철도공학 궤도역학 요점정리 및 예상문제

1. 서 론

궤도역학은 철도에서 궤도 각 부의 역학적 해석과 열차의 안전운행에 필요한 궤도왿� 차량과의 관계를 역학적으로 해석하는 학문으로서 철도에서는 대단히 중요하고 필요 한 분야이다.
궤도는 다른 구조물에 비하여 복잡한 요소에 의하여 지배되고 있어서 궤도에 생기는 응력은 가정을 설정하여 구하고 있다.
궤도에 생기는 응력계산법은 Winkler, Hoffmann, Schwelden, Reise, Zimmermann및 미국의 Talbot 왿� Magee 등 많은 학자들에 의해서 연구발전되어 왔는데 이들의 이론 을 두가지로 대별하면 레일을 연속적 탄성지승체에 의하여 지지되는 보(Beam)라고 가정한 이론과, 연속적 받침위의 보라고 생각한 이론으로 분류할 수 있다.
현재까지 발전되어 온 방법 중 대표적인 것으로는 종침목에 속하는 것이 미국의 AREA 에서 발표한 방법으로서 Talbot 박사왿� Magee에 의하여 발전되었으며, 연속적 지승상 의 보(Beam)라고 생각한 이론에 속하는 것이 독일의 Zimmermann 박사에 의하여 발 전된 이론이다. 위의 두 방법 중 침목폭이 넓고 침목간격을 좁게한 가정과, 침목폭이 좁고 간격이 넓 은 곳은 횡침목을 점받침으로 한 가정으로 구분된다. 후자에 속하는 방법으로 얻어진 결과는 미국식의 계산에 의한 bending moment는 커지고, 침목간격이 넓으면 그 차는 커진다. 미국의 AREA 방법과 독일의 Zimmermann 박사의 이론으로 궤도응력계산을 전개 한다.

2. 궤도역학의 목적

일반토목구조물은 탄성한계내에서 외력과 변위가 서로 비례적인 관계가 있어 영구 구 조물로서의 성격을 갖도록 하는 것이 가능하나, 철도에서의 궤도는 무거운 차량을 목 적지에 이르기까지 장대한 지상설비로 지지하므로, 주로 건설비의 경제적인 면에서 영 구적 구조물로 하지 않고, 상시보수를 전제로 하는 가설구조물과 같은 특수구조물이다.