R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202020CTAP-C152026-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 철도교량의 실주행열차에 의한 현장재하시험 및 공용내하력 평가기법에 대한 도로교와의 분리적용 | |||||
| 총 연구기간 | 2019-04-15 ~ 2020-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 최준혁 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
12명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 191,000,000 원 기업 : 69,000,000 원 계 : 260,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 345,000,000 원 기업 : 124,000,000 원 계 : 469,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 부천대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
○ 철도교량은 도로교에 비해 거의 일정한 크기의 열차하중이 정해진 선로를 주행하므로 열차하중의 작용조건(크기, 위치)이 명확함. 이점을 철도교 공용내하력 산정에 활용하여 ？？정밀안전진단 세부지침서？？에 제시된 도로교 기반의 설계하중 의한 시험주행열차를 이용한 표준현장재하시험 방법을 철도교 기반의 동적윤중에 의한 상시운행열차를 이용한 현장재하시험 방법으로 개선, 적용이 필요함. ○ 상시운행열차 주행 시 궤도구조에 발생하는 정, 동적윤중을 측정하여 철도교의 구조해석결과 및 현장측정응답을 구하고 이로부터 공용내하력을 산정하며, 이 때 궤도구조를 포함한 실제 철도교의 정/동적 구조특성과 가장 근접한 구조해석 및 현장주행시험을 실시함으로써 공용내하력 산정의 신뢰성을 가질 수 있음. ○ 철도교의 경우 도로교와 구조특성 및 하중조건이 상이하고, 공용내하력 산정을 위한 매개변수(보정계수, 충격계수 및 응답비, 내하율 등) 와 궤도구조를 포함한 구조해석모델링 그리고 선로주행안정성 (윤중, 횡압, 캔트, 동적할증계수, 탈선계수, 윤중변동율..) 등이 고려되어야 하며, 따라서 도로교와 차별화된 철도교 공용내하력 산정방법 및 구조안전진단 평가기준의 구분 적용이 필요함. [최종목표] 현행 시설물안전특별법 상, 도로교 기반의 구조물(정밀)안전진단/ 점검에 대해, 철도교의 상시주행열차를 활용한 현장재하시험/분석과 궤도구조를 포함한 구조해석으로 부터 철도교 공용내하력 산정방법을 도출하고, 선로주행안정성을 고려한 철도교의 구조안전진단 평가기준의 도로교의 평가기준과의 구분 적용방안을 제시 ○ 철도교량의 상시주행열차에 의한 현장재하시험/ 측정응답 분석방법 제시 ○ 궤도구조 및 선로주행안전성을 고려한 철도교의 구조해석모델 개발 ○ 시험주행열차 및 상시주행열차에 의한 현장재하시험 및 결과분석 ○ 선로주행안정성을 고려한 철도교의 구조안전진단 평가기준의 구분 적용방안 제시 [연구내용 및 범위] 본 연구는 현행 시설물안전특별법 상, 도로교 기반의 구조물(정밀)안전진단/ 점검에 대해, 철도교의 상시주행열차를 활용한 현장재하시험/ 분석방법과, 궤도구조를 포함한 구조해석으로 부터 철도교 공용내하력 산정방법을 도출하고, 선로주행안정성을 고려한 철도교의 구조안전진단 평가기준을 제시함으로써, 현 철도교의 현장측정/ 분석과, 공용내하력 산정의 문제점을 해소하고, 도로교의 평가기준과 구분 적용하는 합리적 방안을 제안하는 것으로 다음과 같은 내용을 수행할 계획임 ○ 철도교량의 상시주행열차에 의한 현장재하시험/ 측정응답 분석방법 제시 - 궤도성능평가, 열차주행안전성 