고속철도교의 지진 시 이동하중 해석을 통한 열차 운행규정 검토

Abstract

최근 철도구조물의 내진에 대한 검토가 다양하게 이루어지고 있다. 하지만 열차의 탈선을 방지하기 위한 국내 고속철도 운행규정에 대한 연구는 미비한 실정이다. 국내 고속철도 운행규정은 지반가속도를 측정하여 사용하는 프랑스 규정을 기초로 설정되었지만, 지반가속도를 측정하여 사용하지 않고 교량 상부에 설치된 지진감시센서에서 측정된 가속도를 사용하여 지진 시 운행경보를 발령한다. 따라서 구조물에 의해 증폭되는 가속도로 열차운행을 제한함으로써 규모가 작은 지진에서도 열차가 운행할 수 없는 경보가 발령되어 열차운행에 경제적인 손실이 발생될 가능성이 크다. 본 논문에서는 PSC(Prestressed Concrete) 박스 철도교량을 대상으로 이동하중 해석, 지진하중 해석 및 지진 시 이동하중 해석을 수행하여 철도설계기준에서 제시하는 동적안정성 평가기준과 철도운행에 관한 안전지침에서 규정하는 지진 시 열차 운행규정을 비교하여 고속철도 운행규정의 적절성을 분석하였다. A large number of researches have been conducted on seismic resistant design of railway bridges. However, research on the running regulation of high-speed train during earthquake is limited. The current running regulation of high-speed train during earthquake was based on the French regulation. Accelerations were measured from the deck rather than ground acceleration, which results in reaching the limit value of the running regulation frequently due to amplified acceleration. This study investigates the dynamic behavior of high-speed railway bridges under earthquake. Analysis results are then compared against dynamic safety criterion in Korean railway design standard and train operation limits of safety instructions on the train operation. It is observed that both dynamic safety and derailment criterion are satisfied when the high-speed train runs over the bridge with the critical speed and under the earthquake level of serviceability limit state.