KR100711086B1

KR100711086B1 - 철도 교량용 판형교의 거더 개량용 가설장비 및 개량 공법

Info

Publication number: KR100711086B1
Application number: KR1020040079230A
Authority: KR
Inventors: 민경주; 심현우
Original assignee: (주) 철도안전연구소; 두산중공업 주식회사
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2007-04-24
Also published as: KR20060030389A

Abstract

본 발명은 철도 교량용 판형교의 거더 개량용 가설장비 및 철도 교량용 판형교의 개량 공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도용 교량으로 널리 채택된 판형교의 거더를 보강하기 위해 사전 제작된 거더보강재를 기존의 거더에 설치하기 위한 가설장비 및 상기 거더보강재를 기존의 거더에 설치하여 상기 거더를 개량 또는 보강하기 위한 공법에 관한 것이다.

본 발명의 일측면에 따른 철도 교량용 판형교의 거더 개량용 가설장비는, 철도 교량용 판형교의 거더에 덧씌워 강도를 보강하기 위한 거더보강재를 저면에 매달기 위한 가설용 트러스와, 상기 가설용 트러스의 양 끝단을 각각 지지하며 철도 레일 위를 주행하는 한 쌍의 대차를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 철도 교량용 판형교의 거더 개량용 가설장비는 구조가 간단하여 저렴한 비용으로 제작 및 유지개량가 가능하다. 또한 기존의 부설된 철도 레일을 이용하여 작업 현장에 직접 접근할 수 있고, 거더 보강재를 사전 제작하여 현장으로 이동설치할 수 있으므로 철도가 차단되는 시간을 단축시킬 수 있다.

판형교, 거더, 가설용 트러스, 승강수단, 가설장비.

Description

철도 교량용 판형교의 거더 개량용 가설장비 및 개량 공법{CONSTRUCTING APPARATUS FOR REFORMING PLATE GIRDER BRIDGE OF RAILWAY AND ENGINEERING METHOD OF REFORMING THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 철도 교량용 판형교의 거더 개량용 가설장비의 실시예의 정면도

도 2는 도 1의 실시예의 부분 확대도

도 3은 본 발명에 따른 철도 교량용 판형교의 거더 개량용 가설장비의 다른 실시예의 부분 확대도

도 4는 도 1의 실시예의 평면도

도 5는 본 발명에 따른 철도 교량용 판형교의 거더 개량 공법의 일실시예의 설명도

도 6은 본 발명에 따른 철도 교량용 판형교의 거더 개량 공법의 다른 실시예의 설명도

도 7은 종래 철도 교량용 판형교의 단면도

도 8은 종래 철도 교량용 판형교의 거더에 보강재가 설치된 일례의 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

500 가설용 트러스 510 승강수단

600 대차 700 거더보강재

철도 운송을 위한 레일의 지지에 사용되는 종래의 판형교는 도 7에 도시된 것과 같이, 교각(1)에 장착된 교좌장치(2)에 한쌍의 I빔 거더(3)가 설치되고, 상기 I빔 거더의 상부에 침목(4)이 설치되어 있다. 그리고 침목의 상부에는 한쌍의 레일(5)이 평행하게 고정되어 있다.

상기와 같은 종래의 판형교는 과거에 LS 18 하중조건으로 설계 시공되어, 열차의 고속화 및 대형화와, 대량수송을 위하여 화물 적재량이 증가함에 따라서 교체 또는 보강의 필요성이 대두되고 있다. 또한, 장기간의 사용으로, 처짐이 발생하여 진동과 소음이 증가하고 있으며, 피로 파괴의 우려가 있어서 열차속도 향상에 장애가 되고 있다.

