KR100910913B1 - 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법 - Google Patents

안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법 및 이에 적합한 주행로 시공 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주행로의 시공 시 선형적으로 변화하는 주행로의 시공을 용이하게 함과 아울러 주행로의 시공 정밀도를 향상시켜 주행로 연마등의 후반 작업이 필요치 않게 되어 시공비용 및 효율을 극대화할 수 있는 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법 및 이에 적합한 주행로 시공 장치에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 경전철의 주행로 곡률 및 구배를 안내궤도에 맞춰 정확하게 일치시킬 수 있도록 함으로써, 경전철 건설에 따른 작업 효율 향상 및 건설비의 절감을 이룰 수 있고, 경전철 차량의 주행 성능 향상과 승차감의 향상을 이룰 수 있는 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법 및 이에 적합한 주행로 시공 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 시공방법은, 경전철 차량이 주행로(52)를 타고 주행할 때 차량의 측부에 설치된 안내로울러(55)가 안착되어 이동하면서 차량(W)을 가이드하도록 안내궤도(54)를 노반(51)의 수직벽(53)에 설치하는 것을 포함하는 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법에 있어서,
상기한 안내궤도(54)의 시공 후 안내궤도(54)를 타고 피니셔(1)가 운행하면서 피니셔(1)에 고정 설치된 가압부(4)가 콘크리트(CT)로 타설된 주행로(52)를 안내궤도(54)의 궤적과 동일하도록 성형하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 시공장치는, 노반 수직벽(53)에 설치된 안내궤도(54)를 타고 운행하도록 로울러(2)가 설치되어 있는 대차(3)와, 상기한 대차(3)의 저면에 설치되어 있을 뿐만 아니라 안내궤도(54)를 타고 운행 시 주행로 타설 콘크리트(CT)의 상면을 안내궤도(54)의 궤적과 동일하게 성형하도록 구성된 가압부(4)로 구성함을 특징으로 한다.
경전철, 주행로 시공방법, 가이드웨이, AGT, 주행로 시공장치

Description

안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법 및 이에 적합한 주행로 시공 장치{TRAVELING WAY CONSTRUCTION METHOD OF AUTOMATED GUIDEWAY TRANSIT TYPE LIGHT WEIGHT RAILWAY AND THEREOF CONSTRUCTION MACHINE}
본 발명은 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법 및 이에 적합한 주행로 시공 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주행로의 시공 시 선형적으로 변화하는 주행로의 시공을 용이하게 함과 아울러 주행로의 시공 정밀도를 향상시켜 주행로 연마등의 후반 작업이 필요치 않게 되어 시공비용 및 효율을 극대화할 수 있는 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법 및 이에 적합한 주행로 시공 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 경량전철(이하 경전철이라 함)은 철제차륜 AGT(Automated Guideway Transit : 안내궤도식 철도),고무차륜 AGT, LIM, 모노레일, 노면전차, 자기부상식 철도등으로 구분된다.
상기한 경전철중 고무차륜 AGT는 도4에 도시된 바와 같이 차륜(50)에는 고무 타이어를 채용하여 선로 노반(51)의 주행로(52)를 타고 운행하도록 하고, 노반(51)의 수직벽(53)에서 설치된 안내궤도(Guideway)(54) 및 차량(W)에 설치된 안내 로울 러(55)가 차량(W)의 진행을 가이드하면서 운행하도록 한 것으로서, 대부분 도심내부순환 또는 도심과 부도심을 연결하는 기능을 수행하도록 건설된다.
물론, 상기한 주행로(52)는 배근(56)의 외부로 콘크리트를 타설하여 형성하게 된다.
상기한 경전철의 대부분이 도시의 지하 및 고가에 건설되기 때문에, 노선의 선형은 많은 종곡선과 평면곡선의 변화를 이루면서 복잡하게 구성되는 바, 일반적으로 노선의 선형은 직선과 평탄의 원칙을 가지고 설계되지만, 경전철의 특성상 많은 곡선과 구배를 설정하지 않을 수 없는 것이 현실적인 과제이다.
상기한 바와 같은 고무차륜 AGT는 고무차륜(50)인 타이어가 주행로(52)를 타고 주행하는 것으로서, 경전철 선로의 횡방향 및 종방향 경사에 따라 주행로(52)가 적절한 기울기를 갖도록 정밀하게 시공해야 경전철의 주행이 안정적으로 이루어지게 된다.
