KR101052906B1 - 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 및 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 시공 방법. - Google Patents

프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 및 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 시공 방법. Download PDF

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slabs
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김유봉
백인혁
이후삼
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삼표이앤씨 주식회사
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    • E01B1/002Ballastless track, e.g. concrete slab trackway, or with asphalt layers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01B2204/10Making longitudinal or transverse sleepers or slabs in situ or embedding them

Abstract

본 발명은 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 및 그 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템의 시공 방법에 관한 것으로서, 상기 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템은, 좌우 레일을 지지하는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템에 있어서, 상기 좌우 레일 중 좌측 레일의 하면에 배치되어 그 좌측 레일에 결합되는 슬래브와, 상기 좌우 레일 중 우측 레일의 하면에 배치되어 그 우측 레일에 결합되는 슬래브가 쌍을 이루는 복수 쌍의 슬래브; 지반과 상기 슬래브 사이에 타설되는 콘크리트에 의해 상기 슬래브를 지반 위에 고정시키는 콘크리트층을 구비하며, 상기 쌍을 이루는 각 슬래브는, 상기 좌우 레일 사이로 삽입되어 좌우로 평행이동됨으로써 상기 좌측 레일의 하면 또는 상기 우측 레일의 하면에 배치될 수 있도록, 레일 방향에 수직한 폭이 상기 레일 간 거리보다 짧은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 자갈과 침목이 제거된 일부 구간의 좌측 레일의 하면과 우측 레일의 하면에 각각 배치되어 쌍을 이루며, 상기 쌍을 이루는 각각의 슬래브는 레일 방향에 수직한 슬래브 폭이 상기 레일 간 거리보다 짧은 복수 쌍의 슬래브를 구비함으로써, 동일한 길이의 공사구간에 사용되는 슬래브의 개수를 감소시켜 시공 속도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 및 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 시공 방법.{Precast slab track system and method constructing the same.}
본 발명은 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 및 그 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템의 시공 방법에 관한 것으로서, 특히 동일한 길이의 공사구간에 사용되는 슬래브의 개수를 감소시켜 시공 속도를 증가시킬 수 있는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 및 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 시공 방법에 관한 것이다.
철도 선로의 도상(ballast)은 철도의 궤도에서 침목이 받는 차량의 무게를 노반에 골고루 분산시켜 침목의 이동을 방지하며, 궤도의 배수와 선로 작업 등을 쉽게 하기 위해서 사용되는 구조인데, 종래부터 주로 사용되던 것이 지반과 침목 사이의 자갈이 깔린 구조의 자갈 도상이다.
그러나, 이러한 자갈 도상은, 열차 운행시 레일을 통하여 전달되는 하중을 지반에 골고루 분산시킬 수 있는 장점이 있으나, 사용 기간이 길어지면 자갈이 깨어지고 마모되어 도상으로서의 기능이 저하되고 열차 운행의 안정성마저 위협하게 되어, 자갈을 보충하거나 교체하는 유지 보수 작업을 자주 수행해야만 하는 문제점이 있다.
상술한 자갈 도상의 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 자갈 도상을 철거한 후, 콘크리트 도상을 구축하여 사용하고 있는데, 열차 운행을 중단시키지 않은 상태에서 신속하고 안전하게 자갈 도상 궤도를 콘크리트 도상으로 갱환시키는 것이 요구된다. 도 1에는 종래의 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템(1)의 일례가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템(1)은, 좌우 레일(3) 각각에 결합될 2쌍의 레일체결부(4)가 상면에 배치된 프리캐스트 슬래브(Precast slab)(2)를 좌우 레일(3) 사이로 삽입한 후, 90도 회전시킴으로써 상기 좌우 레일(3)의 하면에 각각 배치하여, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 좌우 레일(3)과 상기 레일체결부(4)를 결합한 후, 콘크리트를 지반과 상기 프리캐스트 슬래브(2) 사이에 타설하는 방법에 의하여 시공된다.
