KR101225656B1

KR101225656B1 - 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법

Info

Publication number: KR101225656B1
Application number: KR1020120072883A
Authority: KR
Inventors: 류기대; 황광하; 이광모
Original assignee: 대구도시철도공사; 삼표이앤씨 주식회사
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2032-07-04

Abstract

본 발명은 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기에 있어서, 목침목과 목침목 사이에 방진상판을 설치하고, 레일과 방진상판을 Q클립으로 체결한 다음에, 기존 목침목을 방진패드, 방진상자 등과 함께 철거하고, 기존 목침목이 매립된 구멍을 초속경 콘크리트로 메워 기존 침목형 분기기를 직결 도상 분기기로 교체하여, 한 번의 시공으로 영구적으로 사용할 수 있도록 한 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법은 신규 콘크리트 도상 분기기의 갱환을 위한 사전 준비단계(S1); 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 전철기부, 간류부, 텅레일 후단부, 이음매부를 제외한 나머지 구간에 방진상판을 1차로 체결하는 단계(S2); 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 전철기부, 간류부, 텅레일 후단부, 이음매부 구간에 방진상판을 2차로 체결하는 단계(S3); 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 포인트부, 리드부의 분기기를 갱환하는 단계(S4); 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 크로싱부의 분기기를 갱환하는 단계(S5); 신규 콘크리트 도상 분기기를 검측 및 궤도 정정작업을 시행하는 마무리단계(S6)로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법{concrete ballast turnout renewal construction method}

본 발명은 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법에 관한 것으로, 특히 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기 구간에서 침목과 침목 사이에 특수한 구조의 방진상판을 설치하고, 상기 방진상판과 조합을 이루는 기본상판과 레일을 Q클립으로 체결한 다음에 기존 손상된 침목을 철거하고, 기존 침목이 매립된 구멍에 초속경 콘크리트를 충전하여 기존 침목형 분기기를 직결도상 방진 분기기기로 갱환하는 공법에 관한 것이다.

여기서, 상기 Q클립은 본 발명의 출원인이 2010년 11월 11일에 대한민국 특허청에 특허출원하여, 특허등록된 특허 제10-1050490호(철도레일 고정용 탄성클립 및 이의 설치방법)에 명시된 것으로, 기존 탄성클립은 궤광 양로 등에 의해 초과하중이 작용할 경우에 소성변형이 발생하고, 열차운행에 따른 진동에 의해 클립이탈이 발생하는 문제점이 있다.

이러한 기존 탄성클립 문제점을 해소한 상기 Q클립은 이중탄성 체결기능을 적용하여 초과하중에 의한 소성변형을 방지하고, 열차운행에 따른 진동에 의한 이탈방지 기능을 적용하여 유지보수성이 우수하며, 더욱이 상기 Q클립은 기존 e형 탄성클립을 사용하는 침목과 호환할 수 있음을 밝혀둔다.

상기 Q클립에 대한 상세한 설명은 특허 제10-1050490호에 명기되어 있다.

도 1은 기존 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 도시한 평면도이고, 도 2는 기존 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 도시한 단면도이며, 도 3은 기존 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 도시한 상세도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 터널구조물(10)은 일반적으로 도시철도 등에서 볼 수 있는 박스구조물이며, NATM 터널 또는 원형 터널로 구조물이 시공되는 경우도 있다.

그런데 침목형 분기기(30)는 많은 수량의 목침목(31)이 레일(37)과 나사스파이크(35), 베이스플레이트(34), e클립(36) 등으로 체결되어 매우 복잡하게 구성되며, 터널구조물(10)은 공간이 매우 협소하기 때문에 정밀하게 시공하기 위하여 별도로 설계가 이루어진다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 침목형 분기기(30)의 목침목(31)은 방진패드(32)가 삽입된 방진상자(33)로 감싸 콘크리트 도상(20) 속에 매립되고, 상기 목침목(31) 상에 베이스플레이트(34)를 설치하고, 나사스파이크(35)로 고정한 후에, 레일(37)을 얹고 e클립(36)으로 체결된다.

