구개발결과의 활용계획 346

제1절 타 연구에의 응용 및 기업화 추진방안 346

1. G7 개발제품 및 S/W의 안정화 및 성능개선 346

2. 고속선 접속구간의 안정성 향상기술개발 347

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 348

제7장 참고문헌 350

표목차

표 2.1.1. 각국의 슬래브궤도 부설상황 204

표 2.1.2. 슬래브궤도의 주요 기술요건 205

표 2.1.3. 콘크리트 슬래브궤도 형식에 따른 분류 208

표 3.1.1. 레일체결장치 성능시험규격 및 시험결과 226

표 3.1.2. 레일패드의 정적스프링계수 228

표 3.1.3. 레일패드의 동적스프링계수 229

표 3.1.4. 초기체결력 230

표 3.1.5. 종방향저항력시험 232

표 3.1.6. 비틀림저항력 233

표 3.1.7. 피로시험결과 235

표 3.1.8. 충격감쇠시험 결과 242

표 3.1.9. 전기절연시험결과 245

표 3.1.10. 방진침목패드 성능시험 결과 248

표 3.1.11. 침목패드의 지지강성 산정(연질패드, 경도 60 내외) 251

표 3.1.12. 방진침목의 휨모벤트 검토 252

표 3.1.13. 노반조사 258

표 3.1.14. 관입시험 결과의 판정기준 260

표 3.1.15. 측정위치 및 측정항목 268

표 3.1.16. 트랙마스터의 사양 269

표 3.1.17. 트랙마스터의 측정원리 270

표 3.1.18. 고속철도 준공검사 및 정비기준 271

표 3.1.19. 궤도틀림관리기준 275

표 3.2.1. 에폭시 수지계와 습기경화형 우레탄 수지계의 비산방지제 비교 281

표 3.2.2. 설계모멘트 및 극한안전율 비교 283

표 3.2.3. 보강레일 내의 지지탄성 변화구간 패드탄성 변화 293

표 3.2.4. 무보강 접속구간과 보강레일 접속구간의 해석결과 비교 299

표 3.3.1. 궤도설계 및 성능평가를 위한 해석기술의 분류 302

표 3.3.2. 클래스 기능 설명 304

표 3.3.3. 전륜 후륜 위치 설정 수식 313

표 3.3.4. GTSAP 프로그램 해석 결과 파일 315

표 3.3.5. GTDAP 프로그램 해석 결과 파일 316

표 3.3.6. GTFAP 프로그램 해석 결과 파일 316

표 3.3.7. 구조 안정성 검토(GTSAP_VT) 기준(CODE) 323

표 3.3.8. 주행 안정성 검토(GTDAP_VT) 기준(CODE) 324

표 4.1.1. 선로구축물 안정화기술개발의 4차년도 연구목표 및 연구개발 338

표 4.1.2. 평가의 착안점 및 척도와 가중치 339

표 6.1.1. 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보 348

그림목차

그림 2.1.1. Pandrol PR series clip 189

그림 2.1.2. Pandrol 'e' series clip 189

그림 2.1.3. Pandrol Fastclip 191

그림 2.1.4. RN형 레일체결장치 191

그림 2.1.5. 나브라형 레일 체결장치 192

그림 2.1.6. Skl 12 체결장치 193

그림 2.1.7. Skl 14 체결장치 193

그림 2.1.8. 신간선 102형 체결구 194

그림 2.1.9. DE형(네덜란드) 레일체결장치 195

그림 2.1.10. 헤이백형(스위스) 레일체결장치 195

그림 2.1.11. 피스트형(스웨덴) 레일체결장치 195

그림 2.1.12. 모타코 터널형 195

그림 2.1.13. 마그베스형 (영국) 레일체결장치 195

그림 2.1.14. 프랑스 LVT 궤도 197

그림 2.1.15. 독일 Getzner사 방진침목패드 198

그림 2.1.16. 독일 Getzner사 패드의 grid 부착면 199

그림 2.1.17. RIM 방식 방진침목 199

그림 2.1.18. 기설침목 재이용 방법 200

그림 2.1.19. 무발포 액상 우레탄 방법 200

