E.14 Stability of Rail Track
Figure E.14.1과 같은 레일-지반-교량 시스템에서 그림 E.17.2와 같은 온도하중, 레일 축방향 제동하중, 수직 하중이 가력될 때 비선형 해석을 수행한후 M. A. Van (1997)에서 제시한 결과와 비교하였다. 적용 시스템의 비선형성은 balast 부분으로 한정되며, 레일 및 교량은 선형탄성 조건이다. 그림 E.17.2는 해석 모델을 나타내고 있다. 레일과 교량을 연결하는데 rigid arm을 갖는 2절점 스프링과 수직방향 구속조건을 사용하여 그림 E.17.3와 같이 교량 상단에 스프링이 연결된 것을 모사하였다. 레일 축방향 하중이 가력되는 경우(Case1과 Case2)에는 rigid arm이 없는 2절점 스프링으로 모델링한 것과 결과 차이가 없으나 수직방향 하중이 가력될 경우(Case 3) rigid arm을 부과하여 교량 상단에 스프링이 연결되는 조건을 반드시 고려해야 한다. 그 이유는 레일과 교량이 도심을 연결하는 2절점 스프링을 사용할 경우 수직 방향 하중에 대해 레일의 축방향 변형이 발생하지 않게 되기 때문이다.
Figure E.14.1 Rail Track Stability Analysis
Figure E.14.2 Modeling
Figure E.14.3 Loading Condition
Figure E.14.4 - Figure E.14.8 은 해석 결과를 나타낸 것이다. Figure E.14.6 - Figure E.14.8에서 수직하중이 가력된 경우(Case 3)의 경우 수직력에 의해 레일에 발생하는 축 변위 및 내력, 도상의 전단력 등이 추가로 발생함을 확인할 수 있다. 특히 교량의 시점과 종점 부에서 축력과 모멘트가 집중되는 현상을 알 수 있다.
Figure E.14.4 Case 1 Analysis Results
Figure E.14.5 Case 2 Analysis Results
Figure E.14.6 Case 3 Analysis Results (Rail Displacement)
Figure E.14.7 Case 2 Case 3 Analysis Results (Interal Force of Rail and Track)
Figure E.14.8 Case 3 Analysis Results (Rotation and Moment of Rail- Enlarged View)
Input file
- Rail.inp
References
- M. A. Van (1997) Stability of Constinuous Welded Rail Track, Delft Universsity Press