KR100706323B1 - 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 볼트 설치구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분절형 프리캐스트(PC) 콘크리트 침목의 볼트 설치구조에 관한 것으로 특히, 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목에 있어서, 상기 침목의 접속부에 머리부를 구비한 볼트를 나선부가 노출되도록 수직방향으로 매설하되, 상기 볼트의 외주연에는 완충용 고무를 씌워 매설하고, 상기 볼트는 침목의 전체 두께 대비 적어도 2/3가 매설되도록 한 것을 특징으로 한다.

따라서, 길고 짧은 프리캐스트 콘크리트 침목들을 상호 연결할 때 작업성이 매우 좋고 간편할 뿐만 아니라, 외부의 충격으로 인해 볼트가 결합된 침목의 일부가 파손되는 것을 방지할 수 있어 침목들의 결합력 약화를 방지할 수 있으며, 또한 운반 중 또는 침목들의 설치 중 외부에서 가해지는 강한 충격에 의해 침목에 매설된 볼트가 유동되거나 이탈되는 것을 완벽히 방지할 수 있는 것이다.

프리캐스트 콘크리트, 침목, 볼트, 완충용 고무, 이음매 판, 강연선

Description

분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 볼트 설치구조{Bolt installation structure of segmented precast concrete sleeper}

도 1은 일반적인 분기기의 구성도.

도 2는 종래 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 일부 절결 분해 사시도.

도 3은 종래 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 설치 상태 단면도.

도 4는 본 발명이 적용된 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 일부 절결 분해 사시도.

도 5는 본 발명이 적용된 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 설치 상태 종단면도.

도 6은 본 발명이 적용된 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 설치 상태 횡단면도.

도 7은 본 발명이 적용된 침목을 분기기에 설치한 상태의 평면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1 : 침목 2 :볼트

3 : 완충용 고무 4 : 방진 패드

5 : 이음매 판 6 : 와셔

7 : 너트 1a : 강연선

21 : 머리부 22 : 나선부

41, 51 : 볼트 통과공

본 발명은 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 볼트 설치구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 길고 짧은 프리캐스트(PC) 콘크리트 침목을 이음매 판을 통해 상호 연결시킬 때 사용되는 볼트의 일부를 침목의 성형시 그 내부로 인서트 삽입 설치하되, 상기 볼트의 외주연에는 완충용 고무를 씌워 침목 내부로 인서트시켜 프리캐스트 콘크리트 침목들의 연결 작업이 간편하고, 외부의 충격으로 인해 볼트가 결합되는 침목의 일부가 파손됨으로 인한 결합력 약화를 방지할 수 있으며, 또한 운반 중 또는 침목들의 설치 중 외부에서 가해지는 강한 충격에 의해 침목에 매설된 볼트 결합용 너트의 분리나 유동 또는 인출 등을 미연에 방지할 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로 정차장 구간에서는 본선으로부터 측선으로 진로를 바꾸는 등 하나의 선로에서 다른 선로로 분기하기 위하여 분기 지점에 설치한 궤도설비를 분기기라 하고, 이와 같은 분기기의 방향을 전환시키는 것을 선로 전환기라 한다.

이때, 상기 분기기는 도 1과 같이 어느 선로로 진입할 것인가를 선택하는 포인트부와, 궤간선(레일)이 교차하는 크로싱부 및 포인트부의 후단에서 크로싱부의 전단 사이에 형성된 리드부로 구성된다.

그런데, 종래의 분기기에는 대부분 목 침목이 사용되고 있어 현장 조립에 따른 시공 정밀도가 저하되고, 침목의 수명이 짧으며, 도상 저하력이 약하고, 장 침목으로 인한 운반과 부설이 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 출원인은 분기기에 설치되는 상기한 종래 몸 침목의 문제점을 해결하기 위한 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 연결장치를 개발하여 국내 특허출원 제 2002-0083872호(명칭 : PC 침목 연결장치)로 재시한 바 있으며, 이에는 다양한 형태의 이음매 판의 형상이 제시되어 있다.

