KR100595429B1

KR100595429B1 - 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR100595429B1
Application number: KR1020040012205A
Authority: KR
Inventors: 김상진; 정성민
Original assignee: 서울메트로
Priority date: 2004-02-24
Filing date: 2004-02-24
Publication date: 2006-07-03
Anticipated expiration: 2024-02-24
Also published as: ATE389747T1; EP1568821A2; EP1568821B1; EP1568821A3; KR20050087018A; DE602005005372T2; DE602005005372D1

Abstract

열차의 운행이 가능한 상태에서 자갈도상 일부 구간을 콘크리트도상으로 교체하기 위하여 자갈 및 침목이 제거된 자갈도상 일부 구간에 콘크리트도상을 타설한후, 열차가 운행될 수 있도록 레일을 고정지지한 구조물을 콘크리트도상 양생후 분리,해체함에 따라 작업이 종료되도록 한 것으로,

본 발명에 의한 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조는, 자갈도상 궤도에서 자갈과 침목이 제거된 일부 구간의 레일에 고정수단에 의해 좌우측에 형성된 안착부위가 체결되는 콘크리트침목용 슬래브와,

대향되는 슬래브사이에 해체가능하게 설치되며, 열차 운행시 레일에 가해지는 수직하중을 지지하여 레일의 처짐을 방지하도록 지반에서 레일을 받쳐 지지하는 레일지지구와,

슬래브의 콘크리트 타설시 레일의 궤간 확대되는 것을 방지할 수 있도록 양단부가 레일지지용 상판에 고정지지되고 중간측이 신축가능하게 조절되는 게이지타이로드와,

슬래브의 콘크리트 타설시 레일의 궤간 축소되는 것을 방지할 수 있도록 양단부가 레일의 몸체 내측면에 고정지지되고 중간측이 신축가능하게 조절되는 게이지스트랏트와,

게이지스트랏트와 동일선상에 위치하도록 레일 외측으로 설치되며, 레일의 몸체 외측면을 가압지지하여 슬래브의 콘크리트 타설시 레일의 수평상태를 유지하는 수평버팀부재; 및

슬래브에 형성된 투입구를 통해 지반과 슬래브사이에 공급되는 콘크리트에 의해 슬래브를 지반위에 타설시키는 콘크리트도상을 구비한다.

철도레일, 침목, 자갈 도상, 콘크리트 도상, 쟈키

Description

철도 레일 콘크리트도상 궤도구조 및 그 시공방법{CONCRETE SLEEPER FOR STRUCTURE OF RAIL}

도 1은 일반적인 철도 레일의 자갈도상을 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명에 의한 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조의 개략적인 평면도,

도 3은 본 발명에 의한 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조이 적용되는 자갈도상의 일부 구간에서 자갈과 침목이 제거된후 레일을 지지하는 상태의 개략도,

도 4는 본 발명에 의해 콘크리트침목용 슬래브를 레일 밑으로 설치한 상태의 개략도,

도 5는 도 4에서 지반과 슬래브사이에 콘크리트를 타설한 상태의 개략도,

도 6은 본 발명에 의한 슬래브의 단면도,

도 7은 본 발명에 의한 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조의 시공방법을 나타내는 흐름도이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

10; 레일

11; 몸체

12; 플랜지

20; 콘크리트침목용 슬래브

30; 레일지지구

40; 게이지타이로드

50; 게이지스트랏트

60; 수평버팀부재

70; 콘크리트도상

80; 레일지지판

본 발명은 열차가 운행되고 있는 도중에도 자갈도상 궤도의 일부 구간을 콘크리트도상 궤도로 교체하는 작업을 수행할 수 있도록 한 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 열차의 운행이 가능한 상태에서 자갈도상 일부 구간을 콘크리트도상으로 교체하기 위하여 자갈 및 침목이 제거된 자갈도상 일부 구간에 콘크리트도상을 타설한후, 열차가 운행될 수 있도록 레일을 고정지지한 구조물을 콘크리트도상 양생후 분리,해체함에 따라 작업이 종료되도록 한 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 열차 운행시 도상(ballast)은 레일 및 침목을 통하여 전달되는 하중을 넓게 분포시켜 노반에 전달하여 감소시키고, 온도 변화에 의한 레일 신축작용으로 인해 발생되는 침목 이동을 도상저항력으로 막아 방지하며, 차량의 진동을 흡수하여 승차감을 향상시킨다.

