KR101109943B1 - 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 단면 측정 장치 및 이에 적합한 측정 방법 - Google Patents

안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 단면 측정 장치 및 이에 적합한 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 단면 측정 장치 및 이에 적합한 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주행로의 시공 후 경전철 차량과 같이 안내궤도를 타고 주행하면서 연속적으로 주행로 및 노반의 단면을 측정하여 주행로의 시공 효율 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 단면 측정 장치 및 이에 적합한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 안내궤도를 타고 주행하면서 주행로의 상면을 경전철 차량이 주행하는 것과 같이 가이드로울러가 주행하도록 함으로써, 안내궤도와 주행로의 궤적이 일치하는지의 여부를 쉽게 알 수 있도록 한 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 단면 측정 장치 및 이에 적합한 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 노반의 수직벽(53)에 설치된 안내궤도(54)를 타고 운행할 수 있도록 측면에 하나 이상의 로울러(1)가 설치되어 있는 본체(2)와, 상기한 본체(2)의 저면에 설치되어 있을 뿐만 아니라 주행로(52)를 타고 실제 주행하면서 주행로(52) 및 노반(51)의 궤적정보를 수집하도록 구성된 수집수단과, 상기한 수집수단에 연동하도록 설치된 GPS 발신기(3)와 본체(2)에 설치되어 발신기(3)의 정보를 수신하는 GPS 수신기(4) 및 수신기(4)에서 송신받은 정보를 분석하여 표시하도록 구성된 GPS 측정장치로 구성함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 측정 방법은, 본체(2)가 경전철 선로의 노반 수직벽(53)에 시공된 안내궤도(54)를 타고 이동하고, 본체(2)의 주행 시 본체(2)에 설 치되어 승강 자재하는 제1, 2가이드로울러(8, 9)가 주행로(52)의 궤적에 따라 승강 운동하면서 발생된는 위치 정보를 통해 주행로의 표면 궤적 정보를 측정하도록 구성함을 특징으로 한다.
경전철, 주행로 시공방법, 가이드웨이, AGT, 주행로 단면측정장치

Description

안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 단면 측정 장치 및 이에 적합한 측정 방법{TRAVELING WAY SECTION MEASUREMENT DEVICE OF AUTOMATED GUIDEWAY TRANSIT TYPE LIGHT WEIGHT RAILWAY AND THEREOF METHOD}
본 발명은 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 단면 측정 장치 및 이에 적합한 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주행로의 시공 후 경전철 차량과 같이 안내궤도를 타고 주행하면서 연속적으로 주행로 및 노반의 단면을 측정하여 주행로의 시공 효율 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 단면 측정 장치 및 이에 적합한 방법에 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 도5에 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 로울러(55)가 차량(W)의 진행을 가이드하면서 운행하도록 한 것으로서, 대부분 도심내 부순환 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, 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.
거푸집을 설치한 후에는 배근(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 있게 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.
상기한 바와 같이 토목공사인 주행로 설치를 먼저 한 후 그 다음에 안내궤도를 설치하게 되면, 주행로의 횡방향 및 종방향 구배(궤적)를 설계도대로 맞추기가 어렵고 특히, 곡률 및 구배가 선형적으로 변하는 곡선로(완화곡선구간)의 구배를 정확하게 맞추는 것이 실질적으로 불가능하게 됨으로써, 후공정으로 주행로를 연마하는 공정이 필요하게 되고 이로 인해 시공비용이 대폭 증가함과 아울러 연마 정밀도가 낮기 때문에 안내궤도와 주행로의 선형이 일치하지 않아 경전철 차량의 주행 시 소음 발생, 진동 발생의 원인이 된다.
그래서, 본 출원인이 2008.10.17일자 특허출원 제2008-102080호로 출원한 "안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 시공 방법 및 이에 적합한 시공 장치"에서는 궤도공사인 안내궤도를 노반의 수직벽에 먼저 시공한 후 안내궤도를 타고 운행하면서 주행로를 안내궤도와 일치된 궤적을 갖도록 시공하는 시공방법을 개시하고 있다.