본 출원인은 발명의 명칭이 "피씨 슬래브 및 측벽을 포함하는 개량된 피씨 합성판형교"이고 2003년 10월 14일자로 출원되어 2004년 2월 24일자로 등록된 등록 특허 제10-0421646호에서 종래의 판형교를 보강하기 위한 발명을 개시한 바 있다. 상기 등록특허는, 도 8에서 보는 바와 같이 상부 및 하부 플랜지를 구비하고, 웨브에 복수의 콘크리트 타설공이 형성되고, 평행하게 배치된 한쌍의 I빔 거더(10)와, 상기 거더의 폭보다 큰 폭을 갖는 슬래브부(210)와, 상기 슬래브부의 양측 하부로 연장된 한쌍의 벽체부(220)를 갖고, 상기 한쌍의 벽체부 내측에 상기 I빔 거더가 삽입되도록 I빔 거더의 상부에 고정 설치된 PC 파이형거더(200)와, 상기 I빔 거더(10)와 PC 벽체부(220) 사이에 설치된 철근과, 상기 철근이 설치된 공간에 상기 콘크리트 타설공을 통하여 타설된 콘크리트를 포함하는 것을 특징으로 하는 PC 슬래브 및 측벽을 포함하는 개량된 PC 합성 판형교의 일실시예를 개시하고 있다. 이상에서 미설명된 부호 K는 교대 또는 교각 위에 설치된 교좌장치를 의미한다.

상기 종래 기술에 따른 실시예는 대체로 단면 형상이 파이(Π)형을 이루는 구조물을 기존의 거더 위에 덧씌운 것이라는 점에서 기술적 사상의 특징을 찾아볼 수 있다. 이하에서는 상기 등록특허에 개시된 기존의 판형교의 거더를 보강하기 위한 모든 구조물을 포함하여, 막대형, 판형이거나 단면 형상이 파이 형이며 판형교의 기존의 거더에 덧대어 강성 등의 특성을 보강하기 위해 사용되며, 보강 대상인 거더와 같이 한 경간에 이르는 길이를 가진 구조물을 '거더보강재'라 칭하기로 한다.

상기한 거더보강재를 기존의 철도 교량용 판형교에 설치할 경우, 교량 현장에서 직접 제작하여 설치할 수도 있으나 작업 시간이 과다하게 소요되며, 거더보강재의 설치에는 레일 또는 침목의 제거가 수반되므로 철도 교량이 장시간 차단된다. 그리고 교량 위에서의 작업량이 많아지므로 작업자의 위험 부담이 커진다. 따라서, 거더보강재를 보다 작업하기 편리하고 안전한 장소에서 미리 제작하여 반제품 또는 완제품화 한 후 설치 현장으로 이동시켜 기존의 거더에 결합시키는 방식을 사용하여 왔다. 이 경우 철도 레일 위를 자주 또는 견인되어 움직이는 철도크레인(Locomotive Crane)으로 거더보강재를 설치할 수 있겠으나, 철도크레인의 붐을 전개할 경우 특히 전차선이 가설된 전철화 구간에서 전차선과의 간섭을 피하여야 하므로 조작이 어렵고 적재 하중에도 제한이 크므로, 콘크리트 재질로 만들어지는 것이 일반적인 거더보강재를 다룰 수 없는 경우가 많다. 따라서 거더보강재를 트레일러 등에 적재하여 설치 현장에 접근시킨 뒤, 현장에서는 토목건설용 크레인과 같은 일반적인 승강장치를 이용하여 상기 거더보강재를 교량으로 이동시켜 기존의 거더에 결합시키는 방식을 채택하였다.

그러나 거더보강재를 설치해야하는 현장은 트레일러가 접근할 수 있는 도로 여건이 좋지 않은 곳이 많으며, 특히 총연장이 크레인의 작업반경을 초과하는 대부분의 교량에서는 크레인이 보강 대상인 거더에 직접 접근하기가 곤란하여 작업 효율이 현저히 저하된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 기존의 부설되어 있는 철도 레일을 이용하여 보강이 필요한 거더에 직접 접근하는 철도크레인의 기능을 수행할 수 있으면서도 구조가 단순하고 제작이 용이하며 유지보수가 용이한 가설장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 상기 가설장비를 이용하여 기존의 거더를 단기간 내에 교환 또는 보강하거나 궤도 구조를 교환 설치할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.