그러나, 종래의 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템(1)은, 상기 프리캐스트 슬래브(2)를 좌우 레일(3) 사이에 삽입하여 90도 회전시켜야 하므로, 상기 프리캐스트 슬래브(2)의 레일(3) 방향의 길이(L)가 상기 좌우 레일(3) 간 거리(R)보다 짧게 형성될 수밖에 없다. 따라서, 1개의 프리캐스트 슬래브(2)가 자갈 도상에서 사용된 침목 2개 정도의 기능밖에 수행할 수 없어, 공사 구간이 길어질수록 더욱 더 많은 개수의 프리캐스트 슬래브(2)가 설치되어야 하므로 시공에 소요되는 시간이 증가한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 동일한 길이의 공사구간에 사용되는 슬래브의 개수를 감소시켜 시공 속도를 증가시킬 수 있도록 구조가 개선된 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템을 제공하기 위함이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템의 시공 방법을 제공하기 위함이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템은, 좌우 레일을 지지하는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템에 있어서, 상기 좌우 레일 중 좌측 레일의 하면에 배치되어 그 좌측 레일에 결합되는 슬래브와, 상기 좌우 레일 중 우측 레일의 하면에 배치되어 그 우측 레일에 결합되는 슬래브가 쌍을 이루는 복수 쌍의 슬래브; 지반과 상기 슬래브 사이에 타설되는 콘크리트에 의해 상기 슬래브를 지반 위에 고정시키는 콘크리트층을 구비하며, 상기 쌍을 이루는 각 슬래브는, 상기 좌우 레일 사이로 삽입되어 좌우로 평행이동됨으로써 상기 좌측 레일의 하면 또는 상기 우측 레일의 하면에 배치될 수 있도록, 레일 방향에 수직한 폭이 상기 레일 간 거리보다 짧은 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 슬래브는, 레일 방향의 길이가 레일 방향에 수직한 폭보다 길게 형성되어 있는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 슬래브는, 시공중에 지반으로부터 상기 레일을 받쳐 지지하고 상기 레일의 고저 조절이 가능한 레일받침대를 수용할 수 있는 관통부를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 슬래브는, 지반에 접촉하여 상기 슬래브를 지지할 수 있도록 하방으로 돌출되며 상기 돌출높이가 조절 가능하도록 상기 슬래브에 결합되어 있는 복수 개의 스핀들을 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 각 쌍의 슬래브는, 궤도 중심선을 기준으로 좌우 대칭 형상을 가지도록 서로 마주하게 배치되며, 지반에 고정되는 전단앵커; 상기 전단앵커가 수용될 수 있도록, 상기 각 쌍의 슬래브가 서로 마주하는 방향의 내측면에 형성되는 전단포켓부;를 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 각 쌍의 슬래브는, 궤도 중심선을 기준으로 좌우 대칭 형상을 가지도록 서로 마주하게 배치되며, 상기 마주하게 배치된 슬래브 간의 이격 거리를 조절하여 고정할 수 있는 간격조절장치를 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 콘크리트층에 대하여 상기 슬래브가 횡방향으로 미끄러지는 것을 방지하기 위한 슬라이딩방지수단을 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 슬라이딩방지수단은, 상기 슬래브의 내측부 하면으로부터 돌출되어 레일 길이 방향으로 연장된 돌출부인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 슬라이딩방지수단은, 내부로부터 돌출된 철근을 구비하며, 상기 슬래브의 중앙부 하면으로부터 돌출되어 레일 길이 방향으로 연장된 사다리꼴 단면의 돌출부일 수도 있다.
여기서, 상기 슬라이딩방지수단은, 상기 슬래브의 하면에 돌출되도록 장착된 복수 개의 스터드볼트일 수도 있다.
여기서, 상기 슬라이딩방지수단은, 상기 슬래브의 하면에 돌출되도록 마련된 철근구조물일 수도 있다.
