도시철도 운영환경에서 파상마모에 의한 레일체결장치 클립의 진동 특성

Abstract

레일체결장치는 레일을 침목 등에 결속시켜 정해진 궤간의 유지와 열차 하중을 하부의 침목 및 도상 등에 전달하는 역할을 수행하는 주요 궤도 구성품이다. 본 논문에서는 도시철도 운영환경에서 파상마모에 대한 레일체결장치 클립의 진동 특성 분석을 위해서 조립상태에서 레일체결장치 클립의 모달테스트를 수행하여 고유진동수를 측정하였으며, 이를 파상마모에 의한 통과주파수와의 비교를 통해 공진 영향을 검토하였다. 또한 열차 주행시 파상마모에 따른 레일 및 레일체결장치 클립의 가속도와 레일체결장치 클립의 변형률을 계측하였다. 분석결과 레일 및 레일체결장치 클립의 가속도는 파상마모와 매우 밀접한 관계를 가지고 있으나, 레일체결장치 클립의 변형률과의 관계는 미비한 것으로 나타났다. The rail fastening system, which provides a structural connection between the rail and the sleepers, is a main track component that plays an important role in retaining the rail gauge within acceptable tolerances, as well as in passing the train load to the roadbed through the sleepers. In this paper, a modal test was first performed to evaluate the dynamic characteristics (e.g., natural frequency) of the clips of the railway fastening system under the condition of rail corrugation in urban railway operation. The corrugation-induced passing frequency was then compared with the natural frequency of the clips to investigate any resonance effect during train passage. Furthermore, a field test under train passage was conducted to measure the accelerations on the rail and the rail fastening clips as well as the strains on the rail fastening clips in the rail corrugation condition. The field measurements indicated that the accelerations on the rail and the rail fastening clips have a close relationship with the rail corrugation, but they had a minimal effect on the strains of the rail fastening clips.