또한, 배수 작용을 원활히 하고, 잡초 자라는 것을 방지하는 역할을 하게 된다. 전술한 바와 같은 기능을 발휘하며 구하기 쉬운 자갈이 도상의 재료로서 널리 사용된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 자갈도상은, 열차의 바퀴를 지지하는 레일(1)과, 열차 운행시 레일(1)을 통하여 전달되는 하중 또는 충격을 지반에 전달하도록 콘트리트 침목 또는 목침목이 사용되는 침목(2)과, 지반과 침목(2)사이에 깔려져 하중 등을 흡수하여 소멸시키는 자갈도상(3)과, 일단이 침목(2)위에 고정된 고정구(4)에 결합되고 중간측이 레일(1)의 플랜지(1a)를 압착지지하며 타단이 고정구(4)를 압착하도록 e형상으로 형성되는 3점 지지방식의 클램프(5)를 구비한다.

전술한 자갈 도상은 열차 운행시 레일(1)을 통하여 전달되는 하중을 지반에 골고루 분산시킬 수 있는 이점을 갖는 반면에, 자갈도상(3)을 형성하는 자갈이 깨지고 마모되어 미립자화되는 경우 도상기능이 현저하게 떨어지고, 이에 따른 열차운행의 안정성이 감소되어 안전사고 위험성을 갖게 된다.

또한, 자갈도상(3)의 자갈이 감소되고 미립자화되는 경우 승차감이 떨어지고, 자갈을 자갈도상(3)에 주기적으로 보충해야 되므로 많은 인력과 시간이 소요되 어 유지관리 비용이 증가되는 문제점과, 열차 운행시에는 자갈을 자갈도상(3)에 보충해주는 작업을 수행할 수 없는 문제점을 갖는다.

최근에는, 전술한 자갈도상의 문제점을 감안하여 콘크리트도상이 시공되어 사용되며, 기존의 자갈도상을 콘크리트도상으로 교체시켜 사용되고 있다.

그러나, 자갈도상을 콘크리트도상으로 교체하기 위하여 열차 운행을 중단시키는 경우 철도 이용객에게 불편함을 끼치고, 열차 운행이 중지되는 심야시간대에 작업이 이루어지므로 열악한 작업환경으로 인해 작업자의 피로도를 가중시키고 작업능률이 떨어지는 문제점을 갖는다.

본 발명의 목적은, 열차 운행이 가능한 상태에서 자갈도상의 일부 구간을 콘크리트도상으로 교체할 수 있어 작업능률을 향상시키도록 한 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조 및 그 시공방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 열차 운행중에도 자갈도상을 콘크리트도상으로 교체할 수 있어 철도 이용객에게 불편함을 끼치지않고, 교체작업을 주간에도 수행할 수 있어 개선된 작업환경에서 작업하므로 작업자의 피로도를 줄일 수 있도록 한 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조 및 그 시공방법을 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 자갈도상 궤도에서 자갈과 침목이 제거된 일부 구 간의 레일에 고정수단에 의해 좌우측에 형성된 안착부위가 체결되는 콘크리트침목용 슬래브와,

슬래브에 형성된 투입구를 통해 지반과 슬래브사이에 타설되는 콘크리트에 의해 슬래브를 지반위에 고정시키는 콘크리트도상을 구비하는 것을 특징으로 하는 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 콘크리트도상 양생후 레일지지구를 슬래브로 부터 해체하여 외측방향으로 인출할 수 있도록 슬래브 외측면에 수용홈이 형성된다.

또한, 전술한 콘크리트침목용 슬래브는,

슬래브 상면 좌우측에 대향되게 돌출형성되어 레일이 안착되는 안착부와, 안착부의 좌우측에 형성된 체결공에 결합되며 레일의 내외측 플랜지를 압착지지하는 탄성력을 갖는 체결구와, 안착부 외측으로 슬래브에 형성되는 관통공에 결합되며 콘크리트 타설시 매설되어 슬래브의 체결력을 증가시키는 보조 체결구를 구비하여 형성된다.

또한, 콘크리트침목용 슬래브는 매설되는 철근에 의해 인장강도를 보강한 철근 콘크리트구조물로 형성된다.

