현재 고속철도 교량의 공용내하력 평가는 정밀안전진단 세부지침에 의해 재하시험 열차를 이용하여 정·동적 재하시험을 실시하고 있다. 그러나, 철도교량의 특성상 재하시험은 야간에 일정시간(2~3시간) 선로를 차단시킨 상태에서 시험이 이루어지므로 재하시험 일정 및 차단작업 승인 등 협의절차와 소요시간이 약 1개월 이상이 소요되며 재하시험 열차 사용에 따른 과다한 비용이 발생되는 문제점이 발생하게 된다. 고속철도교량의 재하시험 시 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 경부고속선 2단계(동대구-부산)구간에 위치하고 있는 27개 교량 35개 상부구조형식 대상교량에 대해 상시운행열차에 의한 재하시험의 적용여부 및 타당성 분석을 위해 시험열차, 최초점검열차 170km/h 및 상시운행열차에 의한 현장재하시험을 실시하였고 교량형식별, 지간별 및 경간별 분석결과를 요약하여 정리하면 다음과 같다.
현장재하시험의 신뢰성 확보를 위해 경부고속선의 대표적인 교량형식인 PSC BOX교, STEEL BOX교, RPF GIRDER교, PSC GIRDER교, PLATE GIRDER, RAHMEN교 및 콘크리트 궤도, 자갈궤도에 대해 공용내하력 평가에 중요인자로 사용되는 정적응답비, 충격계수 및 수정 응답보정계수를 산정한 결과 정적재하시험 대신 170km/h 최초점검열차와 최대 동정응답값을 적용한 수정응답보정계수를 철도교량 내하력 평가에 적용이 가능한 것을 도출하였다.
정적 및 의사정적재하시험의 문제점을 해결하기 위해 170km/h 상시운행열차의 처짐값을 정적처짐값과 비교한 결과 대상교량 35개의 상대적 오차는 평균 2.23%로 이는 Low-pass filtering과정 없이 산정된 값으로 정적응답비의 실측처짐에 정적처짐 대신 170km/h의 처짐값을 적용해도 타당할 것으로 사료된다. 특히, 상부구조형식이 PSC BOX교와 STEEL BOX교는 상대적으로 오차가 작아 안정적인 값을 나타냈다. 응답보정계수의 정적응답비가 공용내하력에 미치는 영향을 평가하기 위해 해석처짐에 대한 정적처짐과 170km/h 최초점검열차에 의한 처짐의 응답비는 +0.072~-0.094로 정적응답비의 실측처짐에 170km/h 최초점검열차의 처짐을 적용해도 공용내하력에는 영향이 없는 것으로 판단된다. 따라서, 야간 차단시간에 시행하는 재하시험을 생략할수 있고 의사정적재하시험의 Low-pass filtering과정에서 발생하는 문제점을 해결할 수 있을 것으로 기대된다.
수정응답보정계수는 철도교량의 특성을 반영하여 최초점검열차 170km/h 및 상시운행열차에 의해서 측정된 최대 동적응답값을 적용하여 공용내하력을 평가하는 것이며 수정응답보정계수 산정 결과 표준응답보정계수와의 상대오차 ±5%이내로 공용 내하력 평가에 적용이 가능할 것으로 판단된다.
본 연구를 통해 고속철도교량의 현장재하시험 시 발생되는 문제점들을 해결하기 위하여 정적재하시험 대신 매일 170km/h로 1일 1회 운행하는 최초점검열차(안전점검열차)에 의한 계측 결과값을 적용해도 정적응답비의 상대적 오차가 작아 신뢰성을 확보할 수 있을 것으로 판단되며, 또한, 상시운행열차에 의한 동적응답값에 의한 수정응답보정계수를 공용내하력 평가에 적용이 가능하여 예산절감 및 효율적인 유지관리로 현장재하시험방법 개선에 기여할 것으로 판단된다.