따라서, 상기 목침목(31)은 시간이 지나면서 재료 특성상 부패되거나, 갈라지고, 고무재질인 방진상자(33)와 방진패드(32)는 시간이 지나면서 자연적으로 부식되고, 특히 중량의 고속열차 운행으로 인하여 압착되거나 마모 또는 파손되어 정기적으로 갱환이 이루어져야 한다.

상기한 바와 같은 기존 침목형 분기기(30)의 목침목(31)과 방진패드(32) 및 방진상자(33)는 수명이 길지 않아 정기적으로 갱환이 이루어져야 한다.

그 이유는 중량의 열차운행이 빈번하고, 그에 따라 목침목(31)에 박혀있는 나사스파이크(35)의 구멍이 커지고, 목재특성에 따라 발생한 균열도 시간이 지나면서 점점 커지고, 또한 자연적으로 부패가 진행되므로 정기적인 갱환이 이루어져야 하며, 만약 갱환시기를 상실하면 열차탈선 등 사회적 문제를 야기할 수 있는 대형 사고로까지 이어질 수도 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 기존 침목형 분기기(30)는 열차가 통과할 때 발생하는 진동을 감쇠시키기 위해 목침목(31)을 방진상자(33)로 감싸고, 상기 목침목(31) 하부에 방진패드(32)를 삽입한 상태에서 콘크리트 도상(20)에 매립하였다.

이러한 특성 때문에 열차가 통과할 때 목침목(31)이 방진상자(33) 속에서 상하로 유동하는데, 이때 목침목(31)과 방진상자(33) 사이에 마찰이 발생되고, 이에 따라 방진상자(33) 측면의 돌기가 마모되므로 정기적으로 갱환해야 하며, 만약 갱환시기를 늦추면 방진상자(33)와 목침목(31) 간의 유격이 커져서 급격하게 분기기(30)의 틀림이 발생하고, 이로 말미암아 열차탈선 등 심각한 사고를 유발할 수 있다.

또한, 상기 목침목(31)의 하부에 삽입된 고무재질의 방진패드(32)는 열차가 통과할 때마다 수십 톤의 하중이 반복적으로 작용하므로 시간이 지나면 자연적으로 경화되고, 압착될 수밖에 없고, 이로 인하여 방진패드(32)의 방진성능을 상실하게 된다.

이러한 이유로 인하여 방진패드(32)는 방진상자(33)과 마찬가지로 정기적으로 갱환이 필요하다.

한편, 상기한 바와 같이 기존 침목형 분기기(30)의 목침목(31)이나 방진상자(33), 방진패드(32) 등을 갱환할 경우에 있어서, 목침목(31)이나 방진상자(33) 갱환공사는 제 기능을 못하게 된 목침목(31)이나 방진상자(33), 방진패드(32) 등을 철거하기 위해서 목침목(31) 상에 체결된 모든 레일(37)을 철거하고, 베이스플레이트(34)와 나사스파이크(35)를 제거한 다음에, 목침목(31)과 방진상자(33)를 들어내고, 상기 목침목(31)을 제거한 구멍을 깨끗이 청소한 다음에, 신품 방진패드(32)가 들어있는 신품 방진상자(33)를 씌운 신품 목침목(31)을 기존 목침목(31) 구멍에 삽입한 다음에 베이스플레이트(34)를 설치하고, 나사스파이크(35)로 고정한 후에, 상기 베이스플레이트(34) 상에 레일(37)을 얹고, e클립(36)를 체결함으로써 목침목(31)이나 방진상자(33), 방진패드(32)의 갱환이 완료된다.

상기한 바와 같이 기존 노후된 목침목(31)과 방진상자(33)를 모두 철거하고, 다시 신품 목침목(31)과 방진패드(32), 방진상자(33) 등을 설치하더라도 시간이 지남에 따라, 또다시 목침목(31)과 방진패드(32), 방진상자(33) 등은 노후될 수밖에 없다.