그러나, 상기한 바와 같이 안내궤도를 타고 운행하면서 주행로를 시공한 후에 또는 종래와 같이 작업자가 수작업으로 주행로의 상면을 맞추면서 주행로를 시공한 후에 안내궤도와 주행로의 궤적이 일치하는지의 여부를 확인하기가 어려울 뿐만 아니라 이로 인해 주행로의 측정 및 후가공에 따른 시간이 과다하게 소요됨과 아울러 작업 효율이 매우 낮은 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 안내궤 도를 타고 주행하면서 주행로의 상면을 경전철 차량이 주행하는 것과 같이 가이드로울러가 주행하도록 함으로써, 안내궤도와 주행로의 궤적이 일치하는지의 여부를 쉽게 알 수 있도록 한 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 단면 측정 장치 및 이에 적합한 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 노반의 수직벽에 설치된 안내궤도를 타고 운행할 수 있도록 측면에 하나 이상의 로울러가 설치되어 있는 본체와, 상기한 본체의 저면에 설치되어 있을 뿐만 아니라 주행로를 타고 실제 주행하면서 주행로 및 노반의 궤적정보를 수집하도록 구성된 수집수단과, 상기한 수집수단에 연동하도록 설치된 GPS 발신기와 본체에 설치되어 발신기의 정보를 수신하는 GPS 수신기 및 수신기에서 송신받은 정보를 분석하여 표시하도록 구성된 GPS 측정장치로 구성함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 측정 방법은, 본체가 경전철 선로의 노반 수직벽에 시공된 안내궤도를 타고 이동하고, 본체의 주행 시 본체에 설치되어 승강 자재하는 제1, 2가이드로울러가 주행로의 궤적에 따라 승강 운동하면서 발생된는 위치 정보를 통해 주행로의 표면 궤적 정보를 측정하도록 구성함을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명은 경전철의 선로를 시공한 후 노반 수직벽에 설치된 안내궤도를 타고 운행하면서 주행로와 노반 그리고 안내궤도의 궤적이 일치하는지의 여부를 쉽게 알 수 있게 됨으로써, 측정 및 후가공등의 공정이 단순하게 되어 경전 철의 선로 시공 기간이 단축되고 선로의 시공 정확성이 향상될 수 있는 잇점이 있는 것이다.
도1과 도2와 도3a는 본 발명에 따른 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 단면 측정 장치를 도시한 사시도와 정면도 및 A-A 선 단면도로서, 안내궤도(54)를 타고 운행할 수 있도록 측면에 하나 또는 하나 이상의 로울러(1)가 설치되어 있는 본체(2)와, 상기한 본체(2)의 저면에 설치되어 있을 뿐만 아니라 주행로(52)를 타고 실제 주행하면서 주행로(52) 및 노반의 궤적정보(높낮이 및 곡률등)를 수집하도록 구성된 수집수단과, 상기한 수집수단에 연동하도록 설치된 GPS 발신기(3)와 본체(2)에 설치되어 발신기(3)의 정보를 수신하는 GPS 수신기(4) 및 수신기(4)에서 송신받은 정보를 모니터등에서 표시하도록 설치된 GPS 서버(미 도시)등으로 이루어진 GPS 측정장치로 구성되어 있다.
즉, 상기한 GPS 측정장치가 수집수단에 연동하면서 주행로(52) 및 노반의 궤적 정보를 추출할 수 있게 되면, 이를 안내궤도(54)의 궤적 정보와 대조하면서 주행로(52)가 안내궤도(54)와 동일한 궤적으로 시공되었는지를 체크할 수 있게 되는 것이다.
상기한 수집수단은 본체(2)에 연결 설치되어 있는 일정 길이의 브라켓(5)과, 상기한 브라켓(5)에 수직으로 관통 설치된 이동관(6)과, 상기한 이동관(6)에 삽입되어 승강 자재하도록 지지봉(7)이 설치됨과 아울러 주행로(52)를 타고 움직이면서 경전철의 차량이 주행하는 것처럼 주행하는 다수의 제1가이드로울러(8) 및 노 반(51)을 타고 주행하도록 길이가 설정된 다수의 제2가이드로울러(9)로 이루어져 있다.