그림 2.1.20. 일본의 방진슬래브궤도 203

그림 2.1.21. 독일의 레다궤도(토노반형) 203

그림 2.1.22. 독일의 레다궤도(교량형) 204

그림 2.1.23. 독일의 쥐블린궤도 204

그림 2.1.24. 3형식 궤도 205

그림 2.1.25. 단일체 궤도 205

그림 2.1.26. 구체형 슬래브 207

그림 2.1.27. 비구체형 슬래브 207

그림 2.1.28. 침목내 내장 스핀들 208

그림 2.1.29. 타설전 시공오차조정 208

그림 2.1.30. 접속부에서의 궤도처짐 현상 211

그림 3.1.1. 레일체결장치의 개요도 218

그림 3.1.2. 방진침목 및 방진침목 패드 219

그림 3.1.3. 현장타설식 슬래브궤도 220

그림 3.1.4. 프리캐스트 콘크리트 슬래브궤도 220

그림 3.1.5. 시험부설 대상구간(전라선 서도~산성간 71.6km 부근, 인화 제2터널) 222

그림 3.1.6. 시험궤도의 구성 223

그림 3.1.7. 레일패드의 수직스프링 시험 227

그림 3.1.8. 피로시험 전 정적스프링계수 227

그림 3.1.9. 피로시험 후 정적스프링계수 227

그림 3.1.10. 피로시험 전 동적스프링계수 228

그림 3.1.11. 피로시험 후 동적스프링계수 228

그림 3.1.12. 초기체결력시험 229

그림 3.1.13. 피로시험 전 초기체결력 230

그림 3.1.14. 피로시험 후 초기체결력 230

그림 3.1.15. 종방향저항력시험 231

그림 3.1.16. 피로시험 전 종방향저항력 231

그림 3.1.17. 피로시험 후 종방향저항력 231

그림 3.1.18. 비틀림저항력시험 233

그림 3.1.19. 비틀림저항력(push) 233

그림 3.1.20. 비틀림저항력(pull) 233

그림 3.1.21. 피로시험 234

그림 3.1.22. 레일두부수평변위 234

그림 3.1.23. 레일저부수직변위 234

그림 3.1.24. 피로시험 전 후의 체결부품비교 (상:피로시험 전, 하:피로시험 후) 240

그림 3.1.25. 충격감쇠시험 241

그림 3.1.26. 침목상부 변형량(기준패드) 241

그림 3.1.27. 침목상부 변형량(시험패드) 241

그림 3.1.28. 침목하부 변형량(기준패드) 241

그림 3.1.29. 침목하부 변형량(시험패드) 241

그림 3.1.30. 인발저항시험 243

그림 3.1.31. 60kN 하중재하 시 243

그림 3.1.32. 숄더의 매입강도측정(140kN까지 하중재하) 243

그림 3.1.33. 숄더의 인발(140.2kN에서 인발) 244

그림 3.1.34. 전기절연성능시험 244

그림 3.1.35. 전기저항력 245

그림 3.1.36. 부식저항시험 후 246

그림 3.1.37. 굴곡깊이 측정시험 247

그림 3.1.38. 현장부설구간(오송기지 내 자갈세척장 인입선)에서의 궤도변위 및 가속도 측정결과 250

그림 3.1.39. 영업선에 부설된 방진침목 253

그림 3.1.40. 침목 패드의 매입 불량 253

그림 3.1.41. 현장타설식 슬래브궤도 254

그림 3.1.42. 슬래브궤도 부설 절차 255

그림 3.1.43. 토류벽 설치 256

그림 3.1.44. 토류벽 설치 및 노반 굴착 257

그림 3.1.45. 노반조사 258

그림 3.1.46. 표준관입시험 결과 259

그림 3.1.47. 지오그리드 매설 260

그림 3.1.48. 배수로 설치도 261

그림 3.1.49. FPL층 시공 262

그림 3.1.50. HSB층 시공 263

그림 3.1.51. 슬래브 설치 264

그림 3.1.52. 충전재 주입을 위한 측면막기 264

그림 3.1.53. 현장타설 슬래브의 시공 265

그림 3.1.54. 자갈궤도-슬래브궤도 접속구간 보강대책 266

그림 3.1.55. 시험부설구간 개요도 267

그림 3.1.56. 트랙마스터 271

그림 3.1.57. 레일 면틀림(좌레일) 272

그림 3.1.58. 레일 면틀림(우레일) 272

