Abstract
This paper presents the bridge/vehicle interaction analysis using 3-dimensional modelling of articulated train & bridge. A steel-concrete composite railway bridge composed of 2 main I-girders is idealized with combination of plate & space frame elements. The equations of motion of TGV-K which is articulated train system is derived from Lagrangian equation with considering all translational and rotational degrees of freedom. Dynamic response of bridge due to moving train are solved by $Newmark-{\beta}$ method with predictor-corrector iteration scheme. The effects of train modelling method, the braking action of train and the effects of surface irregularities are investigated in detail.
본 논문에서는 고속열차 하중에 의한 교량/차량 상호작용 해석을 수행하였다. 대상 교량은 2개의 I형 주형을 가진 강합성형 철도교로서 판요소와 공간뼈대요소의 조합을 이용해 3차원 상에서 이상화하였다. 본 연구에서 다루어지는 TGV-K열차는 2개의 동력차와 2개의 동력객차, 16재의 객차로 이루어져있으며, 일반 열차와 달리 객차와 객차 사이에 대차가 존재하는 관절형시스템의 특성을 가진다. 열차의 운동방정식은 각 본체와 대차에서 각 방향의 병진자유도와 회전자유도를 모두 고려하고 각 철에서 병진자유도를 고려하여 3차원 상에서 라그란지안 방정식을 이용하여 구성하였다. 열차가 진행함에 따른 교량/열차 상호작용해석은 직접적분법인 $Newmark-{\beta}$ 방법과 가정과 보정에 의한 반복법(predictor-corrector iteration scheme)을 이용하여 계산하였으며, 이에 따른 교량의 동적응답을 고찰하였다. 열차모델링 방법에 따른 차이, 열차의 제동하중에 의한 효과, 주행면 불규칙성의 영향 등에 대하여 분석하였다.