Behavior of Continuously Reinforced Concrete Track Subjected to Temperature Changes

Kim, Jin Il; Cho, Young Kyo; Kim, Jeong Il; Kim, Seong-Min

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2012;12(4):39-44.
Published online August 31, 2012.

온도변화에 따른 연속철근 콘크리트 궤도의 거동 특성 분석

김진일, 조영교, 김정일, 김성민

Behavior of Continuously Reinforced Concrete Track Subjected to Temperature Changes

Jin Il Kim, Young Kyo Cho, Jeong Il Kim, Seong-Min Kim

Abstract

This study was conducted to investigate the behavior such as stress and crack width of continuously reinforced concrete track (CRCT) subjected to temperature changes. Three-dimensional finite element analysis models of CRCT were developed in this study. The effect of the existence of sleepers on the stress distribution in CRCT was investigated using the models. The effects of changes in the material properties such as elastic modulus, thermal expansion coefficient, and Poisson`s ratio and in the crack spacing on the CRCT behavior were also analyzed. The analysis results showed that the CRCT model without considering the existence of sleepers was more appropriate to the prediction of cracking. The sensitivity analysis results showed that the thermal expansion coefficient affected the CRCT behavior the most and followed by elastic modulus and Poisson`s ratio. In addition, there were slight differences in the effects of material properties on the CRCT behavior depending on the crack spacing.

Key Words: Continuously reinforced concrete track; Temperature change; Crack; Stress; Finite element

요지

본 연구는 온도변화가 연속철근 콘크리트 궤도(CRCT: Continuously Reinforced Concrete Track)의 응력과 균열폭 등의 거동에 미치는 영향을 분석하기 위하여 수행되었다. 이러한 분석을 위하여 CRCT의 3차원 유한요소해석 모델을 개발하였다. 개발된 모델을 이용하여 CRCT에서 침목이 응력 분포에 미치는 영향을 분석하였으며, 콘크리트의 탄성계수, 열팽창계수, 포아송비 등의 재료 성질과 균열간격의 변화에 따른 CRCT의 응력 및 균열폭의 변화 특성을 분석하였다. 연구 결과, 침목을 고려하지 않는 CRCT 모델이 균열 발생 예측에 적합한 것으로 분석되었으며, 재료 특성에 대한 민감도 분석 결과, 열팽창계수, 탄성계수, 포아송비의 순으로 CRCT의 거동에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 또한 균열간격의 변화에 따라 재료 성질이 CRCT의 거동에 미치는 영향에 다소 차이가 있음을 알 수 있었다.

핵심용어: 연속철근 콘크리트 궤도; 온도변화; 균열; 응력; 유한요소