궤간 내 강재형 일탈방호시설의 구조거동 특성에 관한 실험연구

Experimental Investigation of the Structural Characteristics of Steel-Frame Derailment Containment Provisions Within Track Gauges

철도 열차 선로에서 탈선이 발생되면 그 피해 규모가 크기 때문에, 시설물과 탑승객의 피해를 저감하기 위한 일탈 방호 시설(Derailment Containment Provisions, DCP)이 개발되어 적용되고 있다. 본 연구에서는 기존에 연구가 이루어지지 않았던 자갈궤도적용을 목표로 궤간 내 강재형 DCP (Steel Frame Type Derailment Containment Provision within guages)를 개발하고 그 거동특성을 실험적으로 평가하였다. 이를 위해 단일 앵커 및 강재형 DCP의 각 구성품의 조립된 조합체의 시스템에 대해서 준정적 하중 시험을 수행하였으며, DCP구조의 하중-변위 관계, 초기 강성, 최대 하중을 분석하여 탈선 충돌하중에 대한 거동특성을 규명하였다. 또한 강재형 DCP의 앵커 간 상호작용과 다중 앵커의 하중 전달 및 구조적 협응 효과가 확인되었으며, 이를 통해 강재형 DCP가 보다 향상된 하중 저항 성능을 확보할 수 있음을 입증하였다. 본 연구 결과는 향후 강재형 DCP가 탈선 상황에서 방호에 효과적인 방호대책의 대안 기술로 활용될 수 있음을 제시하였다.

Mitigation of the extensive damage due to derailments during railway operations requires effective derailment containment provisions (DCPs). In this study, the structural performance of a steel-frame-type DCP within gauges typically applied in ballasted tracks, was evaluated through quasi-static loading tests. Studies on such DCPs have been rarely reported. The tests were conducted on single-anchor and assembled DCP systems to investigate the load-displacement relationships, initial stiffness, and maximum load capacity, and thus characterize the structural responses of both types of DCPs under derailment loads. The results indicated the occurrence of significant anchor-to-anchor interactions and load transfer. In addition, the load resistance was improved due to structural cooperation among multiple anchors. These findings demonstrate that the proposed steel-frame-type DCP provides enhanced resistance against derailment impact loads, offering an effective alternative solution for damage mitigation in railway derailment scenarios.