상기한 고무차륜 AGT의 시공방법은 토목 공사를 진행하여 주행로(52)를 설치한 상태에서 그 측면에 안내궤도(54)를 설치하는 궤도공사를 하게 된다.
즉, 도5에 도시된 바와 같이 토목공사로서, 주행로(52)의 설치 위치에 배근(56)을 설치함과 아울러 배수관 및 시스템관을 설치하게 되고, 상기한 배근(56)의 근접 위치에 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집을 설치하게 된다.
상기한 배근(56)은 미리 설계도에 따른 선로의 구배에 맞춰 공장에서 가공해 현장에 반입하는 것으로서, 소정 설치 위치에 배근(56)을 위치시켜 선로의 구배에 맞게 설치하게 되는 바, 상기한 설치시에는 선로의 횡방향 및 종방향 구배에 맞게 정밀하게 배근(56)을 설치해야 한다.
즉, 직선로에서는 양측의 주행로를 이루는 배근(56)의 높이가 같지만, 도6에 도시된 바와 같이 곡선로에서는 경전철이 회전을 원활하게 하기 위해 기울어지도록 일정 기울기로 제작된 배근(56')을 설치하기 때문에, 경전철의 곡선 주행 시의 안정성을 위해서는 배근(56')의 설치 정밀도가 매우 중요하게 되는 것이다.
거푸집을 설치한 후에는 배근(56, 56')에 에폭시 수지등과 같은 접착제를 균일하게 도포함과 아울러 콘크리트를 타설하고, 윗면을 편평하게 다지게 된다.
특히, 상기한 콘크리트의 타설공정에서 기계를 사용하지만, 선로의 곡선부분에서는 구배를 맞추기가 어려워 작업자가 수작업으로 구배를 맞추는 인력시공을 하게 된다.
상기한 콘크리트의 다지는 공정에서도 콘크리트를 다진 후 콘크리트 레벨러로 콘크리트의 평탄성(3미터당 1.2mm 이하), 고저(3미터당 3mm 이하), 평면성(3미터당 3mm 이하)등을 측정하게 된다.
콘크리트의 타설 및 다지기가 완료되면 일정 시간동안 콘크리트를 양생한 후 거푸집을 제거하고, 콘크리트 커터등으로 줄눈을 형성하게 되며, 줄눈의 형성 후에는 노반에 방수 및 높이조절을 위해 레벨링층을 타설하게 된다.
레벨링층의 타설이 완료되면 주행로(52)의 측부에 위치되는 노반 수직벽(53)에 안내궤도(54)를 설치하게 되는 바, 이는 미리 설계된 설계도에 의해 안내궤도(54)를 노반 수직벽(53)에 설치하는 것으로서, 노반(51)을 기준으로 높이를 측정하여 설치하기 때문에 매우 정확하게 선로의 회방향 및 종방향 구배를 맞출 수 있 게 된다.
안내궤도(54)의 설치가 완료되면 별도의 점검차량이 노반(51)을 기준으로 주행하면서 주행로(52)의 횡방향 및 종방향 구배를 측정하게 되고, 상기한 측정 시 오차가 발생되면 주행로(52)를 연마하거나 주행로에 콘크리트를 덧대어(박층포장) 구배를 맞추게 된다.
그러나, 상기한 바와 같이 설계도에 의해 공장에서 일정 크기로 제작된 배근을 현장으로 수송하여 설치하게 되면 설치 시 지정된 횡방향 및 종방향 구배를 맞추는 것이 어려울 뿐만 아니라 도7에 도시된 바와 같이 직선로와 곡률 R인 곡선로를 연결하는 완화곡선구간(빗금표시)(57)의 횡방향 및 종방향 구배(선형적으로 변화함)에 맞춰서 배근을 제작하기가 불가능하게 되고, 이로 인해 주행로의 횡방향 및 종방향 구배를 정확하게 맞추는 것이 실질적으로 불가능하게 되는 문제점이 있다.
즉, 곡선로와 직선로를 연결하는 완화곡선구간은 도8에 도시된 바와 같이 선형적으로 변화하는 구배(D1, D2, D3) 및 곡률을 갖고 있기 때문에 여기에 맞춰 배근을 정확하게 제작하는 것이 불가능하게 되고, 이로 인해 배근의 상면에 콘크리트로 도포되는 주행로의 구배로 정확하게 맞추기가 어렵게 되는 것이다.
또한, 주행로의 콘크리트 타설 후 구배를 맞추기 위해 연마를 하게 되면 배근의 피복 두께가 일정하게 유지되지 않게 됨으로써, 콘크리트의 강도 저하가 발생 되어 균열이 발생되거나 또는 콘크리트에 매입되는 열선이 외부로 노출되어 파손되는등의 문제점이 있다.