따라서, 종래 목 침목을 사용하는 것에 비해 침목의 중량화가 가능하여 궤도가 안정적이고, 공장 조립에 따른 정밀 시공이 가능하며, 침목의 연결장에 의한 분기기 현장 설치가 가능하고, 도상 저항력이 커서 안정적이며, 장 침목을 단 침목으로 분리하여 운반 및 부설을 용이하게 실시할 수 있고, 고속화에 따른 안정성 및 승차감을 개선할 수 있었다.

그러데, 종래 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목에서는 길이가 서로 다른 두 개의 침목을 상호 연결시켜 주기 위한 이음매 판을 고정시켜 주는 체결장치인 볼트와 너트 등이 도 2 및 도 3과 같은 형태로 설치 및 결합되는 구성을 갖고 있다.

즉, 장, 단형의 침목(11)의 양단부에서 수직방향으로 합성수지재로 된 봉(12)에 끼워진 너트(13)를 상,하면을 관통하도록 인서트 설치하되, 상기 봉(12)과 너트(13)의 저단부에는 각각 사각형의 유동방지 캡(121)과 유동방지 돌기(131)를 형성하고, 상기한 장, 단형 침목(11)의 접촉부 상면부에서 완충 패드(14)와 함께 이음매 판(15)을 고정 설치하여 장, 단형의 침목(1)이 상호 연결된 형태를 유지하도록 하는 볼트(16)는 상기 침목(1)에 인서트 된 너트(13)에 체결시켜 주는 구성으로 되어 있다.

그러나, 이와 같은 구성은 볼트에 결합되는 너트 자체가 침목을 관통할 정도로 길게 형성된 상태에서 봉에 끼워진 채 침목에 인서트 된 형태를 가지게 됨은 물론, 너트에 볼트를 결합할 때 회동을 방지하기 위하여 상기 봉과 너트의 저단부에 각각 사각형의 유동방지 캡과 돌기를 형성시켜 주어야 하고, 또한 볼트 역시 침목을 관통할 정도로 긴 형태를 갖고 있어 체결장치의 생산원가가 많이 들게 될 뿐만 아니라, 연결 작업이 복잡하고, 또 침목의 운반 및 설치 중 외부에서 강한 충격이 가해질 경우 봉에 끼워진 형태에서 침목에 매설된 볼트 결합용 너트가 침목으로 하부로 밀려 분리되거나 유동되는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 침목의 중량화를 통해 궤도가 안정적이고, 공장 조립에 따른 정밀 시공이 가능하며, 침목의 연결장에 의한 분기기 현장 설치가 가능하고, 도상 저항력이 커서 안정적이며, 장 침목을 단 침목으로 분리하여 운반 및 부설을 용이하게 실시할 수 있고, 고속화에 따른 안정성 및 승차감을 개선할 수 있도록 개발된 길고 짧은 프리캐 스트(PC) 콘크리트 침목을 성형할 때 외주연에 완충용 고무를 씌운 볼트를 침목의 수직방향에 대해 2/3 위치까지 인서트시켜 길고 짧은 프리캐스트 콘크리트 침목들을 연결할 때 작업성이 간편할 뿐만 아니라 좋고, 외부의 충격으로 인해 볼트가 결합된 침목의 일부가 파손됨으로 인한 결합력 약화를 방지할 수 있으며, 또한 운반 중 또는 침목들의 설치 중 외부에서 가해지는 강한 충격에 의해 침목에 매설된 볼트의 유동을 미연에 방지할 수 있는 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 볼트 설치구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 볼트 설치구조는, 프리캐스트 콘크리트를 이용하여 길고 짧도록 성형한 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목에 있어서, 상기 침목의 접속부에 머리부를 구비한 볼트를 나선부가 노출되도록 수직방향으로 매설하되, 상기 볼트의 외주연에는 완충용 고무를 씌워 매설한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 볼트는 침목의 전체 두께 대비 적어도 2/3가 매설되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 볼트는 장, 단 침목을 상호 연결시켜 주는 이음매 판에 형성된 볼트 통과공의 숫자나 그 위치에 대응하여 1개나 2개 또는 4개를 한 조로 하여 매설하되, 1개의 경우 서로 대각선 방향으로 각각 매설한 것을 특징으로 한다.

상기 볼트의 머리부는 사각형 또는 육각형을 포함하여 반구형 또는 반구형에서 양측면에 절단된 형태를 포함한다.

