R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 200909TRPI-C053627-01 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 철도판형교 환경소음저감을 위한 레일장대화 및 성능향상 기술개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2009-09-30 ~ 2009-12-19 | |||||
| 연구책임자 | 민경주 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
3명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
9명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 24,000,000 원 기업 : 19,075,000 원 계 : 43,075,000 원 |
총연구비 | 정부 : 24,000,000 원 기업 : 19,075,000 원 계 : 43,075,000 원 |
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| 연구기관명 | (주)철도안전연구소 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
철도판형교량은 기존선에 약 800여개소로 총연장 48km현존하며 공용중에 있다. 강철도교량은 대부분 레일장대화를 지양하므로 레일이음매에서의 열차충격과 소음이 발생되고 이들 중 대부분인 판형교 거더는 높은 안전성에도 불구하고 강성의 부족으로 처짐과 진동이 크게 발생되어 상부 궤도와 하부 보자리의 손상을 급속하게 진행시키게 되며, 레일 이음매 충격과 과도한 진동으로 인한 고체소음은 환경소음으로 민원 대상이 되고 있다. 특히 내년(2010년)부터는 철도교량도 환경소음 규제대상임을 감안한다면 이에 대한 대책이 시급한 실정이다. 철도에서는 이러한 문제에 대해 판형거더의 보강, 거더 갱환 등 판형교량의 개선과 판형교량을 콘크리트 매립형 또는 슬래브 거더로 교환시켜 유도상화시킴으로서 해결하고 있는 실정이다. 그러나 전자는 판형교의 문제점을 그대로 내포하고 있으며 후자는 공사비가 크게 증가되고 고정하중의 증가로 적용에 한계 있는 실정이다. 또한 자갈도상은 선로의 유지보수가 보선장비를 이용한 기계화가 용이하므로 선로관리 현장에서 선호하고 있으나 자갈도상 콘크리트 슬래브거더는 열차의 통과톤수 증가에 따른 자갈파쇄에 의한 2종작업 및 슬래브 상부에 석분의 축적으로 인한 분니의 발생 등 생력화 궤도와는 거리가 있으며, 채수에 의한 누수 등 슬래브거더의 유지관리의 문제, 상부하중 증가에 의한 교각의 보강 및 이로 인한 공사비의 증가와 통수단면의 감소로 인한 홍수피해의 우려 등 많은 문제점을 내포하고 있다. 일본 등에서는 판형교에 철근을 배치하고 콘크리트로 매립하여 유도상화시킴으로 성능을 개량하고 열차 속도향상을 시키고 있으나 거더의 위치 정정 등 공정이 복잡하다. 위와 같은 제반 현황의 개선을 위하여 강철도교량에 적용할 수 있는 기술개발을 지속적으로 수행하고 있으나, 철도유지보수 현장에서는 판형교 궤도의 불안정성을 우려하여 적용에 소극적인게 현실이다. 주관연구기관에서는 판형교량상 레일장대화 기술을 개발하기 위하여 축력저감 교량받침을 이용한 판형교 레일장대화기술을 개발하여 2003년 경전선 저불강에 시험부설하고 2004년 신기술 제437호를 인증 받아 경부선 청도강교에 적용시키는 등 여러 현장에 적용시킨바 있으며, 판형교량 보강기술인 PC 합성판형 거더를 개발하여 2003년도에 동해남부선 송정천교량에 시험부설 및 2005년도에 연정천교량에 시공한 바 있다. 이들 기술은 판형교량의 거더와 궤도에 관한 각각의 기술로 경제적인 시공비로 환경소음의 저감, 승차감의 향상 및 유지관리비의 저감 등 효과가 있음이 입증되었으며 거더강성의 증가로 기존선 속도향상이나 틸팅열차 속도증가를 저해하는 판형교량의 문제를 해결하는 데에도 크게 기여할 것이다. 이들은 판형교의 현안을 해결하기 위하여 궤도분야와 구조분야 각각의 목적에 의하여 개발된 기술이나 이들을 일부 개선하고 결합한다면 판형교량의 문제를 경제적으로 획기적이게 해소시킬 수 있을 것으로 기대된다. [최종목표] ○ 보유기술의 사업화 활성을 위한 문제점 원인분석 및 대책수립 - 철도 판형교상 레일장대화 적용 기피 문제 해결 - 판형교 보강공법의 문제점 분석 및 대책수립 ○ 개발기술의 결합설계 및 시제품 개발 - 제품화를 위한 성능개선 공법 및 공정개발 모델정립 - 시제품 제작 ○ 개발기술의 현장부설실험 및 검증 - 현장부설시험 - 시험부설 교량의 성능 실험 및 환경측정 ○ 제품화 - 검증 결과 분석 문제점 개선 및 제품화 [연구내용 및 범위] ○ 자료수집 및 추가 개발기술 분석 - 선행기술조사 및 추가 개발기술관련 유사기술 설계도서 수집 및 분석 ○ 보유기술의 사업화 활성을 위한 문제점 원인분석 및 대책수립 - 철도 판형교상 레일장대화 적용 기피 문제 해결 - 신기술의 기술의 우수성 및 실적으로 적극적 활용방안 - 판형교 거더의 강성 증가방안 및 연속화 기술 검토 - 판형교 보강공법의 문제점 분석 및 대책수립 - 경제성, 간편성, 시공성 등에 있어 유리한 모델 검토 - 판형교 성능개선의 단순화, 경량화 및 연속화 기술검토 ○ 경제성, 성능개선, 공정개발을 위한 모델정립 - 추가 개발기술에 대한 거더길이별 교량 연장별 개념 설계 - 시험시공 대상교량 실시설계(대상교량 설계 및 판형거더 합성 및 연속화 설계) - PC 합성판형교 설치 공정 개발 ?PC 합성판형교 Segment 설치와 이음 공법 및 일체형 슬래브 설치 공법 ○ 시제품제작 - 성능검증을 위한 시제품 제작 제원 및 사양 제시 - 시제품의 및 방진체결구의 시험인증 실험 ○ 현장 부설 실험 - 교량 위 침목 제거 및 PC 슬래브 거치 - PC 슬래브와 기존 판형교의 합성이음 및 레일 체결 - 합성 전후 성능실험(처짐, 가속도, 응력 측정) 소음 및 진동 측정 - 궤도 및 교량 유지관리 노력 비교 ○ 제품개발 - 안전성, 공사비, 공기 및 유지관리비 등 경제성 분석 - 직선 교량용 거더길이별 PC슬래브의 규격화 및 표준화 - 곡선 교량용 곡률 및 cant에 따른 PC 세그먼트 규격화 ○ 종합 보고서 작성 |
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| 색인어 | 한글 | 판형교 | 장대레일 | 교량받침 | 소음 | PC 슬래브 |
| 영문 | Steel Plate Girder Bridge | Continuous Welding Rail | Bearing | Noise | PC Slab | |
| 최종보고서 | 가치평가3.pdf | |||||