또한, 주행로의 콘크리트를 타설하기 위해 설치하는 거푸집을 완화곡선의 선형적인 곡률 및 구배에 따라 설치하는 것이 불가능하기 때문에, 주행로의 타설 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.
또한, 주행로의 콘트리트 타설 후 설계 구배 및 곡률에 맞춰서 연마를 하게 되면 작업자가 일일이 수작업으로 수준 측량을 한 후 연마를 하기 때문에, 연마 정밀도가 낮을 뿐만 아니라 연마에 막대한 경비가 추가로 소요되어 경전철 설치비용의 증가가 발생되는 문제점이 있다.
또한, 주행로의 곡률 및 구배와 안내궤도의 곡률 및 구배를 정확하게 일치시키지 못하게 됨으로써 경전철의 주행성능 저하 및 승차감 저하가 발생되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 경전철의 주행로 곡률 및 구배를 안내궤도에 맞춰 정확하게 일치시킬 수 있도록 함으로써, 경전철 건설에 따른 작업 효율 향상 및 건설비의 절감을 이룰 수 있고, 경전철 차량의 주행 성능 향상과 승차감의 향상을 이룰 수 있는 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법 및 이에 적합한 주행로 시공 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 시공방법은, 경전철 차량이 주행로를 타고 주행할 때 차량의 측부에 설치된 안내로울러가 안착되어 이동하면서 차량을 가이드하도록 안내궤도를 노반의 수직벽에 설치하는 것을 포함하는 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법에 있어서,
상기한 안내궤도의 시공 후 안내궤도를 타고 피니셔가 운행하면서 피니셔에 고정 설치된 가압부가 콘크리트로 타설된 주행로를 안내궤도의 궤적과 동일하도록 성형하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 시공장치는, 노반 수직벽에 설치된 안내궤도를 타고 운행하도록 로울러가 설치되어 있는 대차와, 상기한 대차의 저면에 설치되어 있을 뿐만 아니라 안내궤도를 타고 운행 시 주행로 타설 콘크리트의 상면을 안내궤도의 궤적과 동일하게 성형하도록 구성된 가압부로 구성함을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명은 경전철의 선로를 시공할 때 노반 수직벽에 안내궤도를 먼저 시공한 후 안내궤도를 타고 운행하면서 주행로를 안내궤도의 궤적과 동일하게 시공할 수 있도록 함으로써, 주행로와 안내궤도가 정확하게 일치되는 궤적을 갖도록 하여 경전철 선로의 시공을 단순화하고 선로 시공 비용을 절감할 수 있는 잇점이 있는 것이다.
즉, 기존 공법은 토목 공사인 주행로를 먼저 시공한 후 철로공사인 안내궤도를 시공하기 때문에, 주행로의 궤적과 안내궤도의 궤적이 일치하지 않아 연마공정등 후공정에 소요되는 비용, 시간이 많이 소요되지만, 본원 발명에서는 이를 개선하여 선로 시공에 소요되는 비용과 시간등을 대폭 절감할 수 있게 된 것이다.
도1과 도2는 본 발명에 따른 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법을 도시한 플로우차트와 주행로 시공 장치를 도시한 개략 정면도로서, 선로 노반(51)의 수직벽(53)에 안내궤도(54)를 궤도 설계도에 맞춰서 시공하게 되는 바, 상기한 안내궤도(54)의 시공은 철로공사로서 노반(51)에 대해 위치 측량을 한 후 노반(51)의 수직벽(53)에 안내궤도(54)를 고정 설치하기 때문에 선로의 경사구배에 맞춰 매우 정밀하게 시공이 가능하게 된다.
즉, 안내궤도(54)는 토목공사인 주행로와는 달리 철로공사로서 단지 안내궤도(54)를 노반의 수직벽(53)에 설계위치대로 시공을 하면 되는 것으로서, 정밀한 시공이 이루어지게 되는 것이다.
안내궤도(54)의 시공이 완료되면 주행로에 대한 시공을 해야 하는 바, 이를 위해 안내궤도(54)를 타고 운행하면서 배근(56)의 설치 구배가 안내궤도(54)와 일치되도록 구성된 시공장치인 피니셔(1)를 사용하게 된다.
