몬테카를로 시뮬레이션을 활용한 교량 상 콘크리트궤도의 종방향 저항력 산정

Estimation of Longitudinal Resistance of Concrete Track on Bridge using Monte Carlo Simulation

교량상에 부설된 장대레일(continuous welded rail, CWR)은 궤도-교량 상호작용(track-bridge interaction) 때문에 토공 구간에 부설된 장대레일과 달리 레일에 부가적으로 응력 및 변위가 발생한다. 따라서 교량상에 부설되는 궤도는 교량과의 상호작용의 영향을 최소화하여 궤도와 주행 열차의 안전성을 추가로 확보하여야 한다. 궤도-교량 상호작용에 따른 영향을 분석하기 위해서는 다양한 영향인자를 고려해야 하는데, 이 중 궤도의 종방향 저항력(longitudinal resistance)은 궤도의 종류나 열차수직하중의 유무에 따라 검토하고 있다. 그러나 실제로 부설된 체결장치의 종류나 특성을 고려하지 않고 모든 궤도 종류에 대하여 안전측 설계를 가능하도록 하는 하나의 선도를 제시하고 있는 실정이다. 따라서 실제 부설되는 체결장치의 종류를 고려한 저항력이 제안되어야 한다. 본 연구에서는 레일체결장치의 실내 종방향 저항력 실험 결과를 반영하여 궤도-교량 종방향 상호작용 해석 시 적용할 수 있는 종방향 저항력을 도출하였다. 이를 위하여 국내의 교량상 콘크리트 궤도에 사용되고 있는 레일 체결장치를 대상으로 실내 종방향 저항실험을 수행하였으며 실험결과를 이용한 몬테카를로 시뮬레이션을 통하여 교량상 궤도의 안전한 설계가 가능하도록 합리적인 저항력을 도출하였다.