또한, 새로운 목침목(31)으로 갱환하는 공사는 목침목(31)의 제작 오차가 매우 크고, 재질 특성상 휘거나 균열로 갈라져 모양이 변형된 관계로 신품 목침목(31)을 기존 목침목(31) 철거 구멍에 그대로 넣을 수가 없기 때문에 신품 목침목(31)을 부분적으로 가공하거나, 도상 일부를 깨내고, 신품 목침목(31)을 넣은 후에 도상을 보수해야 하는 문제가 발생된다.

상기한 바와 같이 기존 보수작업이 정기적으로 반복되는 악순환이 계속되어 경제적인 낭비는 물론 잦은 목침목(31) 갱환공사로 인하여 열차운행의 안전까지도 위협할 수 있는 결과를 초래할 수 있는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기에 있어서, 목침목과 목침목 사이에 방진상판을 설치하고, 레일과 방진상판을 Q클립으로 체결한 다음에, 기존 목침목을 방진패드, 방진상자 등과 함께 철거하고, 기존 목침목이 매립된 구멍을 초속경 콘크리트로 메워 기존 침목형 분기기를 직결 도상 분기기로 교체하여, 한 번의 시공으로 영구적으로 사용할 수 있도록 한 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법은 신규 콘크리트 도상 분기기의 갱환을 위한 사전 준비단계(S1); 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 전철기부, 간류부, 텅레일 후단부, 이음매부를 제외한 나머지 구간에 방진상판을 1차로 체결하는 단계(S2); 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 전철기부, 간류부, 텅레일 후단부, 이음매부 구간에 방진상판을 2차로 체결하는 단계(S3); 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 포인트부, 리드부의 분기기를 갱환하는 단계(S4); 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 크로싱부의 분기기를 갱환하는 단계(S5); 신규 콘크리트 도상 분기기를 검측 및 궤도 정정작업을 시행하는 마무리단계(S6)로 이루어짐을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 터널구간 콘크리트 도상 침목형 분기기의 침목과 침목 사이 콘크리트 도상 표면을 도드락 다듬한 후에 거푸집을 설치하고, 초속경 고강도 모르타르를 타설 및 경화시켜 방진상판 기초콘크리트를 형성하고, 상기 방진상판 기초콘크리트 상에 방진상판을 설치하고, 콘크리트 도상에 케미컬 앵커볼트를 박아, 상기 방진상판을 고정한 다음에, 상기 방진상판에 기본상판을 볼트로 체결하고, 기본상판과 레일을 Q클립으로 체결한 후에 기존 목침목과 방진패드, 방진상자 등을 철거하고, 기존 목침목이 매립된 구멍을 초속경 고강도 모르타르 또는 콘크리트로 메움으로써, 한 번의 방진 분기기 시공으로 영구적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 경제적 측면에서 볼 때, 기존 침목형 분기기는 20∼30년 주기로 목침목과 방진패드, 방진상자를 반복적으로 교체해야 하므로, 구조물 수명을 60∼100년이라고 가정하면 최소한 2∼3회 목침목과 방진패드, 방진상자를 교체하여야 하나, 본 발명은 영구적이므로 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 이점이 있다.