상기한 시공장치인 피니셔(1)는 안내궤도(54)를 타고 운행하도록 로울러(2)가 설치되어 있는 대차(3)와, 상기한 대차(3)의 저면에 설치되어 있을 뿐만 아니라 피니셔(1)의 운행 시 주행로 배근(56)의 상면을 가압, 성형하면서 배근(56)의 횡방향 및 종방향 궤적을 조절하여 안내궤도(54)의 횡방향 및 종방향 궤적과 일치하도록 하는 가압부(4)로 이루어져 있다.
상기한 피니셔(1)는 도2와 도3a에 도시된 바와 같이 배근용과 주행로 콘크리트 타설용의 구성이 동일하지만, 배근 작업과 주행로 콘크리트의 타설 작업의 높이가 다르기 때문에 이에 따른 가압부의 높이차(H, H1)만 있다.
여기서, 상기한 배근용 피니셔는 사용하지 않고 배근은 설계도에 있는대로 기초 시공을 한 후, 주행로용 피니셔만으로 주행로의 구배를 성형해도 경전철용 주행로의 특성(구배, 정밀도)을 맞출 수 있지만, 배근용 피니셔를 별도로 사용하면 보다 정밀한 시공이 가능하다.
즉, 주행로의 구배등의 정밀도는 콘크리트 타설 후 구배를 맞추는 것에 의해 이루어지는 것이기 때문에, 배근(56)의 설치 정밀도는 기초 시공만으로 충분하고 주행로의 피니셔 작업만으로 정밀 시공이 가능할 수 있게 된다.
물론, 배근용 피니셔를 사용하여 배근의 구배에 따른 설치 정밀도를 높이게 되면, 배근(56)과 콘크리트(주행로)의 피복 두께를 보다 정밀하고 균일하게 유지할 수 있게 됨으로써, 주행로의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
주행로의 배근 설치를 위해 작업자가 배근(56)을 설계도에 맞춰서 배치하게 되면, 피니셔(1)를 안내궤도(54)에서 일정 속도로 이동시키게 되는 바, 상기한 피니셔(1)에 설치된 가압부(4)가 배근(56)의 상면을 가압, 성형하면서 이동하게 된다.
가압부(4)가 배근(56)의 상면을 가압, 성형하면서 이동하게 되면 결과적으로 안내궤도(54)의 횡방향 및 종방향 구배(궤적)과 동일하게 배근(56)의 궤적이 형성되는 것인 바, 곡선로에서도 안내궤도(54)와 동일한 선형적인 궤적이 형성될 수 있는 것이다.
배근(56)의 설치가 완료되면 그 측면에서 배수관 및 시스템관을 설치함과 아울러 배근(56)에 콘크리트를 타설하여 주행로를 시공하게 된다.
주행로의 시공 단계에서는 다시 주행로 시공용의 피니셔(가압부가 주행로 시공 높이에 맞도록 제작한 피니셔)(1)를 안내궤도(54)에 올려 놓고, 주행로 콘크리트 타설을 위한 거푸집(F)을 배근(56) 주변에 설치하게 된다.
거푸집(F)을 설치한 후에는 접착제등을 도포함과 아울러 콘크리트(CT)를 타설하게 되는 바, 콘크리트(CT)의 타설후에는 피니셔(1)를 안내궤도(54)에서 운행시키게 되는 바, 도3a에 도시된 바와 같이 피니셔(1)의 가압부(4)가 콘크리트(CT)의 상면을 가압, 성형하면서 안내궤도(54)와 동일 궤적을 갖는 주행로를 시공할 수 있도록 한다.
특히, 도3b에 도시된 바와 같이 곡선로에서도 안내궤도(54)의 궤적(횡방향 및 종방향 구배등)과 동일한 궤적이 선형적으로 만들어지게 되는 것으로서, 주행로가 설계도의 종방향 및 횡방향 구배대로 정확하게 시공되는 것이다.
즉, 도7에 도시된 바와 같이 곡선로에서 직선로 또는 곡률이 다른 곡선로가 연결되는 부분인 완화곡선구간(57)에서도 선형적인 주행로의 시공이 가능하게 되는 바, 안내궤도(54)가 이미 완화곡선에 맞게 시공되어 있는 상태이기 때문에, 안내궤도(54)와 동일한 구배로 선형적인 주행로의 시공이 이루어지게 되는 것이다.
결과적으로, 상기한 바와 같이 피니셔(1)가 안내궤도(54)를 타고 운행하면서 배근(56) 및 주행로의 종방향 및 횡방향 구배를 성형하게 되면, 안내궤도(54)가 기준이 되는 것이어서 주행로의 구배가 안내궤도(54)와 동일면서도 설계도와 일치되도록 시공할 수 있는 것이다.