특히 본 발명의 일측면에 따른 거더 개량용 가설장비는, 상기 가설용 트러스에 설치되어 상기 거더보강재를 상하로 이동시키기 위한 승강수단을 더 포함할 수 있으며, 상기 승강수단으로는 장방형의 각 꼭지점을 이루며 상기 가설용 트러스의 상면에 설치된 복수의 윈치인 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따른 철도 교량용 판형교의 거더 개량 공법은, 가설용 트러스와 상기 가설용 트러스의 양단을 각각 지지하는 한 쌍의 철도 차량용 대차를 포함하는 가설장비의 상기 가설용 트러스에 철도 교량용 판형교의 거더에 결합하여 강도를 보강하기 위해 사전 제작된 거더보강재를 탑재하는 단계와, 상기 가설장비를 기존의 철도 레일을 따라 상기 강도를 보강하기 위한 거더 위로 이동시키는 단계와, 상기 거더에서 기존의 레일 및 침목을 제거하는 단계와, 상기 거더보강재를 상기 거더에 설치하는 단계와, 상기 설치된 거더보강재에 레일을 설치하는 단계와, 상기 가설장비를 기존의 철도 레일을 따라 철수시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 일측면에 따른 철도 교량용 판형교의 거더 개량용 가설장비의 바람직한 실시예를 첨부의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 철도 교량용 판형교의 거더 개량용 가설장비의 정면도이고, 도 2는 도 1의 실시예의 부분 확대도이며, 도 4는 도 1의 실시예의 평면도이다.

본 실시예는 가설용 트러스(500)와 한 쌍의 대차(600)를 포함한다. 가설용 트러스(500)는 거더보강재(700)를 저면에 매달기 위한 구조물이다. 가설용 트러스(500)는 길이방향 양끝단에서 하측으로 연장된 지지부(550)를 구비하고 상기 지지부는 대차(600) 위에 가설용 트러스가 고정되도록 한다. 가설용 트러스는 또한 승강수단을 구비한다. 승강수단은 저면에 매달린 거더보강재를 가설용 트러스의 저면에 탑재하거나 기존의 거더 위에 설치하기 위해 거더보강재를 아래 위로 오르내리도록 한다. 승강수단은 도 2의 부분확대도 및 도 4의 평면도에서 보는 바와 같이 가설용 트러스(500)의 상면에서 장방형의 각 꼭지점에 배치된 4개의 윈치(510)를 포함한다. 거더보강재(700)의 중량이 매우 큰 경우에는 윈치보다 도 3에서 보는 바와 같은 유압실린더(520)가 더 적합하다. 그 밖에도 스크류잭을 승강수단으로 사용한 실시예도 가능하다.

대차(600)는 일반적인 철도차량이 구비하고 있는 것으로서, 바퀴가 장착되어 철도차량의 차체를 얹고 철도 레일 위를 달리는 부분이다. 본 실시예에서는 도 1에서와 같이 대차(600)를 포함한 두 대의 일반적인 무개 화차(610)를 구비한다. 무개 화차(610)는 각각 한쌍의 대차(600)를 구비하는 것이 일반적이므로, 각 무개 화차의 일측 대차 위에 상기 가설용 트러스(500)의 지지부(550)가 위치하도록 한다. 이 때 본 실시예가 곡선 레일 위를 무리 없이 주행할 수 있도록 상기 가설용 트러스의 지지부(550)는 상기 대차에 힌지(551)를 통해 회동가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

이상과 같은 구조의 본 실시예에서 철도 레일로부터 상기 가설용 트러스(500)의 저면까지의 높이는 상기 거더보강재(700)의 높이보다 높아야 하며, 철도 레일로부터 상기 가설용 트러스(500)의 상면까지의 높이는 일반적인 철도 레일에서의 전차선의 높이보다 낮은 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 다른 측면에 따른 철도 교량용 판형교의 거더 개량 공법의 바람직한 실시예를 첨부의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 철도 교량용 판형교의 거더 개량 공법의 설명도이다.

도 5의 (a)에서 보는 바와 같이 가설용 트러스(500)와 상기 가설용 트러스의 양단을 각각 지지하는 한 쌍의 철도 차량용 대차(600)를 포함하는 가설장비(800)의 상기 가설용 트러스(500)의 저면에 철도 교량용 판형교의 거더에 결합하여 강도를 보강하기 위한 거더보강재(700)를 탑재한다.

