고속열차 주행 시 지진하중을 고려한 현수교의 주행안전성 및 승차감 분석

Abstract

교량을 주행하는 열차의 주행안전성과 승차감의 확보를 위해 Eurocode, 신간선 기준, 호남고속철도 설계지침 등에서는 교량의 연직변위, 연직가속도, 면틀림 등의 항목으로 제한하고 있다. 그러나 이와 같은 제한 기준은 교량 설계자의 편의를 위한 간접적인 방법이다. 또한 이와 같은 기준은 일반적인 경간(Eurocode의 경우 120m 이하)에 대한 제한 기준으로서, 이 이상의 장경간 교량의 경우에는 교량/열차 상호작용 해석 등에 의한 면밀한 검토를 제안하고 있다. 본 연구에서는 교량/열차 상호작용 해석을 수행하여 열차에서의 응답을 통해 교량 상을 주행하는 열차의 주행안전성 및 승차감을 직접적으로 평가하고자 하였다. 즉, 중앙경간 300m의 현수교를 주행하는 KTX 열차에 대하여 열차 내부의 가속도와 윤중감소율을 구해 평가하는 방법을 취하였다. 또한, 이동 열차하중과 지진하중이 동시에 작용할 경우를 고려한 교량/열차/지진 상호작용해석을 수행하여 지진 시의 응답을 평가하였다. The estimation of traffic safety and passenger comfort when the train is running on the bridge is a estimation unique to the railway bridge. The standards for such estimation are included in the Eurocode, the Shinkansen design criteria, and the design guideline of the Honam High-speed railway. The items are bridge responses including vertical displacement of bridge, vertical acceleration, and slab twist. In principle, a direct estimation based on the train responses has to take place. However, the estimation based on the bridge responses can be seen as an indirect estimation procedure for the convenience of the bridge designer. First, it is general practice that traffic safety can be verified as a derailment coefficient or wheel load decrement The general method of estimating passenger comfort is to calculate the acceleration within the train car-body. Various international indexes have been presented for this method. In the present study, traffic safety and passenger comforts are estimated directly by bridge/train interaction analysis. The acceleration and wheel load decrement are obtained for the estimation of traffic safety and passenger comforts of a suspension bridge which has main span length of 300m. Also, the consideration of seismic load with simultaneous action of moving train is done for bridge/train/earthquake interaction analysis.