여기서, 상기 레일 하면에 분리가능하게 설치되며, 열차 운행시 레일에 가해지는 수직하중을 지지하여 레일의 처짐을 방지하도록 지반으로부터 상기 레일을 받쳐 지지하고 상기 레일의 고저 조절이 가능한 레일받침대; 콘크리트 타설시 상기 레일 간 거리가 축소되는 것을 방지할 수 있도록, 양단부가 상기 레일의 몸체 내측면을 가압 지지하고, 길이 조절이 가능한 게이지스트랏트; 콘크리트 타설시 상기 레일의 수평 위치를 유지할 수 있도록, 상기 게이지스트랏트와 동일선상에 위치하도록 상기 레일 외측에 설치되어 상기 레일의 몸체 외측면을 가압 지지하고, 길이 조절로 상기 레일의 좌우 위치 정정이 가능한 수평버팀부재;를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 시공 방법은, 상기 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템을 시공하는 방법으로서, 자갈 도상 궤도에서 일부 구간의 자갈과 침목을 지반과 레일로부터 제거하는 침목 철거 단계; 상기 각 쌍의 슬래브 중 하나를 상기 좌우 레일 사이로 삽입하여 좌측으로 평행이동시킴으로써 상기 좌측 레일의 하면에 배치하고, 상기 각 쌍의 슬래브 중 나머지 하나를 상기 좌우 레일 사이로 삽입하여 우측으로 평행이동시킴으로써 상기 우측 레일의 하면에 배치하는 슬래브 설치 단계; 상기 레일의 고저 및 방향을 정정하고, 열차 운행시 상기 레일에 가해지는 하중에 의하여 레일이 위치 이동되지 않도록 고정하는 레일 고정 단계; 지반과 슬래브 사이에 콘크리트를 타설하여 슬래브를 지반 위에 고정시키는 콘크리트 타설 단계; 타설된 콘크리트가 양생된 후, 상기 레일 고정 단계에서 레일을 고정하기 위하여 사용된 장치들을 해체하는 레일고정장치 해체 단계;를 포함하는 특징을 갖는다.
본 발명에 따르면, 자갈과 침목이 제거된 일부 구간의 좌측 레일의 하면과 우측 레일의 하면에 각각 배치되어 쌍을 이루며, 상기 쌍을 이루는 각각의 슬래브는 레일 방향에 수직한 슬래브 폭이 상기 레일 간 거리보다 짧은 복수 쌍의 슬래브를 구비함으로써, 동일한 길이의 공사구간에 사용되는 슬래브의 개수를 감소시켜 시공 속도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템의 시공 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템의 시공이 완료된 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 슬래브의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템을 시공하는 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 도 5에서 설명된 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 시공 방법의 슬래브 설치 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템의 시공중 평면도이다.
도 8은 도 5에서 설명된 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 시공 방법의 슬래브 설치 단계가 완료된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템의 시공중 정면도이다.
도 10은 도 5에서 설명된 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 시공 방법의 레일 고정 단계가 완료된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템의 시공중 정면도이다.
도 12는 도 5에서 설명된 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 시공 방법의 콘크리트 타설 단계가 완료된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템의 시공중 정면도이다.
도 14는 도 5에서 설명된 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 시공 방법의 레일 고정장치 해체 단계가 완료된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 14에 도시된 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템의 시공중 정면도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예로서, 슬래브의 하면에 돌출되도록 마련된 사다리꼴 단면의 돌출부를 구비한 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템의 정면도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예로서, 슬래브의 하면에 돌출되도록 장착된 복수 개의 스터드볼트를 구비한 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템의 정면도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예로서, 슬래브의 하면에 돌출되도록 마련된 철근구조물을 구비한 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템의 정면도이다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 슬래브의 정면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템을 시공하는 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도이며, 도 6은 도 5에서 설명된 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 시공 방법의 슬래브 설치 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템(100)은, 좌우 레일(3)을 지지하는 자갈 도상을 콘크리트 도상으로 갱환하는 경우에 많이 사용되는 시스템으로서, 슬래브(10)와, 콘크리트층(20)과, 간격조절장치와, 전단앵커(40)를 포함하여 구성된다.
상기 슬래브(10)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 레일 방향의 슬래브 길이(L1)가 레일 방향에 수직한 슬래브 폭(L2)보다 길게 형성된 직사각형의 평면 형상을 가진 철근 콘크리트 부재로서, 상기 좌우 레일(3) 사이로 삽입될 수 있도록 상기 레일 방향에 수직한 슬래브 폭(L2)이 상기 레일 간 거리(R)보다 짧다.
상기 슬래브(10)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 좌우 레일(3) 중 좌측 레일(3)의 하면에 배치되어 그 좌측 레일(3)에 결합되는 슬래브와, 상기 좌우 레일(3) 중 우측 레일(3)의 하면에 배치되어 그 우측 레일(3)에 결합되는 슬래브가 쌍을 이루도록 복수 쌍이 마련되며, 상기 쌍을 이루는 슬래브(10) 각각은, 궤도 중심선(C)을 기준으로 좌우 대칭 형상을 가지도록 서로 마주한 상태로, 상기 좌우 레일(3)의 좌측 레일(3)의 하면과 우측 레일(3)의 하면에 각각 배치된다.