또, 상기 장, 단 침목은 종단면이 사다리꼴 형상을 갖도록 형성하되, 상기 장 및 단 침목의 내부에서 길이방향으로는 강연선들을 더 매설한 것을 특징으로 한다.

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

도 4는 본 발명이 적용된 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 일부 절결 분해 사시도를 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명이 적용된 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 설치 상태 종단면도를 나타낸 것이며, 도 6은 본 발명이 적용된 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 설치 상태 횡단면도를 나타낸 것이고, 도 7은 본 발명이 적용된 침목을 분기기에 설치한 상태의 평면도를 나타낸 것이다.

이에 따르면, 본 발명은, 프리캐스트 콘크리트를 이용하여 길고 짧도록 성형한 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목에 있어서, 상기 침목(1)의 접속부에 머리부(21)를 구비한 볼트(2)를 나선부(22)가 노출되도록 수직방향으로 매설하되, 상기 볼트(2)의 외주연에는 완충용 고무(3)를 씌워 매설한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 볼트(2)는 침목(1)의 전체 두께(t) 대비 적어도 2/3가 매설되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 볼트(2)는 장, 단형의 침목(1)을 상호 연결시켜 주는 이음매 판(5)에 형성된 볼트 통과공(51)의 숫자나 그 위치에 대응하여 1개나 2개 또는 4개를 한 조로 하여 매설하되, 1개의 경우 서로 대각선 방향으로 각각 매설한 것을 특징 으로 한다.

상기 볼트(2)의 머리부(21)는 사각형 또는 육각형을 포함하여 반구형 또는 반구형에서 양측면이 절단된 형태를 포함한다.

또, 상기 장, 단 침목(1)은 종단면이 사다리꼴 형상을 갖도록 형성하되, 상기 장 및 단 침목(1)의 내부에서 길이방향으로는 강연선(1a)들을 더 매설한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 침목은 프리캐스트 콘크리트를 이용하여 종단면이 사다리꼴 형상을 갖음과 동시에 그 길이가 길고 짧은 형상을 갖는 장형 및 단형 침목(1)으로 성형하게 되는데, 이와 같이 프리캐스트 콘크리트를 이용하여 상기 장형 및 단형의 침목(1)을 성형할시에는 이들의 접속부에 나선부(22)가 상면으로 노출되도록 하여 볼트(2)의 몸체부를 수직방향으로 매설하게 된다.

이때, 상기 볼트(2)는 이음매 판(5)에 형성된 볼트 통과공(51)의 숫자나 그 위치에 대응하여 장형 및 단형의 침목(1) 각각에 1개나 2개 또는 4개 등 다양한 갯수를 매설하게 되는데, 각각 1개를 매설할 경우에는 서로 대각선 방향으로 매설하여 장형 및 단형의 침목(1)에 가해지는 압력에 의해 이음매 판(5)이나 볼트(2)가 변형되지 않도록 압력을 분산시켜 주는 것이 좋다.

그러나, 실제에 있어서는 1개를 매설하는 것보다 2개 또는 4개를 각각 매설하는 것이 더 안정적임은 물론 상기 장형 및 단형의 침목(1)을 통해 가해지는 압력을 상기 이음매 판(5) 및 볼트(2)가 균등하게 받을 수 있어 이들이 변형되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 볼트(2)를 침목(1)의 내부로 매설할 때에는 그의 외주연에 완충용 고무(3)를 씌워 매설함으로써 외부에서 볼트(2)를 통해 충격이 가해졌을 때 상기 완충용 고무(3)의 방진 작용에 의해 그 충격력이 콘크리트로 성형된 침목(1)에 전달되는 것을 방지할 수 있어 볼트(2)와 침목(1)의 결합부가 파손됨으로 인한 결합력 약화를 방지할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 완충용 고무(3)는 볼트(2)로의 습기 유입을 방지하여 볼트(2)에 녹이 슬게 되는 것을 방지하는 역할도 수행하여 볼트(2)가 놀이 슬게 되므로 인한 수명 단축 및 결합력이 약화되는 것을 미연에 방지하게 된다.

