차세대 고속철 PSC box 교량의 동적확대계수 분석

Analysis of Dynamic Amplification Factor of PSC Box Bridge for Next-generation KTX vehicle

현행 고속철 KTX는 설계속도 300km/h로 10여 년간 성공적으로 운행되어 왔다. 주행속도 420km/h의 HEMU의 개발 성공을 바탕으로 차세대 고속철은 주행속도를 500km/h 이상으로 증가될 것으로 기대되며, 반면에 기존의 기반 구조물을 공용 또는 보강하여 사용할 것으로 예상된다. 따라서 증가될 주행속도에 대한 기존 고속철 교량의 동적 구조거동과 기존의 동적확대계수에 대한 보완이 요구되고 있다. 본 연구에서는 38자유도 고속철 차량과 3차원 교량구조물 및 불규칙 조도 확률밀도함수 궤도의 상호작용을 고려한 개선된 구조해석 프로그램을 적용하여 고속철의 주행속도 증가에 따른 교량 구조물의 동적거동을 주요 부재 위치에서 변위와 응력으로 정밀하게 해석하고 정적해석결과와 비교하여 동적확대계수를 추정하였다. 이러한 기존의 동적확대계수를 주행속도별 최대변위와 최소변위를 합산하여 총 변위량을 동적확대계수에 반영하고, 이에 대한 주행속도별 교량의 최대변위의 변화를 추정 회귀분석하였다. 또한 각각의 변위간의 시간차를 반영하여 변형률을 계산하고 전체 차량의 교량통과시간 기준 최대변위발생시점을 비례식으로 산정하여 기존의 주행안정성 설계기준의 최대변위 가속도값과 병행하여 분석함으로 새로운 평가기준으로서 고려되어야 할 주요 요소로 제안한다.