KR100704991B1 - 포장 궤도용 광폭 침목 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포장 궤도용 광폭 침목에 관한 것으로 특히, 직사각 형태를 갖도록 콘크리트 슬래브로 성형된 몸체부와; 상기 몸체부의 양단부에서 양측면과 상단부를 감싸는 형태로 돌출되게 일체로 성형되는 확대부와; 상기 몸체부의 확대부 상면부에 형성되어 레일을 체결시켜 주는 체결장치가 안착되는 체결장치 안착부와; 상기 확대부의 양측면을 관통하도록 일정 간격을 두고 매립 설치되는 철근들로 구성하되, 필요에 따라서는 상기 철근의 단부상에 수평바를 설치한 것을 특징으로 한다.

따라서, 광폭 침목의 하부 슬래브에 전달되는 열차에 의한 하중부담을 경감할 수 있고, 광폭 침목과 슬래브의 상대변위를 억제할 수 있으며, 포장 궤도의 구조적인 안정성을 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.

포장 궤도, 광폭 침목, 전단키, 몸체부, 확대부, 철근

Description

포장 궤도용 광폭 침목 {DOUBLE WIDTH SLEEPER FOR PAVED TRACK}

도 1은 종래 자갈 도상 궤도의 단면도.

도 2는 종래 현장 타설식 슬래브궤도의 단면도.

도 3의 (a)-(c)는 종래 포장 궤도의 정단면과 측단면 및 사시도.

도 4는 본 발명 광폭 침목의 일 실시예에 따른 사시도.

도 5의 (a)(b)는 본 발명 일 실시예의 정면도 및 평면도.

도 6의 (a)(b)는 도 5 (a)의 A-A'선 및 B-B' 단면도.

도 7은 본 발명의 광폭 침목을 이용하여 시공된 포장 궤도의 측단면도.

도 8의 (a)(b)는 본 발명 광폭 침목의 다른 실시예에 따른 정면도 및 평면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1 : 몸체부 2 : 확대부

3 : 철근 4 : 체결장치 안착부

5 : 레일 6 : 슬래브

7 : 수평바 31 : 고리

본 발명은 포장 궤도용 광폭 침목에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자갈 도상 궤도의 궤도틀림 저하 및 유지보수비의 경감을 위한 포장 궤도 공법을 적용함에 있어서 침목 하부 슬래브에 전달되는 열차에 의한 하중부담을 경감시켜 구조적인 안정성을 향상시킬 수 있도록 발명한 것이다.

다시 말해서, 포장 궤도의 슬래브에 매립 설치되는 침목을 광폭으로 성형하여 침목의 하부 슬래브에 전달되는 열차에 의한 하중부담을 경감할 수 있고, 침목과 슬래브의 상대변위를 억제할 수 있으며, 포장 궤도의 구조적인 안정성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 포장 궤도용 광폭 침목에 관한 것이다.

일반적으로 철도 차량이 주행하는 궤도구조는 크게 자갈 도상 궤도와 슬래브궤도로 나눌 수 있다.

상기 자갈 도상 궤도는 도 1에 도시된 바와 같이 노상(47)의 상면부로 보조 도상(45)을 사이에 두고 자갈층으로 이루어지는 도상(43)을 설치하고, 이 도상(43) 위에는 체결장치(49)를 통해 레일(10)이 고정 설치되는 침목(41)을 설치하는 형태의 조합으로 이루어진 궤광을 올려놓은 구조로써, 자갈층이 열차하중을 지반에 고루 분배하는 역할을 하게 된다.

그러나, 이와 같은 구성을 갖는 자갈 도상 궤도는 궤광이 자갈층 위에서 고 정되는 것이 아니라 부유하듯이 거치되어 있는 상태로 있기 때문에 열차하중이 반복적으로 작용하면 자갈입자의 이완, 미끄러짐, 마모 등이 발생하여 궤도틀림이 점차 축적됨에 따라 주기적으로 궤도의 변형을 바로잡아주는 과정을 거쳐야만 한다.