그림 3.1.59. 레일 줄틀림(좌레일) 272

그림 3.1.60. 레일 줄틀림(우레일) 273

그림 3.1.61. 궤간틀림 273

그림 3.1.62. 레일캔트 273

그림 3.1.63. 개발품 현장부설 구간 유지관리 기본방안 274

그림 3.1.64. A형 슬래브궤도에 적용된 레일체결장치 276

그림 3.1.65. 레일체결장치의 고저조절 276

그림 3.1.66. 슬래브궤도의 보수절차 277

그림 3.1.67. 지반침하복원공법의 예 277

그림 3.2.1. 레일지지스프링계수의 균등화 예(일본) 280

그림 3.2.2. 터널구간용 어프로치 슬래브의 설계 285

그림 3.2.3. 궤도보완설계안 291

그림 3.2.4. 보강레일을 설치/탄성체감하고 자갈도상궤도구간 궤도틀림 있는 경우(면틀림 16mm로 시급보수 수준의 궤도틀림 발생시) 295

그림 3.2.5. 무보강접속구간 윤중 296

그림 3.2.6. 보강접속구간 윤중 296

그림 3.2.7. 무보강접속구간 윤중증가율 296

그림 3.2.8. 보강접속구간 윤중증가율 296

그림 3.2.9. 무보강접속구간 윤중감소율 296

그림 3.2.10. 보강접속구간 윤중감소율 296

그림 3.2.11. 무보강접속구간 레일응력 297

그림 3.2.12. 보강접속구간 레일응력 297

그림 3.2.13. 무보강접속구간 레일변위 297

그림 3.2.14. 보강접속구간 레일변위 297

그림 3.2.15. 무보강접속구간 체결구지압력 298

그림 3.2.16. 보강접속구간 체결구지압력 298

그림 3.2.17. 무보강접속구간 차체가속도 298

그림 3.2.18. 보강접속구간 차체가속도 298

그림 3.3.1. Class 구조 303

그림 3.3.2. SDI, MDI 형 MFC 프로그램 구조 306

그림 3.3.3. 프로젝트(Project) 기본 흐름 307

그림 3.3.4. GTAP 메인프레임, 자식프레임 308

그림 3.3.5. 자식프레임(ChildFrame) 2DView, 3DView, 해석, 차트 308

그림 3.3.6. 2D 모델링된 모습 309

그림 3.3.7. 2D 화면 확대/축소된 그림 310

그림 3.3.8. 마우스 드래그로 2D 객체 이동전후 모습 311

그림 3.3.9. CASE 수식 설명 모델 312

그림 3.3.10. CASE1 전륜차축 313

그림 3.3.11. CASE2 전후륜 중앙지점 314

그림 3.3.12. CASE3 전륜차축 314

그림 3.3.13. 챠트 창 317

그림 3.3.14. 그래프 창 크기에 맞는 그래프 318

그림 3.3.15. 마우스 포지션에 따른 위치값 319

그림 3.3.16. 마우스 드래그를 이용한 확대 전후 그림 320

그림 3.3.17. 선 그래프(linear Graph)와 굵은 점 그래프(Bullet Graph) 321

그림 3.3.18. 윗 그림 CASE1, 아래 그림 CASE2 322

그림 3.3.19. 프로젝트 생성 및 열기 325

그림 3.3.20. 슬래브, 방진재, 층결정, 물성치 입력 대화상자 326

그림 3.3.21. 하중 결정 327

그림 3.3.22. GTSAP_VT 2D Modelling 328

그림 3.3.23. GTSAP_VT 확대/축소 비율 328

그림 3.3.24. 화면 확대 100% ⇒ 150% 329

그림 3.3.25. 3D Modelling 329

그림 3.3.26. GTSAP_VT 포트란 입력 파일 330

그림 3.3.27. 해석 330

그림 3.3.28. GTSAP_VT 해석 결과 그래프 331

그림 3.3.29. 완벽한 멀티프로세스 구동 332

그림 3.3.30. PELib Classes Source 333

그림 3.3.31. PELilChart classes Source 334

그림 3.3.32. CDefineTrainLoad.cpp 335

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