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활용사례
[Bridge] 장대레일 철도교의 해석 자동화 (한국)키워드 및 개요
· 사용자 정의 스프레드시트 데이터를 통한 모델링과 해석 자동화
· 궤도/교량의 연결부에 대한 빠른 평가 수행
· 온도와 열차 하중으로부터 레일에 발생하는 힘에 대한 평가
현대 고속 철도에 대부분 사용되고 있는 장대레일(용접이음)은 궤도와 특정 지지 교량에 대한 정확한 모델링이 필요하며 특히, 온도 하중과 열차 하중에 의해 선로에 발생되는 응력 및 힘과 관련해 교량과 궤도의 연결부에 대한 정확한 모델링이 필요하다.
원래 한국철도기술공사(Korea Railroad Technical Corporation)를 위해 만들어진 새로운 버전의 LUSAS를 통해 자동화 기능을 사용하여 UIC 774-3의 규정에 따라 궤도와 교량에 대한 상호 해석을 수행할 수 있었다.
또한, 엑셀 스프레드시트에서 정의된 데이터로부터 모델링을 하고 해석을 수행할 수 있었으며 엑셀 스프레드시트 또는 LUSAS 결과 파일 형식을 통해 결과 값을 빠르게 얻어낼 수 있었다.
한국철도기술공사
한국철도기술공사(KRTC)는 한국 전역의 주요 철도 및 고속 철도 건설 프로젝트의 기획, 연구, 설계, 감리를 맡고 있다.
한국철도기술공사의 공인된 목표는 선진 철도 기술을 발전시켜 경쟁력을 높이는 것이며, 궤도와 교량의 상호 해석 자동화를 위해 LUSAS Bridge를 사용함으로써 이러한 목표를 이루었을 뿐만 아니라 훌륭한 결과도 얻어낼 수 있었다.
모델링
궤도와 교량 상관 모델은 기하/재료 특성 및 엑셀에서 정의된 하중 데이터로부터 3차원으로 자동 모델링된다.
부재의 길이(UIC774-3의 기준에 따라)는 길게 놓여있는 제방과 교량 형태를 정의하기 위해 필요하였다.
레일 클립, 침목/자갈 이동, 교량의 베어링을 제외한 모든 모델링에 3차원 Thick engineering beam이 사용되었으며 스프링은 교각의 강성을 모델링하기 위해 이용되었다. 대화창을 통해 모델링을 함으로써 교량을 지나는 열차 한 대에 대해서 뿐만 아니라 여러 대의 열차에 대해서도 고려해 볼 수 있다.
해석결과
해석을 수행할 때 복합 레일에 대한 해석과는 별개로 데크 하중이 고려될 수 있으며 전체 해석은 데크와 레일 하중의 온도를 고려하여 수행될 수 있다.
도상에 대하여 비선형 조인트 요소를 사용한 비선형 해석을 수행하였으며 결과는 Excel 스프레드시트 또는 LUSAS 결과 형식으로 생성할 수 있다.
또한 사용자 지정 하중조합을 정의할 수 있다. 스프레드시트 결과에는 사용 하중에 의한 궤도의 축력과 교량 상판의 단면력이 포함되어 있다.
