공진은 열차와 교량 구조물의 진동을 현저히 증가시켜 교량 궤도 시스템의 피로 불안정을 가속화할 뿐만 아니라 열차 운행의 안전성과 쾌적성을 위협한다. 설계 단계에서 공진을 효과적으로 회피하고 서비스 단계에서 공진을 효과적으로 제어하는 것은 고속철도 교통의 건강하고 지속 가능한 발전을 보장하는 데 핵심적이다. 철도 열차와 교량 시스템에서의 공진 및 감쇠 문제에 대한 연구 진전을 체계적으로 검토하고 정리함으로써 공진 발생 메커니즘과 규칙을 포괄적으로 요약하고 감쇠 설계 및 제어 방법을 명확히 하였다. 내용은 교량 공진 및 감쇠 기본 이론, 열차 자극 모델, 다양한 구조 형태 교량의 공진 및 감쇠 문제, 공진 및 감쇠에 영향을 미치는 주요 요인, 교량 공진 제어 및 현장 시험 연구 등 6가지 측면을 포함한다. 결과는 교량 공진 및 감쇠 조건이 경계 조건에 크게 영향을 받으며, 그 특성은 일반적으로 단순지지보 상태와 일치하거나 약간 차이를 보임을 나타낸다; 교량 경간과 열차 편성은 전형적인 이중 주기 특성을 형성한다. 교량이 열차의 공진 속도를 유발하고 열차가 교량의 공진 속도를 유발하는 속도가 일치할 때 열차-교량 “이중 공진” 현상이 유발될 수 있다; 차량-교량 결합 효과는 교량의 공진 진폭을 감소시키며, 그 확률성은 “확률 공진”을 발생시킬 수도 있다; 단순지지보에서는 1차 모드가 공진 변위 응답을 주도하며 2차 모드는 공진 가속도에 상당한 영향을 미치고 고차 모드의 영향은 일반적으로 무시할 수 있다; 연속보 구조에서는 2차 모드가 공진 변위에 미치는 기여가 보통 크며 무시할 수 없다; 교량 감쇠는 공진 진폭을 효과적으로 줄일 수 있지만 “감쇠 누설 효과”를 일으킬 수 있다. 교량 경간 길이 L이 열차 특성 길이 d의 1.5배일 때 1차 공진이 크게 약화될 수 있으며, 이는 철도 교량 최적 경간 설계에 중요한 근거를 제공한다. 또한 교량 주파수 하한 설정이나 열차 편성 구조 조정 등의 조치를 통해 공진 조건을 능동적으로 회피할 수 있다. 다수의 실측 결과는 철도 교량 공진이 주로 1차 수직 굽힘 모드 공진이 지배하며 열차 운행 속도 및 열차 특성 길이(즉, v/d)와 유의미한 상관관계가 있음을 보여준다.

차량-교량 결합; 철도 교량; 공진; 감쇠