상기 슬래브(10)의 상면에는, 시공 중에 지반(G)으로부터 상기 레일(3)을 받쳐 지지하고 상기 레일(3)의 고저 조절이 가능한 레일받침대(51)를 수용할 수 있도록, 상면으로부터 하면까지 관통하는 관통부(11)가 레일(3) 길이 방향으로 복수 개 형성되어 있다.
상기 슬래브(10)의 각 코너부에는, 지반(G)에 접촉하여 상기 슬래브(10)를 지지할 수 있도록 하방으로 돌출된 스핀들(12)이 각각 장착되어 있다. 상기 스핀들(12)은 상기 하방으로의 돌출높이가 조절 가능하도록 상기 슬래브(10)에 나사결합에 의하여 결합되어 있다. 따라서, 상기 스핀들(12)을 회전시킴으로써, 상기 스핀들(12)의 돌출높이가 조절된다.
상기 각 쌍의 슬래브(10)가 서로 마주하는 방향의 내측면에는, 상기 전단앵커(40)가 수용될 수 있는 전단포켓부(13)가 형성되어 있다.
상기 슬래브(10)에는, 상기 각 쌍의 슬래브(10)가 서로 마주하는 방향의 내측부 하면으로부터 돌출된 돌출부(14)가 레일(3) 길이 방향으로 연장된 상태로 형성되어 있다. 따라서, 상기 슬래브(10)의 단면은 'ㄱ'자 형상을 가지게 되며, 상기 돌출부(14)는, 후술할 콘크리트층(20)에 대하여 상기 슬래브(10)가 횡방향으로 미끄러지는 것을 방지하는 슬라이딩방지수단으로 작용하게 된다.
상기 슬래브(10)의 상면에는, 레일(3)의 하부 플랜지와 결합되는 레일체결부(15)가 레일(3) 길이 방향으로 복수 개 마련되어 있다.
상기 콘크리트층(20)은, 지반(G)과 상기 슬래브(10) 사이에 타설되는 콘크리트로서, 상기 슬래브(10)를 지반(G) 위에 고정시키는 기능을 한다.
상기 간격조절장치는, 상기 마주하게 배치된 슬래브(10) 간의 이격 거리를 조절하여 고정할 수 있는 장치로서, 본 실시예에서는, 턴버클(30)과, 연결철근(31)을 이용하여 구현된다.
상기 턴버클(30)은, 좌우 단부에 서로 다른 회전 방향을 가진 암나사(미도시)가 각각 형성되어 있는 부재이다.
상기 연결철근(31)은, 상기 슬래브(10)의 전단포켓부(13)로부터 돌출되도록 상기 슬래브(10)에 삽입된 철근 부재로서, 끝단부에는 상기 턴버클(30)의 암나사에 결합될 수 있는 수나사(미도시)가 형성되어 있다. 상기 연결철근(31)의 끝단부에 형성된 수나사는 좌우 레일(3) 중 어느 레일(3)에 배치되는 슬래브(10)인지에 따라 나사의 회전방향이 다르게 형성되어 있다.
따라서, 상기 턴버클(30)을 어느 방향으로 회전시키느냐에 따라서, 서로 마주하게 상기 좌우 레일(3) 하면에 각각 배치된 슬래브(10)들의 이격 거리가 좁아지거나 멀어지게 된다.
상기 전단앵커(40)는, 지반(G)으로부터 돌출되도록 지반(G)에 고정되는 부재로서, 상기 서로 마주하는 한 쌍의 슬래브(10)의 전단포켓부(13)에 의하여 둘러싸인 영역에 배치된다. 본 실시예에서는, 상기 전단앵커(40)로서 지반(G)에 삽입하여 고정하는 앵커볼트가 사용된다.
한편, 상기 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템(100)의 시공 중에, 상기 레일(3)의 고저 및 방향을 정정한 후 고정하기 위하여 레일고정장치가 사용되는데, 이 레일고정장치는, 레일받침대(51)와, 게이지스트랏트(52)와, 수평버팀부재(53)를 포함한다.