상기한 GPS 발신기(3)는 제1, 2가이드로울러(8, 9)의 지지봉(7) 상단에 설치되어 제1, 2가이드로울러(8, 9)의 주행 시 노면 상태에 따라 제1, 2가이드로울러(8, 9)가 승강 운동할 때 GPS 신호를 전송하도록 구성되어 있고, GPS 수신기(4)는 본체(2)에 설치되어 발신기(3)에서의 GPS 신호를 수신하도록 구성된다.
물론, 상기한 GPS 발신기(3) 및 수신기(4)와 모니터, 서버등의 구성으로 이루어진 GPS 측정장치는 일반적인 구성으로서, 이를 자세하게 설명하지는 않는다.
여기서, 상기한 브라켓(5)은 좌우측으로 이동하면서 폭을 조절할 수 있도록 슬라이딩 수단이 설치되어 있는 바, 도3a에 도시된 바와 같이 본체(2)에 좌우측 폭방향으로 설치되어 있는 레일(10)과, 상기한 레일(10)을 타고 이동할 수 있도록 로울러(11)가 설치되어 있을 뿐만 아니라 플레이트(3)의 상부에 연결된 브라켓(5)과, 상기한 로울러(11)를 회전시키도록 브라켓(5)에 설치되어 있는 모터(12)로 이루어져 있다.
물론, 상기한 GPS 측정장치외에 다른 주행로의 노면 궤적 상태를 체크할 수 있는 측정장치를 본체(2)에 설비하여 측정하여도 그 효과는 동일하게 된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면 경전철 선로 건설 공사에서 먼저 노반(51)의 수직벽(53)에 안내궤도(54)를 설계도대로 설치하게 된다.
이 상태에서 상기한 주행로(52)의 배근 설치를 위해 작업자가 배근(56)을 설계도에 맞춰서 배치한 후에는 주행로(52)를 시공하게 되는 바, 주행로(52)의 시공 후에는 주행로(52)가 설계대로 시공되었는지(안내궤도의 궤적과 동일한 궤적을 갖도록 시공되었는지)등의 여부를 파악하기 위해 주행로 측정을 하게 된다.
상기한 주행로(52)를 측정하기 위해서는 먼저 GPS 측정장치가 설치된 본체(2)를 안내궤도(54)에 안착시켜서 주행 가능하도록 한 후, 제1가이드로울러(8)가 주행로(52)의 상면에서 주행할 수 있도록 하고, 제2가이드로울러(9)가 노반(51)에서 주행할 수 있도록 배치하게 된다.
여기서, 상기한 주행로(52) 사이의 간격에 맞도록 제1, 2가이드로울러(8, 9)를 움직이기 위하여, 모터(12)를 작동시켜서 브라켓(5)을 이동시키게 되면 쉽게 조절이 가능하게 된다.
제1, 2가이드로울러(8, 9)의 배치가 완료되면, 본체(2)를 안내궤도(54)에서 주행시키게 되는 바, 상기한 주행 시 제1가이드로울러(8)는 주행로(52)의 상면을 주행하고 제2가이드로울러(9)는 노반(51)을 주행하게 된다.
제1, 2가이드로울러(8, 9)가 주행로(52) 및 노반(51)을 주행하게 되면, 도3b에 도시된 바와 같이 주행로(52) 및 노반(51)의 궤적 상태에 따라 제1, 2가이드로울러(8, 9)가 승강 운동을 하게 되는 바, 이때 제1, 2가이드로울러(8, 9)의 지지봉(7)이 이동관(6)을 타고 승강하게 되고, 지지봉(7)의 상단에 고정 설치된 GPS 발신기(3)가 이 운동에 따른 위치 정보를 발신하게 된다.
GPS 발신기(3)가 제1, 2가이드로울러(8, 9)의 운동에 따른 위치 정보를 발신하게 되면, 결과적으로 주행로(52) 표면의 궤적에 관련된 정보, 주행로(52)의 노반으로부터의 높이등의 정보가 GPS 발신기(3)를 통해 발신되는 것이다.