셋째, 본 발명은 한 번의 시공으로 반영구적인 방진 분기기를 완성하므로, 주기적으로 침목과 방진패드, 방진상자 등의 교체로 인한 열차탈선 등 안전사고도 근본적으로 예방할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 기존 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 도시한 평면도,
도 2는 기존 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 도시한 단면도,
도 3은 기존 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 도시한 상세도,
도 4는 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법의 공정을 도시한 공정도,
도 5는 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법의 제1단계를 도시한 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법의 제2단계를 도시한 평면도,
도 7은 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법의 제3단계를 도시한 평면도,
도 8은 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법의 제4단계를 도시한 평면도,
도 9는 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법의 제5단계를 도시한 평면도,
도 10은 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법의 제6단계를 도시한 평면도,
도 11은 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법에서 터널구간 콘크리트 도상의 방진분기기를 도시한 평면도,
도 12는 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법에서 터널구간 콘크리트 도상의 방진분기기를 도시한 상세도 1,
도 13은 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법에서 터널구간 콘크리트 도상의 방진분기기를 도시한 상세도 2,
도 14는 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법에서 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 직결 도상 방진분기기로 교체하는 과정을 도시한 공정도.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법의 공정을 도시한 공정도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법은 신규 콘크리트 도상 분기기의 갱환을 위한 사전 준비단계(S1); 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 전철기부(100), 간류부(110), 텅레일 후단부(120), 이음매부(130)를 제외한 나머지 구간에 방진상판을 1차로 체결하는 단계(S2); 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 전철기부(100), 간류부(110), 텅레일 후단부(120), 이음매부(130) 구간에 방진상판을 2차로 체결하는 단계(S3); 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 포인트부(140), 리드부(150)의 분기기를 갱환하는 단계(S4); 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 크로싱부(160)의 분기기를 갱환하는 단계(S5); 신규 콘크리트 도상 분기기를 검측 및 궤도 정정작업을 시행하는 마무리단계(S6)로 이루어진다.

즉, 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법은 사전 준비단계(S1); 방진상판 1차 체결단계(S2); 방진상판 2차 체결단계(S3); 포인트부(140), 리드부(150) 분기기 갱환단계(S4); 크로싱부(160) 분기기 갱환단계(S5); 검측 및 마무리단계(S6)를 순차적으로 시행하여, 기존 침목형 분기기를 직결도상 방진 분기기기로 갱환하는 방법이다.

여기서, 상기 단계(S1)은 신규 콘크리트 도상 분기기의 갱환을 위한 사전 준비단계로, 도 5에 도시된 바와 같이, 콘크리트 도상 분기기의 갱환에 앞서 측량 및 선형 정정작업을 시행하는 단계(S1-1); 거푸집 설치 및 초속경 모르타르 또는 우레탄 주입을 위한 치핑작업을 시행하는 단계(S1-2); 방진상판 및 방진상판체결용 앵커볼트의 천공위치를 표기하는 단계(S1-3); 앵커볼트 설치용 구멍을 천공하는 단계(S1-4)로 이루어진다.

또한, 상기 단계(S2)는 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 전철기부(100), 간류부(110), 텅레일 후단부(120), 이음매부(130)를 제외한 나머지 구간에 방진상판을 1차로 체결하는 단계로, 도 6에 도시된 바와 같이, 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 전철기부(100), 간류부(110), 텅레일 후단부(120), 이음매부(130)를 제외한 나머지 구간에 방진상판을 1차로 체결하는 단계(S2-1); 상기 1차 방진상판에 앵커볼트를 설치하는 단계(S2-2); 상기 1차 방진상판에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 초속경 모르타르를 충전하는 단계(S2-3)로 이루어진다.

그리고, 상기 단계(S3)는 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 전철기부(100), 간류부(110), 텅레일 후단부(120), 이음매부(130) 구간에 방진상판을 2차로 체결하는 단계로, 도 7에 도시된 바와 같이, 전철기부(100) 해체 후, 상판, 침목을 제거하는 단계(S3-1); 전철기부(100) 방진상판을 체결 및 상기 방진상판에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 초속경 모르타르를 충전하는 단계(S3-2); 간류부(110) 해체 후, 방진상판을 체결하는 단계(S3-3); 간류부(110)에 앵커볼트를 설치하고, 거푸집 설치하며, 상기 거푸집에 초속경 모르타르를 충전하는 단계(S3-4); 텅레일 후단부(120)의 상판 및 침목을 제거하는 단계(S3-5); 텅레일 후단부(120)에 방진상판을 체결하고, 거푸집을 설치하며, 상기 거푸집에 초속경 모르타르를 충전하는 단계(S3-6); 이음매부(130) 상판, 침목을 제거하는 단계(S3-7); 이음매부(130)에 방진상판을 체결하고, 거푸집을 설치하며, 상기 거푸집에 초속경 모르타르를 충전하는 단계(S3-8)로 이루어진다.