상기 레일받침대(51)는, 열차 운행시 레일(3)에 가해지는 수직하중을 지지하여 레일(3)의 처짐을 방지하도록 지반(G)으로부터 상기 레일(3)을 받쳐 지지하는 것으로서, 상기 슬래브(10)의 관통부(11)에 배치되어 상기 레일(3) 하면에 분리가능하게 설치되며, 상하 높이 조절로 상기 레일(3)의 고저 조절이 가능하고, 지반(G)에 놓인 콘크리트블럭(21)에 의하여 받쳐지게 된다.
상기 게이지스트랏트(52)는, 상기 콘크리트층(20)을 형성하기 위한 콘크리트 타설시 상기 레일(3) 간 거리(R)가 축소되는 것을 방지할 수 있도록, 양단부가 상기 레일(3)의 몸체 내측면에 고정지지 되고, 길이 조절이 가능한 구조를 가진다.
상기 수평버팀부재(53)는, 상기 콘크리트층(20)을 형성하기 위한 콘크리트 타설시 상기 레일(3)의 좌우 위치를 유지하기 위한 부재로서, 상기 게이지스트랏트(52)와 동일선상에 위치하도록 상기 레일(3) 외측으로 설치되어 상기 레일(3)의 몸체 외측면을 가압 지지하고, 길이 조절을 통하여 상기 레일(3)의 좌우 위치 정정이 가능한 구조를 가진다.
이하에서는, 상술한 구조의 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템(100)을 시공하는 방법의 일례에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 기존의 자갈 도상 궤도에서 시공할 구간의 자갈과 침목을 지반(G)과 레일(3)로부터 제거하고, 물청소를 통하여 지반(G) 및 레일(3)을 깨끗하게 세척한다.(침목 철거 단계, S10)
그 후, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 각 슬래브(10)를 좌우 레일(3)들 중 하나의 레일(3) 하면에 삽입하여 배치하게 되는데, 상기 슬래브(10)를 상기 좌우 레일(3) 사이 상공으로부터 아래로 이동시켜 상기 좌우 레일(3) 사이의 지반(G) 위에 놓은 후 좌우 방향 중 한 방향으로 평행이동시키는 과정을 통하여 배치한다. 즉, 상기 각 쌍의 슬래브(10) 중 하나를 상기 좌우 레일(3) 사이로 삽입하여 좌측으로 평행이동시킴으로써 상기 좌측 레일(3)의 하면에 배치하고, 상기 각 쌍의 슬래브(10) 중 나머지 하나를 상기 좌우 레일(3) 사이로 삽입하여 우측으로 평행이동시킴으로써 상기 우측 레일(3)의 하면에 배치하게 되며, 이러한 방식으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 각 쌍의 슬래브(10) 중 하나는 상기 좌측 레일(3) 하면에, 상기 각 쌍의 슬래브(10) 중 나머지 하나는 상기 우측 레일(3) 하면에 배치하게 된다. 이어서, 상기 전단앵커(40)를 상기 서로 마주하는 한 쌍의 슬래브(10)의 전단포켓부(13)에 의하여 둘러싸인 영역의 지반(G)에 삽입하여 고정하고, 상기 턴버클(30)을 상기 서로 마주하는 한 쌍의 슬래브(10)의 연결철근(31)에 각각 연결한다. 이렇게 상기 턴버클(30)의 장착이 완료된 후에는 상기 턴버클(30)을 회전시켜서 상기 서로 마주하게 배치된 슬래브(10)들의 이격 거리를 조절하고, 상기 스핀들(12)을 회전시켜서 상기 슬래브(10)의 높낮이 조절 및 경사를 조절함으로써, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 슬래브(10)의 설치가 완료된다. (슬래브 설치 단계, S20)