전술한 본 발명의 목적은, 자갈도상 궤도에서 일부 구간의 자갈과 침목을 지반과 레일로 부터 제거하는 단계와,

레일의 플랜지 밑면에 고정수단에 의해 콘크리트침목용 슬래브를 체결하는 단계와,

열차 운행시 레일에 가해지는 수직하중을 지지하여 레일의 처짐을 방지할 수 있도록 대향되는 슬래브사이에 설치되는 레일지지구에 의해 지반에서 레일을 받쳐지지하는 단계와,

양단부가 레일지지구에 고정지지되는 게이지타이로드에 의해 슬래브의 콘크리트 타설시 레일의 궤간 확대되는 것을 방지하는 단계와,

양단부가 레일의 몸체 내측면에 고정지지되는 게이지스트랏트에 의해 슬래브의 콘크리트 타설시 레일의 궤간 축소되는 것을 방지하는 단계와,

게이지스트랏트와 동일선상에 위치하도록 레일 외측으로 설치되는 수평버팀부재에 의해 슬래브의 콘크리트 타설시 레일의 수평상태를 유지하는 단계와,

슬래브에 형성된 투입구를 통해 지반과 슬래브사이에 타설되는 콘크리트에 의해 슬래브를 지반위에 고정시키는 단계와,

콘크리트도상 양생후 레일지지구, 게이지타이로드, 게이지스트랏트 및 수평버팀부재를 해체시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조의 시공방법을 제공함에 의해 달성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조는, 열차의 운행이 가능한 자갈도상 궤도에서 자갈과 침목이 제거된 일부 구간의 레일(10)에 고정수단에 의해 좌우측에 형성된 안착부(21)가 체결되는 콘크리트침목용 슬래브(20)와, 대향되는 슬래브(20)사이에 해체가능하게 설치되며, 열차 운행시 레일(10)에 가해지는 수직하중을 지지하여 레일(10)의 처짐을 방지할 수 있도록 지반에서 레일(10)을 받쳐 지지하는 레일지지구(30)를 구비한다.

전술한 레일지지구(30)로서 유압잭(hydrolic jack), 나사잭(screw jack), 랙 잭(rack jack) 등이 사용될 수 있음은 물론이다.

전술한 콘크리트침목용 슬래브(20)는 매설되는 철근(미도시됨)에 의해 인장강도를 보강한 철근 콘크리트구조물(RC;reinforced concrete)로 형성된다.

또한, 슬래브(20)의 콘크리트 타설 또는 열차 운행시 레일(10)의 궤간 확대되는 것을 방지할 수 있도록 양단부가 레일지지용 상판(80)에 고정지지되고 중간측이 신축가능하게 조절되는 게이지타이로드(40)와, 슬래브(20)의 콘크리트 타설시 레일(10)의 궤간 축소되는 것을 방지할 수 있도록 양단부가 레일(10)의 몸체(11) 내측면에 고정지지되고 중간측이 신축가능하게 조절되는 게이지스트랏트(50)를 구비한다.

또한, 게이지스트랏트(50)와 동일선상에 위치하도록 레일(10) 외측으로 설치되며, 레일(10)의 몸체(11) 외측면을 가압지지하여 슬래브(20)의 콘크리트 타설시 레일(10)의 수평상태를 유지하는 수평버팀부재(60)와, 슬래브(20)에 형성된 투입구(22)를 통해 지반과 슬래브(20)사이에 타설되는 콘크리트에 의해 슬래브(20)를 지반위에 고정시키는 콘크리트도상(70)을 구비한다.

전술한 콘크리트침목용 슬래브(20)는,

슬래브(20) 상면 좌우측에 대향되게 돌출형성되어 레일(10)이 안착되는 안착부(21)와, 안착부(21)의 좌우측에 형성된 체결공(24)에 결합되며 레일(10)의 내,외측 플랜지(12)를 압착지지하는 체결볼트(B)에 의해 고정되는 탄성력을 갖는 체결구(25)와, 안착부(21) 외측으로 슬래브(20)에 형성되는 관통공(26)에 결합되며, 콘크리트 타설시 매설되어 슬래브(20)의 체결력을 증가시키는 보조 체결구(27) 를 구비하여 형성된다.

전술한 콘크리트도상(70) 양생후 레일지지구(30)를 슬래브(20)로 부터 해체하여 외측방향으로 인출할 수 있도록 슬래브(20) 외측면에 수용홈(23)이 형성된다.

도면중 90은 레일(10)의 플랜지(12) 밑면에 설치되어 충격 및 진동을 흡수하여 감쇄시키는 방진부재이고, 100은 승강되는 지지편(101)의 받침에 의해 레일(10) 처짐을 방지하도록 구동축(102) 회전시 좌우측 한쌍의 레버(103,104)를 링크운동시키는 구동모터이다.