도 5의 (b)에서 보는 바와 같이 상기 가설장비(800)를 기관차(810)에 연결하고, 가설장비(800)를 철도 교량을 구성하는 거더 중 개량이 필요한 거더(900)로 이동시킨 다음 정지시킨다. 이 때 보다 정확하게는 상기 가설장비(800)에 탑재된 거더보강재(700)는 보강 대상인 거더(900)의 직상부에 위치하는 것이 바람직하다.

도 5의 (c)에서 보는 바와 같이 기존의 거더(900)에 설치된 침목 및 레일을 제거한다. 이 때, 제거된 침목 및 레일은 상기 가설장비(800)의 가설용 트러스에 탑재하는 것이 바람직하다.

도 5의 (d)에서 보는 바와 같이 거더보강재(700)를 거더(900)로 하강시켜 거더(900)에 결합한다.

도 5의 (e)에서 보는 바와 같이 레일을 재설치한다. 이 때 재설치되는 레일은 상기 기존의 거더(900)에서 제거되었던 레일을 재사용할 수도 있겠으나 새로운 레일을 설치하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 새로운 레일은 상기 가설장비(800)에 거더보강재(700)와 함께 미리 탑재해 두는 것이 바람직하다.

도 5의 (f)에서 보는 바와 같이 부설된 레일 위를 통과하여 가설장비(800)를 철수시킨다.

도 6은 본 발명에 따른 철도 교량용 판형교의 거더 개량 공법의 다른 실시예의 설명도이다. 본 실시예의 앞선 실시예와 달리 경간에 비해 가설용 트러스의 길이가 긴 경우이다. 본 실시예와 앞선 실시예의 차이점은, 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이 기존 레일 및 침목을 제거하는 단계와, 도 6의 (e)에 나타낸 바와 같은 거더 보강재를 설치하는 단계 사이에 도 6의 (d)에 나타낸 바와 같은 가설장비 이동 단계를 더 거친다는 것이다. 즉, 가설용 트러스의 길이가 경간의 2배 이상 긴 경우라면, 가설용 트러스의 길이방향 일측에 치우치도록 거더보강재(700)를 탑재하고, 거더에서 제거된 기존의 레일을 가설용 트러스의 길이방향 타측에 치우치도록 탑재한 다음(도 6의 (c)참조), 가설장비(800)를 이동시켜 탑재된 거더보강재(700) 가 보강이 필요한 거더(900) 위에 위치하도록 하는 과정(도 6의 (d)참조)을 더 거칠 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 철도 교량용 판형교의 거더 개량용 가설장비는 구조가 간단하여 저렴한 비용으로 제작 및 유지개량가 가능하다. 또한 기존의 부설된 철도 레일을 이용하여 작업 현장에 직접 접근할 수 있고, 거더 보강재를 사전 제작하여 현장으로 이동설치할 수 있으므로 철도가 차단되는 시간을 단축시킬 수 있다. 그리고 본 발명에 따른 철도 교량용 판형교의 거더 개량 공법에 따르면 기존의 레일을 통과하여 보강이 필요한 거더에 직접 접근한 다음, 기존의 레일을 제거하고, 거더보강재의 설치가 완료된 후 새로운 레일을 부설하고, 상기 부설된 레일을 통과하여 가설장비를 철수시킬 수 있다. 따라서 보강이 필요한 거더에 접근하기 위한 별도의 도로가 필요하지 않으며 레일의 제거 및 부설에 소요되는 시간 이 현장에서 거더보강재를 제작하는 것에 비해 매우 짧으므로 철도 교량의 차단에 따른 불편이 최소화 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명을 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims

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가설용 트러스와 상기 가설용 트러스의 양단을 각각 지지하는 한 쌍의 철도 차량용 대차를 포함하는 가설장비의 상기 가설용 트러스에 철도 교량용 판형교의 거더에 결합하여 강도를 보강하기 위해 사전 제작된 거더보강재를 탑재하는 단계와,

상기 가설장비를 기존의 철도 레일을 따라 상기 강도를 보강하기 위한 거더 위로 이동시키는 단계와,

상기 거더에서 기존의 레일 및 침목을 제거하는 단계와,

상기 거더보강재를 상기 거더에 설치하는 단계와,

상기 설치된 거더보강재에 레일을 설치하는 단계와,

상기 가설장비를 기존의 철도 레일을 따라 철수시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 교량용 판형교의 거더 개량공법.