UIC774-3의 테스트 케이스 G4-6

테스트 G4-6를 위한 교량의 제원은 G1-3과 동일하며, 철도하중(제동 하중)의 방향만이 다른 경우입니다.

온도하중에 대한 결과는 G1-3과 동일하므로 생략하고, 온도하중에 부가하여 철도하중이 재하된 상태의 결과를 비교하고자 합니다. 우선 우측에서 좌측으로 진행을 하여 교량의 끝에 철도하중의 선단이 위치한 경우에 대한 해석을 수행하였습니다.

레일의 축방향 응력은 -163.932MPa로 UIC774-3이 제시한 -173.33MPa과 5.42%의 오차율을 가지며, 최대 10%까지 허용한 시방의 범위 내에 들어오는 것으로 나타났습니다.

앞서의 E4-6의 경우와 본 모델의 가장 큰 차이점은 경간장이 60m 대신 90m인 것으로, 철도하중의 위치에 따라 최대 응력값의 크기가 달라지는 변폭이 더 커진 것입니다. 철도하중의 시점이 좌측 교대에 위치하는 현재의 상태가 아닌 다른 위치에서의 결과를 검토함으로써 더욱 정확한 최대 응력을 얻어낼 수 있을 것입니다.

이것을 확인하기 위하여 우측 교대의 위치로부터 10m 간격씩 철도하중의 위치를 조정하여 철도하중의 선단이 교량을 통과해 좌측으로 150m를 더 진행하기까지 16가지 경우에 대하여 해석을 수행하였습니다. 각 해석에 대한 Enveloping 결과를 확인한 결과, 레일에서 발생하는 축 방향 최대 압축 응력은 –163.93MPa을 얻을 수 있었으며, UIC774-3이 제시한 -173.33MPa 과 5.42% 오차율을 갖는 것으로 나타났습니다.

이를 통해 경간의 길이가 긴 교량일 경우 철도하중의 위치에 따라 다른 최대 응력을 얻게 되므로, 철도하중을 다양한 위치에 두고 검토하여 Enveloping 하는 과정이 필요함을 알 수 있습니다.