지하철 혼잡도를 고려한 콘크리트궤도의 탄성패드 스프링강성 평가

Evaluation of Spring Stiffness of Resilience Pads for Concrete Track System Considering Subway Congestion

본 연구에서는 지하철 혼잡도를 고려한 직결식 콘크리트궤도의 궤도지지강성 평가를 위해 구간별 혼잡도의 차이가 있는 3개소를 현장측정 구간으로 선정하였으며, 원하는 위치에서 레일지지점 스프링강성을 측정할 수 있는 Wireless Portable 형식의 콘크리트 탄성패드 성능평가 기술을 적용하여 구간별 지하철 혼잡도를 고려한 탄성패드의 스프링강성을 평가하였다. 주요 매개변수로는 구간별 혼잡도를 반영한 누적통과톤수로 설정하였으며, 혼잡도 차이에 따른 직결식 궤도의 탄성패드 스프링강성 변화를 비교ㆍ분석하였다. 분석결과, 누적승객인원이 가장 낮은 A구간 대비 누적승객인원이 상대적으로 많은 B∼C구간의 탄성패드 스프링강성은 각각 약 7%, 11% 증가한 것으로 분석되었다. 본 연구의 대상선로의 공용년수가 약 5년, 열차통과톤수로는 약 9백만 톤인 선로인 것을 감안할 때, 구간별 혼잡도가 반영된 누적승객인원과 탄성패드의 스프링강성 변화는 상관성이 높은 것으로 판단되었다. 또한, 열차누적통과톤수와 탄성패드 스프링강성의 상관관계 분석결과를 바탕으로 구간별 탄성패드의 교체시기를 산출한 결과 Section A는 약 27년, Section B는 약 23년, Section C 구간은 약 20년 이내로 분석되어 구간별 혼잡도 차이로 인하여 탄성패드 교체시점의 차이가 발생될 수 있음을 실험적으로 입증하였다.

In this study, three locations with different congestion levels for each section were selected as field measurement sections for evaluating the spring stiffness of resilience pads for direct-fixation concrete tracks considering subway congestion, and the performance evaluation technology of resilience pads that can measure the spring stiffness of rail supporting points at target locations was applied to evaluate the spring stiffness of the resilience pads considering subway congestion for each section. The main parameter was set as the congestion levels of cumulative passing tonnage for each section, and the changes in the spring stiffness of the resilience pads of the direct-fixation concrete track according to the congestion levels were compared and analyzed. As a result of the analysis, the spring stiffness of the resilience pads in section B to C, where the cumulative number of passengers is relatively high compared to section A, where the cumulative number of passengers is the lowest, increased by approximately 7% and 11%, respectively. Considering that the target track of this study has been in service for approximately 5 years and the cumulative passing tonnage is only approximately 9 million tons, it is judged that the cumulative number of passengers reflecting congestion levels for each section and the changes in the spring stiffness of the resilience pads are highly correlated. In addition, as a result of the correlation analysis between the cumulative passing tonnage and the spring stiffness of the resilience pads, it is estimated that the resilience pads in Section C will require replacement in approximately 20 years, in Section B in about 23 years, and in Section A in about 27 years.