따라서, 이와 같이 자갈 도상 궤도의 성능저하를 막고 동시에 유지보수를 경감하기 위하여 기 부설된 자갈 도상 궤도를 도 2와 같은 슬래브궤도로 전환하고자 하는 시도가 이루어지고 있다.

상기에 있어서 현장 타설 공법은 도 2와 같이 분리층(48)의 상면부로 콘크리트 트러프(46)를 설치한 후 상기 콘크리트 트러프(46)의 상면부에 체결장치(49)를 통해 레일(10)이 고정 설치되는 콘크리트 침목(42)을 설치하되, 상기 콘트리트 침목(42)은 콘크리트 채움재(44)를 통해 콘크리트 드러프(46)에 고정시키는 구성으로 되어 있다.

그러나, 기존의 자갈 도상을 철거하고 슬래브 궤도를 부설하기 위해서는 열차 운행을 장기간 차단해야 하므로 기존 영업선의 운행에 상당한 지장을 초래하게 된다.

따라서, 열차의 운행지연을 최소화하면서 자갈 도상 궤도를 효과적으로 슬래브궤도로 전환하는 공법의 개발이 요구되고 있다.

이를 위하여 최근에는 도 3의 (a)-(c)와 같이 자갈 도상에 주입 모르터를 주입하여 직접 콘크리트 도상으로 전환시키는 포장궤도공법이 도입되고 있는데, 이와 같은 포장궤도공법은 노반층(61)의 상면부로 토목섬유(62)를 설치하고, 상기 토목섬유(62)의 상면부로는 충진층(63)을 설치하며, 상기 충진층(63)의 상면부로는 콘 크리트 침목(64)을 설치한 다음 이들 침목(64) 사이에는 아스팔트 표층(65)을 설치한 구성으로 되어 있다.

이 공법은 침목이 슬래브 속에 매입되어 일체화되는 일종의 침목 매입식 슬래브궤도라 할 수 있으나, 슬래브가 무근 콘크리트로 이루어지고 시공 이음부에서 전단 연결재 시공이 어렵기 때문에 기존의 콘크리트 침목을 그대로 사용하는 경우에는 슬래브에 전달되는 열차하중이 과도하게 작용할 수 있음에 따라 이와 같은 포장궤도 공법에서 적용될 수 있는 침목의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 포장 궤도의 슬래브에 매립 설치되는 침목을 광폭으로 성형하여 침목의 하부 슬래브에 전달되는 열차에 의한 하중부담을 경감할 수 있고, 침목과 슬래브의 상대변위를 억제할 수 있으며, 포장 궤도의 구조적인 안정성을 대폭 향상시킬 수 있는 포장 궤도용 광폭 침목을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 포장 궤도용 광폭 침목는, 직사각 형태를 갖도록 콘크리트 슬래브로 성형된 몸체부와; 상기 몸체부의 양단부에서 양측면과 상단부를 감싸는 형태로 돌출되게 일체로 성형되는 확대부와; 상기 몸체부의 확대부 상면부에 형성되어 레일을 체결시켜 주는 체결장치가 안착되는 체결장치 안착부와; 상기 확대부의 양측면을 관통하도록 일정 간격을 두고 매립 설치되는 철근들로 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 철근의 양단부에는 수평방향으로의 유동을 방지하는 고리가 상방향을 향해 절곡 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 철근은 일정 거리를 두고 포장 궤도용 슬래브에 매립 설치되는 광폭 침목과 슬래브의 연직방향에 대한 상대 변위를 억제하는 전단 연결재 기능을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 철근들의 단부에는 철근들의 변형을 방지함과 동시에 광폭 침목과 슬래브의 연직방향 및 수평방향에 대한 상대 변위를 억제하기 위한 수평바를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명 광폭 침목의 일 실시예에 따른 사시도를 나타낸 것이고, 도 5의 (a)(b)는 본 발명 일 실시예의 정면도 및 평면도를 나타낸 것이며, 도 6의 (a)(b)는 도 5 (a)의 A-A'선 및 B-B' 단면도를 나타낸 것이고, 도 7은 본 발명의 광폭 침목을 이용하여 시공된 포장 궤도의 측단면도를 나타낸 것이며, 도 8의 (a)(b)는 본 발명 광폭 침목의 다른 실시예에 따른 정면도 및 평면도를 나타낸 것이다.