이렇게 상기 슬래브(10)의 설치가 완료된 후에는, 상기 레일(3)의 고저 및 방향을 정정하고, 열차 운행시 상기 레일(3)에 가해지는 하중에 의하여 상기 레일(3)이 위치 이동되지 않도록 임시로 상기 레일(3)을 단단히 고정할 필요가 있는데, 상기 레일받침대(51), 게이지스트랏트(52), 수평버팀부재(53)을 포함하는 레일고정장치를 이용하게 된다. 먼저, 상기 슬래브(10)의 관통부(11)에 콘크리트블럭(21)을 삽입하고, 상기 콘크리트블럭(21) 위에 콘크리트의 타설시 타설되는 콘크리트의 유출을 방지하기 위한 거푸집(미도시)를 올려놓은 후, 상기 거푸집(미도시) 위에 상기 레일받침대(51)를 올려놓는다. 그리고, 상기 레일받침대(51)의 상하 높낮이를 조절한 후, 상기 레일받침대(51)를 상기 레일(3)의 하면에 결합시켜 고정한다. 또한, 상기 게이지스트랏트(52)의 양단부를 상기 레일(3)의 몸체 내측면에 각각 접촉시킨 후 길이 조절함으로써 상기 레일(3)의 몸체 내측면을 가압 지지하고, 상기 수평버팀부재(53)를 상기 게이지스트랏트(52)와 동일선상에 위치하도록 상기 레일(3) 외측에 배치하고, 일단부는 상기 레일(3)의 몸체 외측면에 접촉시키고 타단부는 외부의 지지면(예컨대 지하철 터널의 외벽)에 접촉시킨 후, 상기 수평버팀부재(53)의 길이 조절을 하여 상기 레일(3)의 좌우 위치 조절을 하고, 상기 레일(3)의 몸체 외측면을 가압 지지하도록 함으로써, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 레일(3)의 방향 정정 및 고정이 완료된다. (레일 고정 단계, S30)
이렇게, 상기 레일(3)을 고정한 후에는, 지반(G)과 상기 슬래브(10) 사이에 콘크리트를 타설하여 양생시킴으로써 상기 콘크리트층(20)을 형성하게 되며, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 콘크리트층(20)에 의하여 상기 슬래브(10)가 지반(G) 위에 단단하게 고정된다. (콘크리트 타설 단계, S40)
이어서, 타설된 콘크리트가 양생되어 상기 콘크리트층(20)이 단단하게 굳게 되면, 상기 레일받침대(51), 게이지스트랏트(52), 수평버팀부재(53)을 포함하는 레일고정장치를 상기 레일(3)로부터 해체함으로써, 상기 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템(100)의 시공이 완료된다. (레일고정장치 해체 단계, S50)
상술한 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템(100)은, 자갈과 침목이 제거된 일부 구간의 좌측 레일(3)의 하면과 우측 레일(3)의 하면에 각각 배치되어 쌍을 이루며, 상기 쌍을 이루는 각각의 슬래브(10)는 레일 방향에 수직한 슬래브 폭(L2)이 상기 레일 간 거리(R)보다 짧은 복수 쌍의 슬래브(10)를 구비하고 있으므로, 상기 슬래브(10)를 레일 방향의 슬래브 길이(L1)가 레일 방향에 수직한 슬래브 폭(L2)보다 길게 형성된 직사각형의 평면 형상으로 제조할 수 있고, 그렇게 제조된 슬래브(10)를 좌우 레일(3) 사이로 삽입하여 좌우로 평행이동시킴으로써 상기 좌우 레일(3)의 하면에 각각 배치할 수 있으므로, 종래의 경우와 비교하여, 동일한 길이의 공사구간에 사용되는 슬래브(10)의 개수를 감소시켜 시공 속도를 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.
그리고, 상기 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템(100)은, 지반(G)에 접촉하여 상기 슬래브(10)를 지지할 수 있도록 하방으로 돌출되며 상기 돌출높이가 조절 가능하도록 상기 슬래브(10)의 각 코너부에 결합되어 있는 복수 개의 스핀들(12)를 구비하고 있으므로, 지반(G)이 고르지 않은 경우에도 상기 스핀들(12)을 회전시켜서 상기 슬래브(10)의 고저 및 경사를 조절할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템(100)은, 지반(G)에 고정되는 전단앵커(40)와, 상기 전단앵커(40)가 수용될 수 있도록 상기 각 쌍의 슬래브(10)가 서로 마주하는 방향의 내측면에 형성되는 전단포켓부(13)를 구비하고 있으므로, 타설된 콘크리트가 양생되어 상기 콘크리트층(20)이 형성되면 상기 콘크리트층(20)이 상기 전단앵커(40)에 단단히 고정되며, 상기 슬래브(10)가 상기 콘크리트층(20)에 견고하게 결합될 수 있다는 장점이 있다.
