표제지
목차
요약 7
Ⅰ. 서론 12
1. 연구배경 및 목적 12
2. 연구동향 13
3. 연구방법 및 내용 14
Ⅱ. 레일 파상마모의 이론적 고찰 16
1. 개요 16
2. 파상마모의 분류 및 특성, 원인, 대책 18
가. 중량철도형 파상마모 18
나. 경량레일형 파상마모 20
다. 부츠(Booted) 침목형 마상마모 22
라. 곡선에서의 접촉피로형 파상마모 25
마. 바퀴자국형 파상마모 28
사. 굉음레일(Roaring Rail)형 파상마모 31
3. 레일 파상마모의 해석모델 36
가. 관측자료를 통한 이론적 해석모델 도출 36
나. 주기적 마모의 이론 39
다. 하중/크리프 관계 40
라. 차륜과 레일의 동적응답 42
마. 수직하중 변동분 43
바. 마모 변동분 45
Ⅲ. 차륜과 레일의 접촉이론 47
1. 차륜과 레일 상호작용 47
2. 차륜과 레일의 접촉 50
3. 차륜과 레일간 횡방향 운동 51
4. 곡선부에서 차륜과 레일의 슬립(slip) 53
가. 곡선부 통과시 차륜과 레일의 슬립(slip) 발생 53
나. 곡선주행차량의 직진방향 횡하중 발생 56
Ⅳ. KTX 운행선 곡선부 레일마모 측정 및 분석 58
1. 레일마모 측정 대상구간 58
2. 선로조건과 레일마모 측정 58
가. 곡선부 레일마모 측정 및 보수현황 58
나. 대전 북연결선 파상마모 변화 추이 61
3. 선로조건과 레일마모 비교분석 63
Ⅴ. KTX차량의 급 곡선부 주행분석 및 고찰 65
1. 해석모델 66
가. KTX 차량 66
나. 차륜과 레일모델 69
다. 궤도검측 데이타 70
2. 전산해석 71
가. 해석조건 71
나. 해석결과 71
3. 곡선부 스킬소음과 파상마모 관계 75
Ⅵ. 곡선부 파상마모 저감방안 제안 76
1. 현재까지 파상마모 저감 대책 76
2. 파상마모 저감대책 제안 76
가. 급곡선부 콘크리트궤도 확대 적용 76
나. 곡선부 내측레일 경두레일 적용 77
다. 곡선부 외측레일 도유 77
3. 장기적인 면에서 파상마모 저감대책 제안 77
가. KTX 관절대차의 횡방향 조향성 향상 77
Ⅶ. 결론 78
참고문헌 80
Abstract 82
Table. 4-1. 경부고속철도 일반선 연결선 현황 58
Table. 4-2. 대전 북연결선 UIC60레일 마모 및 보수실적 59
Table. 4-3. 대전 북연결선 KS60레일 마모 및 보수실적 59
Table. 4-4. 대전 남연결선 UIC60레일 마모 및 보수실적 60
Table. 4-5. 대구 북연결선 UIC60레일 마모 및 보수실적 60
Table. 4-6. 동대구 남연결선 KR60 레일 마모 및 보수실적 60
Table. 4-7. 부산 북연결선 UIC60레일 마모 및 보수실적 61
Table. 5-1. KTX차량 대차제원 68
Table. 5-2. KTX 1차 현가장치 특성값 68
Table. 5-3. KTX 2차 현가장치 특성값 68
Fig. 2-1. 파상마모 발생기구 17
Fig. 2-2. 경량철도형 파상마모 레일의 요철형상 21
Fig. 2-3. (a) FAST에서 파상마모형상 (b) 접촉피로 파상마모 형상 26
Fig. 2-4. 차량속도에 따른 Roaring Rail 파상마모 파장의 변화 34
Fig. 2-5. 전형적인 하중/크리프 관계 41
Fig. 2-6. 하중 및 속도에 대한 부호의 정의 43
Fig. 3-1. 사행동(snake motion) 52
Fig. 3-2. 크리피지(creepage) 52
Fig. 3-3. 접촉면에서 발생되는 크리지피의 종류 53
Fig. 3-4. 곡선부 레일과 차륜의 슬립 관계 55
Fig. 3-5. 차륜과 레일모서리부의 접촉상황 56
Fig. 3-6. 곡선주행차량의 직진방향 횡하중 56
Fig. 4-1. 대전 북연결선 파상마모 파장 크기 62
Fig. 4-2. 대전 북연결선 곡선내·외측 레일두부 직진도 측정결과 62
Fig. 4-3. 대전 북연결선 곡선외측 레일두부 품질지수(QI) 62
Fig. 4-4. 대전 북연결선 곡선내측 레일두부 품질지수(QI) 63
Fig. 5-1. ADMS/RAIL의 분석과정 66
Fig. 5-2. KTX 차량 구성도 67
Fig. 5-3. KTX XP55 Wheel tread 69
Fig. 5-4. UIC60 레일단면 형상 70
Fig. 5-5. 궤도검측 데이타 70
Fig. 5-6. R400 통과속도 변화에 따른 외측차륜 탈선계수 72
Fig. 5-7. R400 통과속도 변화에 따른 내측차륜 탈선계수 72
Fig. 5-8. R400 통과속도 26.25m/s 탈선계수(Q/P) 73
Fig. 5-9. R400 통과속도 27.5m/s 탈선계수(Q/P) 73
Fig. 5-10. R400 통과속도 28.75m/s 탈선계수(Q/P) 74
Fig. 5-11. R400 통과속도 30m/s 탈선계수(Q/P) 74
Photo. 2-1. 장파장마모 16
Photo. 2-2. 단파장마모 16
Photo. 2-3. 중량철도형 파상마모 20
Photo. 2-4. 접촉피로형 파상마모가 진전된 모습 26
Photo. 2-5. TRAM에서의 차륜자국 29
Photo. 2-6. FAST에서의 차륜자국 29
Photo. 2-7. Vancouver Skytrain에서의 Roaring 레일 32
Photo. 4-1. 레일교환 작업 전 곡선내측 파상, 직마모 59
Photo. 4-2. 레일교환 작업 전 곡선외측 편마모 59
Photo. 4-3. 부산 북연결선 UIC60레일 곡선내측 파상마모 61
Photo. 5-1. KTX 동력대차 67
Photo. 5-2. KTX객차대차 67