이하에서, 본 발명에 의한 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조의 시공방법을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 열차 운행이 가능한 자갈도상 궤도에서 일부 구간의 자갈과 침목을 지반과 레일(10)로 부터 제거한다(S100 참조). 이때 자갈 및 침목이 제거된 구간의 레일(10)은 지반으로 부터 부양된 상태이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 전술한 레일(10)의 플랜지(12) 밑면에 고정수단을 이용하여 콘크리트침목용 슬래브(20)를 체결한다(S200 참조). 기중기 등의 인양수단에 의해 플랜지(12)가 부착된 콘크리트침목용 슬래브(20)를 이동시키고, 콘크리트침목용 슬래브(20)를 길이방향으로 회전시켜 공중 부양상태인 레일(10)의 제1레일부와 제2레일부의 사이로 집어넣은 후, 다시 반대방향으로 90°회전시키는 방법으로 레일과(10)과 지반사이의 공간부에 집어넣는다.

작업시간대에 열차 운행으로 레일(10)에 가해지는 수직하중을 지지하여 레일(10)의 처짐을 방지할 수 있도록 대향되는 슬래브(20)사이에 설치되는 레일지지구(30)에 의해 지반에서 레일(10)을 받쳐 지지한다(S300 참조).

이때, 전술한 레일지지구(30)로서 유압잭, 나사잭 등이 사용될 수 있으며, 레일지지구(30)를 구동시켜 레일(10)을 지지하는 것은 당해분야에서 사용되는 기술 내용에 속하는 것이므로 이들에 대한 설명은 생략한다.

콘크리트 타설시 레일지지구(30) 주위에 콘크리트 유입되는 것을 방지하도록 레일지지구(30) 주위에 거푸집(200)을 설치한후, 콘크리트 양생후 거푸집(200)에 해당되는 부위는 시멘트로서 미장처리한다.

양단부가 레일지지용 상판(80)에 고정지지되며, 중간측이 신축조절되는 게이지타이로드(40)에 의해 슬래브(20)의 콘크리트 타설시 레일(10)의 궤간 확대되는 것을 방지한다(S400 참조).

양단부가 레일(10)의 몸체(11) 내측면에 고정지지되며, 중간측이 신축조절되는 게이지스트랏트(50)에 의해 슬래브(20)의 콘크리트 타설시 레일(10)의 궤간 축소되는 것을 방지한다(S500 참조).

게이지스트랏트(50)와 동일선상에 위치하도록 레일(10) 외측으로 설치되며, 중간측이 신축조절되는 수평버팀부재(60)에 의해 슬래브(20)의 콘크리트 타설시 레일(10)의 수평상태를 유지한다(S600 참조).

슬래브(20) 중앙에 형성된 투입구(22)를 통해 지반과 슬래브(20)사이에 공급되는 콘크리트에 의해 슬래브(20)를 지반위에 타설시킨다(S700 참조). 이때 콘크리트는 슬래브(20)를 포함하여 지지력을 증대시키도록 소정높이로서 타설된다.

콘크리트도상(70) 양생후(통상적으로 3일∼5일정도 소요됨) 레일지지구(30), 게이지타이로드(40), 게이지스트랏트(50) 및 수평버팀부재(60)를 레일(10)로 부터 해체시킨다(S800 참조).

전술한 바와 같이, 자갈도상의 일부 구간을 콘크리트도상으로 교체하는 작업을 하는 경우, 레일(10)밑의 침목과 자갈을 제거한 상태에서 다수의 레일지지구(30)에 의해 레일(10)을 지탱하게 되므로 열차 운행시 레일(10)에 발생되는 수직하중으로 인해 레일(10)의 처짐을 방지할 수 있다.

또한, 슬래브(20)를 콘크리트 타설시 타이로드(40)에 의해 레일(10)의 궤간 확대되는 것을 방지하고, 스트랏트(50)에 의해 레일(10)의 궤간 축소되는 것을 방지하며, 수평버팀부재(60)에 의해 레일의 수평상태를 유지할 수 있게 된다.

따라서, 작업시간대에 열차가 운행되는 경우에도 소정구간의 레일(10)의 처짐과 레일(10)의 궤간 확대 및 축소되는 것을 방지할 수 있어 자갈도상 교체작업을 계속하게 되므로 작업성을 향상시킬 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조 및 그 시공방법은 아래와 같은 이점을 갖는다.

