고속철도 선로가 휘지 않는 주된 이유는?
기차가 빠르게 달리는데도 선로가 휘거나 부서지지 않는 이유는 재료 강도가 문제인지 설계 구조가 문제인건지 어떤 것이 주로 영향을 미치게 되는 것인지 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
기차 선로가 부서지지 않는 주된 이유는 단순한 재료 강도보다 하중을 분산시키는 설계 구조가 더 크게 작용하기 때문이입니다 레일 침목 자갈도상이 단계적으로 하중을 분산하고 레일은 고강도 강재로 만들어 반복 하중과 피로에 견디도록 설계되어 있습니다 즉 충분한 재료 강도를 전제로 하중 분산 탄성 피로를 고려한 구조 설계로 인해 안전하게 운행이 가능한 겁니다
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.
기본적으로 레일강의 성분, 침목, 자갈등의 복합적 상호작용으로 기차레일은 휨없고 틀어짐없이 유지 할수 있습니다.
레일강은 탄소함량 0.6~0.8%가 함유된 탄소강을 사용 하고 여기에 망간을 0.7~1.3% 를 넣어 내충격성과 내마모성을 향상시킵니다. 탄소는 기본적으로 철의 강도를 결정하는 매우 중요한 원소 입니다.
레일강은 설치시 선로 주위의 연간 최고온도와 최저온도를 기본정보로 평균온도를 확인하여 이를 기본으로 레일을 최대 자연적으로 늘어날수 있는 인장상태를 계산하고 이를 적용하여 설치를 하게되고 이는 레일이 온도변화에 따라 변화하는 특성을 이용하여 변형을 최소화 하기 위한 설치기술 입니다.
침목은 레일을 규칙적인 간격으로 강력하게 고정하고 있고 자갈은 침목이 움직이지 않도록 잡아주는 역할을 합니다. 이처럼 서로 상호작용에 의해 선로는 휘거나 변형이 최소화 됩니다.
안녕하세요. 박재화 박사입니다.
고속철도 KTX나 SRT 달리는 속도보면 괜찮을까 하는 생각이 들기 마련입니다.
고속철도 선로가 휘지 않는 가장 큰 이유는 재료강도도 중요 하겠지만 구조적인 부분이 더 영향이 크다고 합니다. 레일 자체는 당연히 고강도 재료를 쓰는데, 여기서 핵심이 자갈이나 콘크리트 등 하중을 넓게 분산시켜 줄 수 있도록 하는 그런 구조가 중요합니다.
그리고 이 선로들 여름과 겨울 온도에 따라서 팽창하고 줄어들기도 하거든요. 이런 것들과 진동까지 고려해서 다 설계에 반영된다고 합니다.