궤도/교량 종방향 상호작용 현상

토공구간에 장대레일이 부설되어 온도 변화가 발생하는 경우 그 내부에 변위는 발생하지 않고 응력만 발생하는 부동구간이 존재하게 됩니다(레일양단의 자유신축부를 제외). 그러나 부동구간에 교량이 있을 경우 교량의 신축거동으로 인하여 궤도에 변위가 발생하게 되고 레일은 길이방향으로 변위 및 응력변화가 발생하게 됩니다. 교량상 레일의 응력 안정성 평가는 레일에서 발생하는 부가응력을 계산하여 레일의 허용응력과 비교하여 검토하며 레일의 부가응력은 다음과 같습니다.

레일부가응력 = 교량상 레일 최대 ‧ 최소 응력 – 토공구간 레일의 부동응력

다음 그림은 부동구간하부에 교량이 존재할 때 교량의 열팽창에 의하여 상부 레일에 발생하는 응력 및 변위의 일례를 나타냅니다.

영향 요소

이러한 현상은 궤도, 레일 및 교량 제원과 물리적 특성에 의해 상호 연관되어 다르게 나타나는데, 상호작용에 미치는 영향 요소는 다음과 같습니다.

• 궤도: 궤도 종저항력, 레일 제원 및 물성

• 교량: 고정지점간 거리(Expansion length), 교량 지간장, 수평 지지스프링계수, 상판의 휨강성, 데크의 높이

※ 고정지점간 거리(Expansion length)는 구조물의 열팽창 중심점(열팽창 시 움직이지 않은 지점)간 거리로서 다음 그림과 같은 교량에서 고정지점간 거리는 각각 L로 나타냅니다.