열차 운행이 가능한 상태에서 자갈도상의 일부 구간을 콘크리트도상으로 교체하는 작업을 수행할 수 있어 작업능률을 향상시킬 수 있다.

또한, 열차 운행중에도 자갈도상을 콘크리트도상으로 교체할 수 있어 철도 이용객에게 불편함을 끼치지않고, 교체작업을 주간에 수행할 수 있어 개선된 작업환경에서 작업하므로 작업시간을 단축시키고, 작업자의 피로도를 줄일 수 있다.

Claims

자갈도상 궤도에서 자갈과 침목이 제거된 일부 구간의 레일에 고정수단에 의해 좌우측에 형성된 안착부위가 체결되는 콘크리트침목용 슬래브;

대향되는 슬래브사이에 해체가능하게 설치되며, 열차 운행시 레일에 가해지는 수직하중을 지지하여 레일의 처짐을 방지하도록 지반에서 상기 레일을 받쳐 지지하는 레일지지구;

상기 슬래브의 콘크리트 타설시 상기 레일의 궤간 확대되는 것을 방지할 수 있도록 양단부가 상기 레일지지용 상판에 고정지지되고 중간측이 신축가능하게 조절되는 게이지타이로드;

상기 슬래브의 콘크리트 타설시 상기 레일의 궤간 축소되는 것을 방지할 수 있도록 양단부가 상기 레일의 몸체 내측면에 고정지지되고 중간측이 신축가능하게 조절되는 게이지스트랏트;

상기 게이지스트랏트와 동일선상에 위치하도록 상기 레일 외측으로 설치되며, 상기 레일의 몸체 외측면을 가압지지하여 상기 슬래브의 콘크리트 타설시 상기 레일의 수평상태를 유지하는 수평버팀부재; 및

상기 슬래브에 형성된 투입구를 통해 지반과 슬래브사이에 타설되는 콘크리트에 의해 슬래브를 지반위에 고정시키는 콘크리트도상을 구비하는 것을 특징으로 하는 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조.
청구항 1에 있어서, 상기 콘크리트도상 양생후 상기 레일지지구를 상기 슬래브로 부터 해체하여 외측방향으로 인출할 수 있도록 슬래브 외측면에 수용홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 콘크리트침목용 슬래브는;

상기 슬래브 상면 좌우측에 대향되게 돌출형성되어 상기 레일이 안착되는 안착부;

상기 안착부의 좌우측에 형성된 체결공에 결합되며 상기 레일의 내외측 플랜지를 압착지지하는 탄성력을 갖는 체결구; 및

상기 안착부 외측으로 상기 슬래브에 형성되는 관통공에 결합되며, 콘크리트타설시 매설되어 슬래브의 체결력을 증가시키는 보조 체결구를 구비하여 형성되는 것을 특징으로 하는 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 콘크리트침목용 슬래브는 매설되는 철근에 의해 인장강도를 보강한 철근 콘크리트구조물로 형성된 것을 특징으로 하는 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조.
자갈도상 궤도에서 일부 구간의 자갈과 침목을 지반과 레일로 부터 제거하는 단계;

레일의 플랜지 밑면에 고정수단에 의해 콘크리트침목용 슬래브를 체결하는 단계;

열차 운행시 상기 레일에 가해지는 수직하중을 지지하여 레일의 처짐을 방지할 수 있도록 대향되는 슬래브사이에 설치되는 레일지지구에 의해 지반에서 레일을 받쳐지지하는 단계;

양단부가 상기 레일지지용 상판에 고정지지되는 게이지타이로드에 의해 슬래브의 콘크리트 타설시 레일의 궤간 확대되는 것을 방지하는 단계;

양단부가 상기 레일의 몸체 내측면에 고정지지되는 게이지스트랏트에 의해 슬래브의 콘크리트 타설시 레일의 궤간 축소되는 것을 방지하는 단계;

상기 게이지스트랏트와 동일선상에 위치하도록 레일 외측으로 설치되는 수평버팀부재에 의해 슬래브의 콘크리트 타설시 레일의 수평상태를 유지하는 단계;

상기 슬래브에 형성된 투입구를 통해 지반과 슬래브사이에 타설되는 콘크리트에 의해 슬래브를 지반위에 고정시키는 단계; 및

콘크리트도상 양생후 상기 레일지지구, 게이지타이로드, 게이지스트랏트 및 수평버팀부재를 해체시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 레일 콘크리트도상 궤도구조의 시공방법.