고정크로싱 분기기 통과속도에 따른 궤도주행안전성 평가 :(A) Study on the evaluation of Passing Speed by Rigid Crossing

박용주

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자료유형: 학위논문

저자정보: 박용주 (충남대학교, 忠南大學校大學院)

지도교수: 이진옥

발행연도: 2015

저작권: 충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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초록· 키워드

최근 국내외에서 발생되는 열차 사고사례의 대부분이 분기기와 관련이 있을 만큼 크고 작은 사고가 빈번하게 발생되어 이를 취약개소로 분류하여 엄격히 관리를 하고 있으며, 한국철도공사에서도 열차안전운행 확보를 위하여 고정크로싱 탄성분기기에 한해서 분기기 통과선측 최대 통과속도를 고속열차 140km/h 이하, 기타열차 130km/h 이하로 제한하고 있다.
반면에 국외 철도 선진국에서는 기존선 분기기 통과선측 최대 통과속도를 따로 제한하지 않고 다만 분기선측 통과속도만을 규정에 의거 제한하고 있다. 철도 선진국들의 이런 규정 적용은 국내 일반철도에 설치된 분기기의 속도 향상의 여지가 클 것임을 시사하고 있기도 하다.
따라서 본 연구에서는 호남선 신태인-노령 구간에 운행 중인 고속열차(KTX-산천)와 무궁화호(EL8200+객차4량) 열차에 대한 증속시험을 시행하여 고정크로싱 분기기 통과속도에 따른 궤도주행안전성을 평가하였다.
궤도주행안전성 시험은 한국철도시설공단 궤도구조성능검증절차에 제시된 분기기 현차주행 성능시험방법 및 한계값을 기준으로 평가하여 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다.
1) 시험열차별 궤도 주행안전성 평가 결과 정읍역 구내 분기기(PCT) 통과 시 모든 속도대역에서 레일수직변위, 레일응력, 탈선계수, 가드레일 배면횡압 최대값이 한계값보다 낮아서 궤도의 주행안전성에 적합한 것으로 평가되었다.
2) 시험열차별 천원역 구내 분기기(WT) 통과 시 모든 속도대역에서 레일응력, 윤중, 탈선계수, 가드레일 배면횡압 최대값은 한계값 이내로 적합하였으나, 레일수직변위는 시험열차별 모든 속도대역에서 최대값이 한계값(3mm) 초과하여 궤도의 주행안전성에 부적합한 것으로 평가되었다.
3) 동일한 열차주행 조건에서 궤도에 미치는 동적거동은 결선부, 진입부, 통과부 순으로 측정되었으며, 결선부를 통과할 때 가장 큰 동적거동이 나타났다. 또한 WT침목 분기기에 비해 PC침목 분기기의 궤도 주행안전성이 안정적으로 평가되었다.

Recently, the places of crossing section classified as a vulnerable to frequent accident are managed severely because most train accident cases are correlate with the turnout section. Thus, Korea Railroad Corporation imposes restrictions on the maximum passing speed of turnout passing side, high speed trains are 140 km/h or less and other trains are 130 km/h or less, to ensure train safety as long as fixed crossing elastic turnout. By the way, the railway developed foreign countries limit only passing speed of turnout side by the regulation not the maximum passing speed of turnout passing side. It means that increasing train speed could be possible to conventional railway in the country.
Therefore, the high speed train(KTX-Sancheon) and Mugungwha(EL8200+4 passenger cars) driving in the Honam line between Sintaein to Noryeong were conducted accelerated test and evaluated track driving safety according to passing speed of turnout. Track driving safety is evaluated turnout driving performance test methods and limit value presented by track system performance verification procedures of Korea Railroad Corporation. And followings are derived:
1) From the track driving safety result by test trains, driving safety of track is evaluated to be suitable because the rail vertical displacement, rail bending stress, derailment coefficient, the maximum back lateral force to guard rail are lower than limit value for all speed level when passing the turnout of Jeongeup station.
2) Driving safety of track is evaluated to be suitable because the rail bending stress, wheel load, derailment coefficient, the maximum back lateral force to guard rail are lower than limit value for all speed level when passing the turnout of Cheonwon station, but the rail vertical displacement is not suitable due to excess of limit value, 3mm.
3) The dynamic behavior on the track is measured connection section, entry section, passing section in order when the same train driving conditions, the largest dynamic behavior was occurred when the train is passing the connection section. Also, PC sleeper turnout is more stable than WT sleeper turnout.

제 1 장 서 론 1
1.1 연구배경 1
1.2 연구목적 2
1.3 연구내용 및 범위 2
1.4 연구동향 3
제 2 장 분기기 통과속도 산정 5
2.1 속도향상의 의의 5
2.2 속달성을 결정하는 요인 6
2.2.1 물리적인 능력과 소프트적인 능력 6
2.1.1 속달성에 기여하는 속도향상 6
2.3 속도향상 제약 요인과 대책 7
2.4 분기기 통과선측 통과속도 제한 요인 9
2.5 국내외 분기기 통과선측 통과속도 10
2.5.1 국내 분기기 통과선측 통과속도 10
2.5.2 국외 분기기 통과선측 통과속도 11
제 3 장 대상구간 증속 기술 검토 13
3.1 대상구간 분기기 부설현황 13
3.2 대상구간 분기기 증속시험 속도 및 시험분기기 선정 14
3.2.1 분기기 증속시험 속도 선정 14
3.2.2 증속시험 대상 분기기 선정 14
3.3 분기기 궤도주행안전성 평가 방법 및 기준 16
제 4 장 증속 시험운행 및 계측결과 19
4.1 증속시험 궤도주행안정성 평가 19
4.2 궤도 주행안정성 시험 개요 19
4.2.1 현장계측 위치 선정 19
4.2.2 현장계측 시스템 구성 및 측정 장비 20
4.2.3 궤도주행안정성 시험항목별 계측 방법 21
4.2.4 데이터 분석 방법 및 결과 판정 기준 25
4.3 고정크로싱 분기기 증속 시험운행 결과 분석 28
4.3.1 시험운전 개요 28
4.3.2 궤도 주행안전성 시험결과 분석 30
제 5 장 결 론 58
참 고 문 헌 60
ABSTRACT 62
감사의 글 64

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