이에 따르면, 본 발명 포장 궤도용 광폭 침목은, 직사각 형태를 갖도록 콘크리트 슬래브로 성형되는 몸체부(1)와;

상기 몸체부(1)의 양단부에서 양측면과 상단부를 감싸는 형태로 돌출되게 일체로 성형되는 확대부(2)와;

상기 몸체부(1)의 확대부(2) 상면부에 형성되어 레일(5)을 체결시켜 주는 체결장치가 안착되는 체결장치 안착부(4)와;

상기 확대부(2)의 양측면을 관통하도록 일정 간격을 두고 매립 설치되는 철근(3)으로 구성한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 철근(3)은 2개 이성 4개 이내로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 철근(3)의 양단부에는 수평방향으로의 유동을 방지하는 고리(31)가 상방향을 향해 절곡 형성되어 전체적으로 대략 "∪"자 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 철근(3)은 일정 거리를 두고 포장 궤도용 슬래브(6)에 매립 설치되는 광폭 침목과 슬래브(6)의 연직방향에 대한 상대 변위를 억제하는 전단 연결재 기능을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 철근(3)들의 단부에는 수평바(7)를 부가 설치하여 철근(3)들의 변형을 방지함과 동시에 광폭 침목과 슬래브의 연직방향 및 수평방향에 대한 상대 변위를 억제할 수 있도록 한 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명 광폭 침목의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 포장 궤도용 광폭 침목은 크게 몸체부(1)와 확대부(2), 체결장치 안착부(4) 및 철근(3)으로 구성되어 진다.

이때, 상기 몸체부(1)는 기존의 침목과 같이 직사각 형태를 갖도록 콘크리트 슬래브로 성형되는 형태를 가지게 되며, 상기 몸체부(1)의 양단부에 일체로 성형되는 확대부(2)는 상기 몸체부(1)의 양단부에서 양측면과 상단부를 감싸는 형태로 돌출되게 일체로 성형하여 줌으로써 본 발명 침목이 광폭을 갖게 된다.

이와 같이 본 발명에서는 일반 침목에 비해 넓어진 침목의 폭을 더 넓도록 최대한 크게 성형하여 줌으로써 열차 하중을 분배시킬 수 있어 침목 하부의 슬래브층에 전달되는 하중에 따른 부담을 경감시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 침목의 중앙부에 위치된 몸체부(1)의 중앙이 확대부(2)의 폭보다 좁아지는 형태를 갖게 되므로 본 발명의 광폭 침목을 도 7과 같이 슬래브(6)에 매설하였을시 침목의 단면 변화부가 침목과 슬래브 사이의 수평방향 상대 변위를 억제하는 전단키로 작용하게 되어 차량의 주행시 발생되는 충격에 의해 침목 자체가 좌우로 유동되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 광폭 침목은 도 6의 (a)(b)에 도시된 바와 같이 몸체부(1)와 확대부(2)의 종단면이 직사각형의 형태를 가지므로 침목의 측면이 바닥면에 대해 수직을 유지하게 되어 슬래브(6)와 광폭 침목 사이에서 상대변위가 발생하더라도 슬래브(6)에서 균열이 발생지 않게 된다.

한편, 상기 몸체부(1)의 확대부(2) 상면부에는 기존의 침목에서와 마찬가지로 레일(5)을 고정 설치하기 위한 체결장치가 안착되는 체결장치 안착부(4)가 형성된다.