평가, 구조물안전성 평가기준 등의 상호연계성 분석 및 합리적 평가 방안 도출, 도구조 성능평가, 열차주행 안전성 평가, 구조물 안전성 평가의 상호 영향 및 매개 변수 분석 - 현장재하시험에서의 계측과정 및 계측항목의 적절성, 측정결과의 분석방법개발 - 계측항목의 선정에서 센서, 계측준비, 데이터 획득 및 유효데이터 추출, 분석 방법 등 계측과정 전반에 대한 합리적 절차 제시 ○ 궤도구조 및 선로주행안전성을 고려한 철도교의 구조해석모델 개발 - 궤도구조의 작용력과 선로주행열차의 특성을 고려한 구조물 작용하중 산정방법과 구조해석 및 현장측정결과 분석을 통한 구조해석 모델 및 방법의 정합성 검토 ○ 시험주행열차 및 상시주행열차에 의한 현장재하시험 및 결과분석 ○ 선로주행안정성을 고려한 철도교의 구조안전진단 평가기준 적용방안 제시 ○ 연구의 추진 (연구시작시) : 도로교의 내하력평가 기법에 관한 개념은 정립되어 있으나, 철도교의 내하력평가 기법에 관한 적용이 미흡함 (연구종료시) - 철도교량 상시주행열차를 이용한 현장재하시험/분석방법 정립 - 궤도구조를 포함한 철도교 구조해석과 내하력산정기법 제시 - 선로주행안정성을 고려한 철도교량의 구조안전진단 평가기준 개발을 통한 철도교의 공용내하력 산정방법과 구조안전진단 평가기준 개선방안 제시 - 시험주행열차에 의한 정동적 현장재하시험 및 구조물 계측실험 - 궤도구조를 포함한 구조 해석과 상시주행열차에 의한 선로주행 안전성, 현장측정응답을 이용한 철도교량의 공용내하력 산정방법 ○ 연구의 추진체계 - 주관연구기관 연구책임자(최준혁 교수)는 부천대학교 토목과 교수로서 10여년 동안 철도 분야 실무에 종사하여 경부고속철도, 서울도시철도 등 고속철도 및 일반철도, 각종 T/K 설계, 기본설계 및 실시설계를 수행한 경험이 있으며, 철도 분야 관련 연구논문과 연구과제를 다년간 수행한 실적이 있음 - 공동연구기관 연구책임자(박용걸교수)는 서울과학기술대학교 철도전문대학원 교수로써, 20건 이상의 철도교량, 궤도 관련 R&D를 연구책임자로써 수행하여 성공적인 연구성과를 도출하였고, 철도교량/궤도/계측 및 해석 등과 관련된 다수의 논문을 발표 및 게재한 실적을 가지고 있음. - 공동연구기관 (주)지오코리아이엔지는 각종 구조물의 현장계측, 해석 및 평가 등을 수행하고 있는 국내 중소기업으로써, 많은 연구실적과 계측실적을 가지고 있어 본 연구의 원활한 업무진행이 가능할 것으로 판단되며 현장재하시험 관련 업무를 담당할 계획임. - 위탁연구기관 (주)공항철도는 철도시설을 운영 및 관리하는 철도운영기관으로써 본 연구개발을 위한 현장적용성 평가, 시험개소 선정 등에 Know-how를 가지고 있어 본 연구의 원활한 업무진행이 가능할 것으로 판단되며, 본 연구개발 성과에 대한 활용이 가능한 수요처임. - 본 연구의 연구개발체계는 주관연구기관(학계), 공동연구기관(학계, 산업체), 위탁연구기관(수요기관) 등으로, know-how를 상호보완하고 협력할 수 있도록 구성하였음. - 본 연구의 원활한 진행 및 사업화를 위해 관련 전문연구기관(한국철도기술연구원), 한국철도시설공단, 철도운영기관(한국철도공사), 한국철도학회의 철도교량전문가가 포함된 전문자문위원단을 구성하여 상시자문을 받으며 운영할 계획임. |
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| 색인어 | 한글 | 철도교량 | 안전진단 | 내하력 | 현장시험 | 유지관리 |
| 영문 | railway bridge | Safety inspection | Load carrying capacity evaluation | Test & Evaluation method | Maintenance | |
| 최종보고서 | (보완) 01. 연구개발 최종보고서ㆍ요약서(최종)-2021-02-16(발간번호포함).pdf | |||||