또한, 상기와 같이 볼트(2)를 침목(1)에 인서트시킬 때 볼트(2)의 몸체부가 침목(1)의 전체 두께(t) 대비 적어도 2/3 지점까지 매설되도록 하되, 상기 볼트(2)는 사각형 또는 육각형을 포함하여 반구형 또는 반구형에서 양측면이 절단된 형태를 포함하는 머리부(21)를 구비한 것을 사용하여 침목(1)의 매설홈에 걸려지도록 하였다.

따라서, 상기 볼트(2)와 침목(1)의 결합력을 강화시킬 수 있어 침목(1)들의 접속부 상부에 방진 패드(4)와 이음매 판(5)을 올려놓고 볼트(2)에 와셔(6)를 끼우고 너트(7)를 체결시켜 두 개의 장, 단형 침목(1)을 상호 연결한 후 레일을 설치하고 열차들이 진행함으로 인해 침목(1)들의 연결부에 설치된 이음매 판(5)이 차량의 하중 등에 의해 어느 일측으로 휘어지더라도 볼트(2)에 수직 압력이 가해지더라도 상기 볼트(2)는 침목(1)에 매설된 상태를 그대로 유지하게 된다.

즉, 상기 볼트(2)가 침목(1)의 전체 두께(t) 대비 적어도 2/3 지점까지 매설됨과 동시에 사각형 또는 육각형을 포함하여 반구형 또는 반구형에서 양측면이 절단된 형태를 갖는 머리부(21)의 걸림 작동에 의해 볼트(2) 자체가 상방향으로 뽑혀지는 것이 방지되어 외부에서 어떠한 충격이 가해지거나 상방향으로 인출 압력이 가해진다 하더라도 상기 볼트(2)는 침목(1) 상에 완벽히 매설된 형태를 유지하게 된다.

이때, 볼트(2)가 침목(1)의 전체 두께 대비 적어도 2/3 지점까지 매설하지 않으면 고하중의 열차가 통과할 때 볼트(2)의 변형에 의해 볼트(2)가 매설된 부위의 침목(1)의 강도가 확보되지 않는다.

또, 상기 침목(1)은 종단면이 사다리꼴 형상을 갖도록 형성하되, 상기 침목(1)의 내부에서 길이방향으로 강연선(1a)들을 매설하여 줌으로써 상기 침목(1)의 휨강도를 강화시킬 수 있어 노반 약화 등으로 인해 이음매 판(5)을 통해 연결된 장형 및 단형의 침목(1) 중 어느 일측 방향에서 침목이 처진다 하더라도 절단되거나 휘어지는 것 자체가 방지된다.

한편, 상기 장형 및 단형의 침목(1)을 상호 연결주기 위한 이음매 판(5)은 종래와 같이 철판을 이용하여 직사각 판체 형상으로 형성한 것으로, 상기 이음매 판(5)의 4 모서리부에는 상기 볼트(2)가 끼워질 수 있는 볼트 통과공(51)가 구비되어 있다.

따라서, 상기 장형 및 단형의 침목(1)의 일측면을 일정 폭의 틈새(d)를 갖도록 하여 상호 인접시킨 후 두 침목(1)의 접속부 상부에 상기 이음매 판(5)을 위치 시켜 그의 볼트 통과공(51)을 통해 볼트(3)들의 나선부가 돌출되도록 한 다음 상기 볼트(2)에 와셔(6)을 끼우고 너트(7)를 체결시켜 상기 이음매 판(5)을 고정시키면 두 개의 장형 및 단형 침목(1)은 볼트(2)와 너트(7)에 고정되는 이음매 판(5)을 통해 상호 연결된 형태를 갖게 된다.

이때, 상기와 같이 장형 및 단형의 침목(1)을 이음매 판(5)을 통해서만 상호 연결시켜 주면 장형 및 단형의 침목(1)을 통해 전달되는 충격력이 이음매 판(5)에 직접 전달되어 이음매 판(5)을 포함하여 볼트(2)에 변형을 일으킬 우려가 있다.