GPS 발신기(3)에서 궤적 정보가 발신되면 GPS수신기(4)에서 이를 송신받아 도시되지 않은 서버등에서 정보를 처리하게 되고, 이를 모니터(미 도시)에서 표시할 수 있도록 한다.
또한, 서버에 미리 안내궤도(54)의 궤적 정보가 저장되어 있으면 안내궤도(54)의 정보와 GPS 수신기(4)에서 전송된 정보를 비교하여 오차 범위이내인지 아니면 오차 범위를 벗어나는지의 여부를 실시간으로 알 수 있게 된다.
즉, 본체(2)가 안내궤도(54)를 타고 이동하면서 실시간으로 주행로(52) 및 노반(51)에 대한 GPS 위치 정보가 서버등으로 전송되어 실시간으로 주행로(52)의 시공 정밀도등을 알 수 있게 되는 것이다.
상기한 바와 같이 실제 경전철 차량이 주행로를 주행하는 것과 같이 제1, 2가이드로울러(8, 9)가 주행로(52)와 노반(51)을 주행하면서 주행로(52)의 궤적 상태를 체크하게 되면, 실질적인 차량 주행시의 상태와 같기 때문에 매우 정밀한 측정이 가능하게 되는 것이다.
안내궤도(54)를 타고 이동하는 본체(2)에 설치된 GPS 측정 장치를 통해 주행로의 시공 상태를 정밀하게 측정할 수 있게 되면, 이에 따른 주행로(52)의 연마등 후공정도 매우 쉽게 이루어질 수 있게 된다.
도1은 본 발명에 따른 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 단면 측정 장치를 도시한 사시도,
도2는 도1의 정면도,
도3a는 도1에서 A-A 선 단면도,
도3b는 도3a에서 가이드로울러 및 GPS 발신기의 승강 상태를 도시한 단면도,
도4는 본 발명에 따른 단면 측정 장치의 적용 상태를 도시한 단면도,
도5는 일반적인 안내궤도식 고무차륜 경전철의 선로 상태를 도시한 개략 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 로울러 2: 본체
3: GPS 발신기 4: GPS 수신기
5: 브라켓 6: 이동관
7: 지지봉 8: 제1가이드로울러
9: 제2가이드로울러 10: 레일
11: 로울러 12: 모터
52; 주행로 54: 안내궤도

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 노반의 수직벽에 설치된 안내궤도를 타고 운행할 수 있도록 측면에 하나 이상의 로울러가 설치되어 있는 본체와, 상기한 본체에 연결 설치되어 있는 일정 길이의 브라켓과, 상기한 브라켓에 수직으로 관통되도록 고정 설치된 이동관과, 상기한 이동관에 삽입되어 승강 자재하도록 설치된 지지봉과, 상기한 지지봉의 하단에 고정 설치됨과 아울러 주행로를 타고 움직이면서 경전철의 차량이 주행하는 것처럼 주행하는 다수의 제1가이드로울러 및 노반을 타고 주행하도록 길이가 설정된 다수의 제2가이드로울러와, 상기한 지지봉에 설치되어 같이 승강 운동하도록 설치된 GPS 발신기와 본체에 설치되어 발신기의 정보를 수신하는 GPS 수신기 및 수신기에서 송신받은 정보를 분석하여 표시하도록 구성된 GPS 측정장치로 구성함을 특징으로 하는 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 단면 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기한 브라켓은 좌우측으로 이동하면서 폭을 조절할 수 있도록 구성된 슬라이딩 수단으로 지지되도록 구성함을 특징으로 하는 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 단면 측정 장치.
  5. 제4항 있어서,
    상기한 슬라이딩 수단은 본체에 좌우측 폭방향으로 설치되어 있는 레일과, 상기한 레일을 타고 이동할 수 있도록 로울러가 설치되어 있을 뿐만 아니라 플레이트의 상부에 연결된 브라켓과, 상기한 로울러를 회전시키도록 브라켓에 설치되어 있는 모터로 구성함을 특징으로 하는 안내 궤도식 고무차륜 경전철의 주행로 단면 측정 장치.
  6. 삭제
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