주행로의 타설 및 피니셔(1)의 주행로 성형이 이루어지게 되면, 콘크리 트(CT)를 양생하고 줄눈을 형성하게 된다.
주행로 타설과 줄눈의 성형이 완료되면 노반 레벨링층의 방수, 타설 공정을 진행하고, 최종적으로 주행로의 평탄도 및 구배검사를 한 후 주행로 시공을 완료하게 된다.
상기한 바와 같은 피니셔(1)는, 기존 공법에 따라 이미 주행로(52)가 시공 완료된 경전철 선로에서도 사용할 수 있는 바, 예를 들면, 피니셔(1)를 안내궤도(54)에서 주행시키면서 주행로(52)가 안내궤도(54)의 횡방향 및 종방향 구배(궤적)등에 정확하게 일치되는지 여부를 파악하는데 사용할 수도 있다.
즉, 피니셔(1)는 안내궤도(54)를 타고 운행하기 때문에, 기존 공법으로 불균일하게 시공된 주행로(52)의 상면을 피니셔(1)의 가압부(4)가 지나가게 되면, 불균일하게 시공된 부분을 실시간으로 알 수 있게 됨으로써, 불균일한 부분에서 기준치(설계치)보다 낮은 부분은 박층 포장으로 기준치와 맞출 수 있도록 하고, 기준치보다 높은 부분은 별도의 연마기로 연마하여 주행로(52)를 균일하게 하는 검사/후공정등에서도 사용이 가능하게 된다.
도1은 본 발명에 따른 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법을 도시한 플로우차트,
도2는 본 발명에 따른 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 장치에서 배근용 시공장치를 도시한 개략 정면도,
도3a는 본 발명에 적용되는 주행로 시공 장치를 도시한 개략 정면도,
도3b는 도3a에서 곡선로의 주행로 시공 상태를 도시한 개략 정면도,
도4는 일반적인 안내 궤도식(AGT) 고무차륜 경전철의 선로를 도시한 개략도,
도5는 일반적인 안내궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법을 도시한 플로우차트,
도6은 도4에서 곡선로에서의 배근의 설치 상태를 도시한 개략 단면도,
도7은 경전철 선로의 곡선주행 구간에서 완화곡선구간의 형성 상태를 도시한 개략도,
도8은 도7에서 A, B, C 부분의 선형적인 구배를 나타내기 위해 단면을 순차 도시한 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 피니셔 2: 로울러
3: 대차 4: 가압부
51: 노반 52: 주행로
53: 수직벽 54: 안내궤도
56: 배근 F: 거푸집
CT: 콘크리트 W: 차량

Claims (6)

  1. 고무차륜 경전철에서 안내궤도와는 별개로 설치되는 주행로를 노반에 형성하기 위해 설계된 궤적에 맞춰서 거푸집을 설치하고 여기에 콘크리트를 타설하여 구성하는 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법에 있어서,
    상기한 주행로를 이루는 콘크리트의 타설전에 노반의 수직벽에 안내궤도를 설계된 궤적에 맞춰서 정밀하게 설치하여 주행로의 시공 기준으로 하는 단계와, 상기한 안내궤도의 설치 후 안내궤도를 타고 운행하는 피니셔의 가압부가 콘크리트로 타설된 주행로의 표면을 성형하면서 안내궤도의 궤적과 주행로의 궤적이 동일하게 되도록 하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법.
  2. 경전철 선로 노반의 수직벽에 안내궤도를 설계된 궤적에 맞춰서 시공하여 주행로 시공의 기준이 되도록 하는 단계와,
    상기한 안내궤도의 시공 후 선로 노반에 주행로를 시공하기 위해 주행로 위치에 설계 궤적에 따라 배근을 설치하는 단계와,
    상기한 배근 설치 후 주행로 콘크리트 타설을 위한 거푸집을 배근 주위에 설치하는 단계와,
    상기한 거푸집의 설치 후 거푸집에 콘크리트를 타설하는 단계와,
    상기한 콘크리트의 타설 후 미리 설계 궤적에 맞춰서 설치된 안내궤도를 타고 운행하는 피니셔의 가압부로 주행로 콘크리트의 상면을 성형하면서 안내궤도와 동일 궤적을 갖도록 하는 단계와,
    상기한 피니셔에 의해 주행로 성형이 이루어지게 되면 콘크리트를 양생하는 단계로 구성함을 특징으로 하는 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법.
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