그리고, 상기 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템(100)은, 상기 슬래브(10)의 전단포켓부(13)로부터 돌출되도록 상기 슬래브(10)에 삽입된 연결철근(31)과, 상기 연결철근(31)을 서로 연결하는 턴버클(30)을 이용하여 구현된 간격조절장치를 구비하고 있으므로, 상기 마주하게 배치된 슬래브(10) 간의 이격 거리를 조절하여 고정할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 상기 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템(100)은, 상기 각 쌍의 슬래브(10)가 서로 마주하는 방향의 내측부 하면으로부터 돌출된 돌출부(14)가 레일(3) 길이 방향으로 연장된 상태로 형성되어 있으므로, 상기 돌출부(14)가, 타설된 콘크리트가 양생되어 형성된 콘크리트층(20)에 대하여 상기 슬래브(10)가 횡방향으로 미끄러지는 것을 방지하는 슬라이딩방지수단으로 작용하게 된다는 장점이 있다.
아울러, 상기 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템(100)은, 상기 레일받침대(51)와, 게이지스트랏트(52)와, 수평버팀부재(53)를 포함하는 레일고정장치를 구비하고 있으므로, 시공 중에 상기 레일(3)의 방향 정정 후 위치 고정을 할 수 있어 공사 완료 전에도 임시로 열차 운행이 가능하다는 장점이 있다.
본 실시예에서는, 상기 콘크리트층(20)에 대하여 상기 슬래브(10)가 횡방향으로 미끄러지는 것을 방지하는 슬라이딩방지수단으로서, 상기 슬래브(10)의 내측부 하면으로부터 돌출되어 레일(3) 길이 방향으로 연장된 상기 돌출부(14)가 사용되고 있는데, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 돌출부(14) 대신에 또는 상기 돌출부(14)와 함께, 내부로부터 돌출된 철근(115)을 구비하며 상기 슬래브(10)의 중앙부 하면으로부터 돌출되어 레일 길이 방향으로 연장된 사다리꼴 단면의 돌출부(114)가 사용될 수 있음은 물론이다.
본 실시예에서는, 상기 콘크리트층(20)에 대하여 상기 슬래브(10)가 횡방향으로 미끄러지는 것을 방지하는 슬라이딩방지수단으로서 상기 돌출부(14)가 사용되고 있는데, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 돌출부(14) 대신에 또는 상기 돌출부(14)와 함께, 상기 슬래브(10)의 하면에 돌출되도록 장착된 복수 개의 스터드볼트(214)가 사용될 수 있음은 물론이다.
본 실시예에서는, 상기 콘크리트층(20)에 대하여 상기 슬래브(10)가 횡방향으로 미끄러지는 것을 방지하는 슬라이딩방지수단으로서 상기 돌출부(14)가 사용되고 있는데, 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 돌출부(14) 대신에 또는 상기 돌출부(14)와 함께, 상기 슬래브(10)의 하면에 돌출되도록 마련된 철근구조물(314)이 사용될 수 있음은 물론이다.
이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.
* 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 *
100 : 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 10 : 슬래브
11 : 관통부 12 : 스핀들
13 : 전단포켓부 14 : 돌출부
15 : 레일체결부 20 : 콘크리트층
21 : 콘크리트블럭 30 : 턴버클
31 : 연결철근 40 : 전단앵커
51 : 레일받침대 52 : 게이지스트랏트
53 : 수평버팀부재 114 : 사다리꼴 단면의 돌출부
115 : 철근 214 : 스터드볼트
314 : 철근구조물 3 : 레일
C : 궤도 중심선 L1 : 레일 방향의 슬래브 길이
L2 : 레일 방향에 수직한 슬래브 폭 R : 레일 간 거리
G : 지반

Claims (13)

  1. 좌우 레일을 지지하는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템에 있어서,
    상기 좌우 레일 중 좌측 레일의 하면에 배치되어 그 좌측 레일에 결합되는 슬래브와, 상기 좌우 레일 중 우측 레일의 하면에 배치되어 그 우측 레일에 결합되는 슬래브가 쌍을 이루는 복수 쌍의 슬래브;
    지반과 상기 슬래브 사이에 타설되는 콘크리트에 의해 상기 슬래브를 지반 위에 고정시키는 콘크리트층을 구비하며,
