장대레일 신축이론

 장대레일의 신축이론에 대한 관계 식입니다.

장대레일은 25미터 정척레일을 용접기지에서 100미터 또는 300미터로 용접한 후 이 레일을 장척레일이라고 하며, 장척레일을 현장으로 운반 다시 현장용접으로 300미터이상 1500미터까지 한 개의 장대레일(long rail)로 부설함으로 레일충격소음 및 승차감을 향상시키는 궤도부설 방법입니다.

장대레일(long rail)은 온도변화에 따라 신축을 하게 됨으로 이를 구속하고 관리하는 게 중요합니다.

온도변화에 따라 레일이 신축하고 레일내부에 존재하는 축력 등을 계산하여

장대레일관리에 기초자료로 활용합니다.

 

다음은 장대레일(long rail) 신축에 관한 공식입니다.

이 식은 장대레일의 가장 기본적인 장대레일자유신축 공식입니다.

 

즉 우리나라 최저, 최고 기온을 파악하여 그 중간의 온도에서 장대레일을 부설

 

중위온도라 하고 레일을 구속하지 않고 자유신축상태로 하고 신축량을 계산 합니다.

 

여기서 레일은 온도의 변화량에 따라 레일이 신축함으로

 

레일의 선팽창계수를 공식에 적용합니다.

 

장대레일 재설정시 신축량을 계산하는 공식입니다.

 

참고로 아래 내용에 의문점이 있으면 방명록에 글 남겨주세요 성실히 답변드리겠습니다.

=김경수=

 

 

 

 

우리나라 레일온도는 영하20도에서 영상60도로

최저와 최고레일온도 차를 80℃ 볼 때

 중위온 지점을 20℃로 보고

자유신축량을 계산합니다.

 

영하의 경우는 레일온도와 대기온도를 같은 온도로 봅니다.

영상의 경우는 대기온도에 비해 레일온도가

높습니다.

내가 94년도 부터 장대레일을 관리해 본 결과

대기온도 38도까지 올라가도

레일온도는 55도 이상 올라가지를 않아요.

그래서 우리나라 대기온도에 비례하여

레일온도는 60도까지로 보아도 충분한 여유가 있는 것으로

생각 됩니다.

 

계산 식은 = 레일의 선팽창계수×온도차 ×레일길이 입니다.

 

 

아래식의 레일 축력은

 

레일을 체결구를 완전히 체결하고 구속하였을 때

 

온도변화에 따라 레일내부에

발생하는 축력을 계산합니다.

 

 

 

 

레일축력을 설정온도에서

현재 레일온도와의 차이에 따라

레일내부에 존재하는 축인장응력으로

 

레일의 좌굴에 견디는 힘을 말합니다.

 

설성온도와 현재온도와의 차가 심하면

심할 수록 레일내부에 발생하는

축인장응력은 증가합니다.

 

 

 

아래 식은 레일의 단부(신축부)로부터

가동구간을 계산하는 공식입니다.

 

이는 레일이 신축하려고 할때 이를

잡아주는 궤강강성과 관계가 있습니다.

 

관계식은 레일축력과, 온도차, 궤강강성을

좌우하는 도상저항력의 관계식입니다.

 

 

 

 

 

아래 식은 장대레일의 단부에 대한 신축량입니다.

 

레일이 절손되었을 때 개구량이라고 볼 수 있습니다.

 

이를 근거로 장대일 신축부의

이동량을 보고 그 구간의 장대레일이

제대로 관리가 잘되는 지를 판단합니다.

 

우리나라 중위온도에서 50kgN레일의 경우

온도차가 40℃이고 가동구간이 100m임으로

최대 신축량을 23mm로 봅니다.

 

그러므로 신축부에서 동,하절기를

지나면서 이동량이 23mm이내 이면

재설정이나 궤강강성이 양호하고

 

23mm이상이면 재설정이 잘못 되었 던가,

도상이 부족하여 구속력이 약하다고 볼 수 있습니다.

 

 

설명 도움이 되었는지 모르겠습니다. 

의문사항이 있으면 뎃글 남겨주세요.

 

근래에 들어 지구온난화로 여름철 기온이 상승하는

추세이지만 아직은 위에서 언급한

장대레일의 신축으론

그리고

철도유지관리기준의

도상횡,종저항력을 적용하여 유지관리를 해도

고괜찬으리라 생각 됩니다.

 

김경수 선로이야기 (tistory.com)

김경수 선로이야기