따라서, 상기 이음매 판(5)과 장형 및 단형의 침목(1) 상면 사이에는 볼트 통과공(41)을 구비한 완충용 패드(4)를 부가 설치하여 줌으로써 열차에서 발생되어 레일과 장형 및 단형의 침목(1)을 통해 전달되는 충격력이 상기 완충용 패드(4)에 의해 1차적으로 완충된 후 이음매 판(5)과 볼트(2) 등에 전달되므로 이음매 판(5)을 포함하여 볼트(2)가 충격력에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 장형 및 단형의 침목(1)의 접속부에 일정 폭을 갖는 틈새를 갖도록 하여 볼트(2)와 너트(7)를 통해 완충용 패드(4)와 이음매 판(5)을 고정 설치하는 방식을 통해 길고 짧은 두 개의 침목(1)을 상호 연결시켜 주면 차량의 무게 중심 등이 두 침목(1) 중 어느 한 침목에 집중된다 하더라도 해당 침목만 최대한 틈새(d)의 폭 만큼 상기 이음매 판(5)을 중심으로 노반측으로 내려갔다가 이음매 판(5)의 탄성력 및 복원력에 의해 원상 복귀된다.

즉, 차량의 무게 중심 등이 장형 및 단형의 침목(1) 중 어느 한 침목에 집중되면 상기 이음매 판(5)이 판 스프링과 같이 휘어졌다가 자체의 탄성력 및 복원력 에 의해 원상 복귀되므로 침목 전체가 일측으로 기울지 않고 해당 침목만 최대한 틈새(d)의 폭 만큼 상기 이음매 판(5)을 중심으로 노반측으로 내려갔다가 원상 복귀되는 것이다.

따라서, 열차 하중에 대한 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 수평방향에 대한 저항력을 증대시킬 수 있고, 프리캐스트 콘크리트 침목과 하부 기층과의 상대변위 억제를 통해 궤도의 안정성을 향상시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 장형 및 단형의 침목(1) 자체를 프리캐스트 콘크리트로 성형하여 줌으로써 중량화를 꾀할 수 있어 궤도가 안정적이고, 침목의 생산 공장에서 조립시켜 운반할 수 있으므로 정밀 시공이 가능하며, 침목의 연결장에 의한 분기기 현장 설치가 가능하고, 도상 저항력이 커서 안정적이며, 두 침목(1)으로 분리하여 운반 및 부설할 수 있고, 고속화에 따른 안정성 및 승차감을 개선할 수 있는 것이다.

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 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 볼트 설치구조에 의하면, 길고 짧은 프리캐스트 콘크리트 침목들을 상호 연결할 때 작업성이 매우 좋고 간편할 뿐만 아니라, 외부의 충격으로 인해 볼트가 결합된 침목의 일부가 파손되는 것을 방지할 수 있어 침목들의 결합력 약화를 방지할 수 있으며, 또한 운반 중 또는 침목들의 설치 중 외부에서 가해지는 강한 충격에 의해 침목에 매설된 볼트가 유동되거나 이탈되는 것을 완벽히 방지할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (7)

1. 프리캐스트 콘크리트를 이용하여 길고 짧도록 성형한 분절형 침목에 있어서,

   상기 침목의 접속부에 머리부를 구비한 볼트를 나선부가 노출되도록 수직방향으로 매설하되, 상기 볼트의 외주연에는 완충용 고무를 씌워 매설하고,

   상기 볼트의 머리부는 사각형 또는 육각형을 포함하여 반구형 또는 반구형에서 양측면이 절단된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 침목의 볼트 설치구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 볼트는 침목의 전체 두께 대비 적어도 2/3가 매설되도록 한 것을 특징으로 하는 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 볼트 설치구조.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 볼트는 장, 단형의 침목을 상호 연결시켜 주는 이음매 판에 형성된 볼트 통과공의 숫자나 그 위치에 대응하여 1개나 2개 또는 4개를 한 조로 하여 매설한 것을 특징으로 하는 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 볼트 설치구조.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 볼트가 침목에 1개 매설되는 경우 서로 대각선 방향으로 매설한 것을 특징으로 하는 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 볼트 설치구조.
5. 삭제
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 침목은 종단면이 사다리꼴 형상을 갖도록 형성한 것을 특징으로 하는 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 볼트 설치구조.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 침목의 내부에서 길이방향으로는 강연선들을 더 매설한 것을 특징으로 하는 분절형 프리캐스트 콘크리트 침목의 볼트 설치구조.

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