    상기 쌍을 이루는 각 슬래브는, 상기 좌우 레일 사이로 삽입되어 좌우로 평행이동됨으로써 상기 좌측 레일의 하면 또는 상기 우측 레일의 하면에 배치될 수 있도록, 레일 방향에 수직한 폭이 상기 레일 간 거리보다 짧으며,
    상기 슬래브는, 시공중에 지반으로부터 상기 레일을 받쳐 지지하는 레일받침대를 수용할 수 있는 관통부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 슬래브는, 레일 방향의 길이가 레일 방향에 수직한 폭보다 길게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 슬래브는, 지반에 접촉하여 상기 슬래브를 지지할 수 있도록 하방으로 돌출되며 상기 돌출높이가 조절 가능하도록 상기 슬래브에 결합되어 있는 복수 개의 스핀들을 구비하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 각 쌍의 슬래브는, 궤도 중심선을 기준으로 좌우 대칭 형상을 가지도록 서로 마주하게 배치되며,
    지반에 고정되는 전단앵커; 및 상기 전단앵커가 수용될 수 있도록, 상기 각 쌍의 슬래브가 서로 마주하는 방향의 내측면에 형성되는 전단포켓부;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 각 쌍의 슬래브는, 궤도 중심선을 기준으로 좌우 대칭 형상을 가지도록 서로 마주하게 배치되며,
    상기 마주하게 배치된 슬래브 간의 이격 거리를 조절하여 고정할 수 있는 간격조절장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 콘크리트층에 대하여 상기 슬래브가 횡방향으로 미끄러지는 것을 방지하기 위한 슬라이딩방지수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 슬라이딩방지수단은, 상기 슬래브의 내측부 하면으로부터 돌출되어 레일 길이 방향으로 연장된 돌출부인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 슬라이딩방지수단은, 내부로부터 돌출된 철근을 구비하며, 상기 슬래브의 중앙부 하면으로부터 돌출되어 레일 길이 방향으로 연장된 사다리꼴 단면의 돌출부인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 슬라이딩방지수단은, 상기 슬래브의 하면에 돌출되도록 장착된 복수 개의 스터드볼트인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 슬라이딩방지수단은, 상기 슬래브의 하면에 돌출되도록 마련된 철근구조물인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 레일 하면에 분리가능하게 설치되며, 시공 중 열차 운행시 레일에 가해지는 수직하중을 지지하여 레일의 처짐을 방지하도록 지반으로부터 상기 레일을 받쳐 지지하고 상기 레일의 고저 조절이 가능한 레일받침대;
    콘크리트 타설시 상기 레일 간 거리가 축소되는 것을 방지할 수 있도록, 양단부가 상기 레일의 몸체 내측면을 가압 지지하고, 길이 조절이 가능한 게이지스트랏트;
    콘크리트 타설시 상기 레일의 수평 위치를 유지할 수 있도록, 상기 게이지스트랏트와 동일선상에 위치하도록 상기 레일 외측에 설치되어 상기 레일의 몸체 외측면을 가압 지지하고, 길이 조절로 상기 레일의 좌우 위치 정정이 가능한 수평버팀부재;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템.
  13. 제 1항에 기재된 상기 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템을 시공하는 방법으로서,
    자갈 도상 궤도에서 일부 구간의 자갈과 침목을 지반과 레일로부터 제거하는 침목 철거 단계;
    상기 각 쌍의 슬래브 중 하나를 상기 좌우 레일 사이로 삽입하여 좌측으로 평행이동시킴으로써 상기 좌측 레일의 하면에 배치하고, 상기 각 쌍의 슬래브 중 나머지 하나를 상기 좌우 레일 사이로 삽입하여 우측으로 평행이동시킴으로써 상기 우측 레일의 하면에 배치하는 슬래브 설치 단계;
    상기 레일의 고저 및 방향을 정정하고, 열차 운행시 상기 레일에 가해지는 하중에 의하여 레일이 위치 이동되지 않도록 고정하는 레일 고정 단계;
    지반과 슬래브 사이에 콘크리트를 타설하여 슬래브를 지반 위에 고정시키는 콘크리트 타설 단계;
    타설된 콘크리트가 양생된 후, 상기 레일 고정 단계에서 레일을 고정하기 위하여 사용된 장치들을 해체하는 레일고정장치 해체 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 시공 방법.
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