구조물 설계에 반영하는 기상조건

구조물 설계에 반영하는 기상조건

1) 개요

전기철도 구조물은 예상되는 최대풍압하중과 전선 등에 의한 장력에 대하여 지지물이 충분히 견딜 수 있는 강도를 가지도록 설계되어야 한다. 이중에서도 전차선로의 구조물은 열차가 운전중에 풍압 등에 의하여 전차선이 기울어지거나 구조물이 구부러지는 경우에도 팬터그래프가 전차선에서 벗어나지 않도록 적용조건을 정확하게 조사 분석하여 설계되어야 한다.

2) 기온

전차선로의 설계에 대하여 중요한 것 중 하나는 온도변화에 따른 전선의 이도와 장력의 관계이다. 이도를 크게 하면 장력이 감소하고, 전선의 인장하중에 대한 안전율은 커진다. 이와 반대로 장력을 크게 하면 전선의 인장하중에 대한 안전율은 감소하고 기온의 저하, 빙설의 부착 등에 따라 장력이 증가하게 되어 전선의 탄성한계를 넘으면 단선하게 된다.

전차선로에 적용되는 온도는 다음과 같다.

표 준 온 도	최 고 온 도	최 저 온 도
10[℃]	40[℃]	-16[℃]

3) 바람

전철구조물의 강도계산에서 예상되는 기상조건과 바람에 의한 구조물의 변형, 전차선의 기울기 등을 계산할 때 적용되는 조건은 다음과 같다.

(1) 갑종 풍압 하중

갑종 풍압 하중은 태풍에 의한 것이기 때문에 그 지역의 표준온도를 적용한다.

(2) 을종 풍압 하중

을종 풍압 하중은 지역에 관계없이 일률적으로 -5[℃]를 적용한다.

 

(3) 병종 풍압 하중

병종 풍압 하중은 그 지역의 최저온도를 적용한다.

(4) 풍속

강도계산을 위하여 적용하는 풍속은 각종 지형에 따른 풍속의 변화를 고려하여야 하기 때문에 일반개소와 특수개소로 구분하여 강도계산상 적용하는 최대풍속과 전차선의 기울기를 계산할 때의 순간풍속을 정하여 사용하고 있다.

풍 속 구 분	강도계산 풍속값	비 고	기울기 계산 풍속값	비 고
특 수 개 소	50[㎧]	해안지구	35[㎧]
일 반 개 소	35[㎧]	〃	30[㎧]
터 널 내	30[㎧]

(5) 순간풍속과 평균풍속

순간풍속은 5초간 평균풍속으로 하여 50년 재현 풍속값의 1.35배를 사용하고 있다.

4) 눈

적설량이 1[m]이상 눈이 많이 오는 지역에서는 그 실정에 따라 눈의 하중을 고려할 필요가 있으나 본구간은 적설량이 적기 때문에 눈하중은 고려하지 않는다.

 

풍압하중과 기상조건 적용

 

1) 갑종 풍압 하중 적용기준

풍압을 받는 구분			구성재의 수직 투영면적 1[㎡]에 대한 풍압[Pa]
지 지 물	철 주	원형의 것	588
		삼각형 또는 능형의 것	1,412
		강관에 의하여 구성되는 4각형의 것	1,117
		기타의 것(4각철주 및 H형강주)	복제가 전후면에 겹치는 경우에는 1,627, 기타의 경우에는 1,784
	철근콘크리트주	원형의 것	588
		기타의 것	882
	철 탑	강관으로 구성되는 것	1,255
		기타의 것	2,157
전선 기타 가섭선	다도체(구성하는 전선이 2가닥마다 수평으로 배열되고 또한 그 전선 상호간의 거리가 전선의 바깥지름의 20배 이하인 것에 한한다. 이하 같다)를 구성하는 전선		666
	기타의 것		745
애자장치(특별 전선용의 것에 의한다)			1,039
목주, 철주 및 철근 콘크리트주의 완금류 (특별고압 전선로용)			단일재로서 사용하는 경우에는 1,190, 기타의 경우에는 1,626

2) 기상조건 적용기준

종 별		적 용 기 준
기 온	표 준 온 도	10℃
	최 고 온 도	40℃
	최 저 온 도	-16℃
풍 속	특 수 개 소	50 ㎧
	일 반 개 소	35 ㎧
	터 널 내	30 ㎧