또한, 상기 확대부(2)의 측면에는 2개 내지 4개(바람직하게는 3개)의 철근(3)이 양측면을 관통하도록 하여 일정 간격을 두고 매립 설치되는데, 이때 상기 철 근(3)의 양단부에는 수평방향으로의 유동을 방지하는 고리(31)가 상방향을 향해 절곡 형성되어 있어 전체적으로 대략 "∪"자 형상을 갖게 된다.

이와 같이 광폭 침목의 확대부(2)에서 양측면으로 돌출되게 매립 설치된 철근(3)은 광폭 침목을 포장 궤도용 슬래브(6)에 매립 설치하였을 때 광폭 침목과 슬래브(6) 사이에서 연직방향에 대한 상대 변위를 억제하는 전단 연결재 기능을 수행하게 되므로 침목과 슬래브의 구조적 일체성이 대폭 향상된다.

한편, 상기 철근(3)들을 그대로 둘 경우 운반 중 또는 광폭 침목의 설치 중 외부의 충격 등에 의해 철근(3)들이 변형될 우려가 있음은 물론 광폭 침목과 슬래브의 연직방향 및 수평방향에 대한 상대 변위가 발생될 우려가 있다.

따라서, 본 발명에서는 도 8의 (a)(b)와 같이 철근(3)의 단부에 수평바(7)를 더 설치하여 줌으로써 운반 및 설치 중 철근(3)들이 변형되는 것을 미연에 방지할 수 있음은 물론 광폭 침목과 슬래브의 연직방향 및 수평방향에 대한 상대 변위를 억제할 수 있는 전단 연결재 기능을 더욱 강화시킬 수 있어 침목과 슬래브의 구조적 일체성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 광폭 침목은 자갈 층위에 놓여져 자갈층에 모르터가 주입되어 경화하면서 슬래브(6)로 된 자갈층과 일체로 되며, 광폭 침목의 간격은 기계화 시공을 고려하여 멀티플 타이 탬퍼(multiple tie tamper, MTT)의 적용이 가능하도록 고려하여 적정 범위 내에 있도록 하면 된다.

물론, 상기와 같이 광폭 침목들을 일정 간격을 두고 슬래브(6)로 된 자갈층과 일체로 설치한 후에는 상기 광폭 침목 위에 형성된 체결장치 안착부(4)에 고정 설치된 레일 체결장치를 통해 레일(5)을 고정시키면 레일의 설치가 완료된다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다.

본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로서, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 포장 궤도용 광폭 침목 의하면, 첫째 광폭 침목의 하부 슬래브에 전달되는 열차에 의한 하중부담을 경감할 수 있고, 둘째 광폭 침목과 슬래브의 상대변위를 억제할 수 있으며, 셋째 포장 궤도의 구조적인 안정성을 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (6)

1. 직사각 형태를 갖도록 콘크리트 슬래브로 성형되는 몸체부와;

   상기 몸체부의 양단부에 일체로 성형되는 확대부와;

   상기 몸체부의 확대부 상면부에 형성되어 레일을 체결시켜 주는 체결장치가 안착되는 체결장치 안착부와;

   상기 확대부의 양측면을 관통하도록 일정 간격을 두고 중앙부가 매립 설치되는 철근으로 구성되되, 상기 철근의 양단부에는 수평방향으로 유동을 방지하는 고리가 상방향을 향하도록 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 포장 궤도용 광폭 침목.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 확대부는 몸체부의 양단부에서 양측면과 상단부를 감싸는 형태로 돌출되게 성형한 것을 특징으로 하는 포장 궤도용 광폭 침목
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 철근은 적어도 2개 내지 4개 이내로 설치한 것을 특징으로 하는 포장 궤도용 광폭 침목.
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 철근의 단부에는 수평바를 더 설치한 것을 특징으로 하는 포장 궤도용 광폭 침목.

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