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초록

영어

This study analyzed the damage characteristics of box structures around urban railway ventilation shafts and investigated the correlation between temperature changes around the ventilation shafts and the occurrence of transverse cracks through field investigation and computational fluid dynamics (CFD) analysis. The analysis of crack types in urban railway mainline box structures showed that transverse cracks in the slab accounted for the largest proportion, and transverse cracks represented 78.9% of all crack types, indicating that they were the dominant form of damage. Field investigation results showed that transverse cracks tended to be concentrated in sections adjacent to the ventilation shafts, particularly around supply-air ventilation shafts, rather than in general sections, and that crack concentration was observed within an approximately 20 m range from the center of the ventilation shaft. The CFD analysis also indicated that, under an external air temperature condition of -15℃, relatively large changes in internal temperature and airflow occurred within about 20 m in total, corresponding to approximately 10 m on each side from the center of the ventilation shaft, showing a trend similar to that observed in the field investigation. Therefore, the transverse cracks in box structures around ventilation shafts were determined to be closely related not to general deterioration but to localized temperature changes caused by the inflow of outside air through the ventilation shafts. In addition, the section within approximately 20 m from the center of the ventilation shaft should be designated as a priority maintenance zone.

한국어

본 연구에서는 도시철도 환기구 주변 박스 구조물의 손상 특성을 분석하고, 현장조사와 전산유체해석(CFD)을 통해 환기구 주변 온도변화와 횡방향 균열 발생의 상관관계를 검토하였다. 도시철도 본선 박스 구조물의 균열 유형을 분석한 결과, 슬래브 횡방향 균열이 가장 큰 비중을 차지하였으며, 전체 균열 유형 중 횡방향 균열은 78.9%로 나타나주요 손상 형태로 확인되었다. 현장조사 결과, 횡방향 균열은 일반 구간보다 환기구 인접 구간, 특히 급기 환기구 주변에서 집중적으로 발생하는 경향을 보였으며, 환기구 중심부를 기준으로 약 20m 범위에서 균열이 집중되는 것으로 분석되었다. 수치해석(CFD) 결과 외기 온도 영하 15℃ 조건에서 환기구 중심부 기준 좌우 약 10m, 즉 총 20m 범위에서 구조물 내부의 온도 및 유동 변화가 상대적으로 크게 나타나 현장조사 결과와 유사한 경향을 보였다. 따라서 환기구 주변 박스 구조물의 횡방향 균열은 단순한 일반 손상이 아니라 환기구를 통한 외기 유입에 따른 국부적 온도변화와 밀접한 관련이 있는 것으로 분석되며, 환기구 중심부 기준 약 20m 범위는 유지관리상 우선적인 중점 관리구간으로 설정할 필요가 있다.

저자

• 선석관 [ Seok-Gwan Seon ]
• 최정열 [ Jung-Youl Choi ]
• 정지승 [ Jee-Seung Chung ]

참고문헌

발행기관

간행물

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• 간행물명

  The Journal of the Convergence on Culture Technology (JCCT) [문화기술의 융합]

• 간기

  격월간

• pISSN

  2384-0358

• eISSN

  2384-0366

• 수록기간

  2015~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 600 DDC 700