또한, 상기 단계(S4)는 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 포인트부(140), 리드부(150)의 분기기를 갱환하는 단계로, 도 8에 도시된 바와 같이, 포인트부(140)의 기존 레일, 상판, 침목을 제거하는 단계(S4-1); 포인트부(140)의 레일교체, 전철기 및 간류설치, 방진상판을 체결하는 단계(S4-2); 리드부(150)의 기존 레일, 상판, 침목을 제거하는 단계(S4-3); 리드부(150)의 레일교체, 방진상판을 체결하는 단계(S4-4)로 이루어진다.

그리고, 상기 단계(S5)는 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 크로싱부(160)의 분기기를 갱환하는 단계로, 도 9에 도시된 바와 같이, 크로싱부(160)의 기존 레일, 상판, 침목을 제거하는 단계(S5-1); 크로싱부(160)의 레일교체 및 망간크로싱을 교체하는 단계(S5-2); 망간크로싱 방진상판을 체결하고, 거푸집을 설치하며, 상기 거푸집에 초속경 모르타르를 충전하는 단계(S5-3)로 이루어진다.

또한, 상기 단계(S5)는 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 크로싱부의 분기기를 갱환하는 단계로, 크로싱부의 기존 레일, 상판, 침목을 제거하는 단계(S5-1); 크로싱부의 레일교체 및 망간크로싱을 교체하는 단계(S5-2); 노즈블록 크로싱 방진상판을 체결하고, 거푸집을 설치하며, 상기 거푸집에 초속경 모르타르를 충전하거나 망간크로싱을 교체하지 않고, 기존 침목을 제거하고, 기존 침목 제거 자리부에 모르타르 충전 및 방진상판을 체결하는 단계를 침목 1정씩 반복하는 단계(S5-4)로 이루어진다.

즉, 이는 기존의 망간크로싱을 교체하지 않고자 할 경우에는 기존 침목을 제거하고, 침목 제거자리에 모르타르를 충전한 다음에 방진상판을 체결하는 단계를 침목 1정씩 반복하여 크로싱부(160)의 분기기를 갱환할 수도 있음을 밝혀둔다.

그리고, 상기 단계(S6)는 신규 콘크리트 도상 분기기를 검측 및 궤도 정정작업을 시행하는 마무리단계로, 도 10에 도시된 바와 같이, 궤간, 밀착, 면맞춤, 줄맞춤 등의 신규 분기기 검측 및 궤도 정정단계(S6-1); 기존 침목자리부에 콘크리트를 충전하는 단계(S6-2)로 이루어진다.

상술한 바와 같은 단계로 이루어진 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법은 상기한 제 단계를 통하여 콘크리트 도상의 침목형 분기기에 있어서, 최대 단점인 목침목과 방진패드, 방진상자의 반복적인 교체를 영구적으로 해결하여, 한번의 시공으로 반영구적으로 사용할 수 있는 직결도상 방진분기기로 교체할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법은 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 직결도상 방진분기기로 개량하는데 국한되어 적용되는 것이 아니라, 콘크리트 침목, 합성수지 침목 등 모든 침목형 분기기를 직결도상 방진분기기로 개량하는데도 적용할 수 있음을 밝혀둔다.

그리고, 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법은 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 직결도상 방진 분기기로 개량하는데 있어서, 방진상판 대신에 합성수지 또는 플라스틱 단침목을 사용하고, 기본상판을 대신하여 방진플레이트를 설치하여 침목형 분기기를 직결도상 방진분기기로 개량하는데 적용할 수 있으며, 콘크리트 도상으로 건설되는 새로운 노선에도 직결도상 방진분기기를 적용할 수 있음을 밝혀둔다.

한편, 도 11은 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법에서 터널구간 콘크리트 도상의 방진분기기를 도시한 평면도이고, 도 12는 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법에서 터널구간 콘크리트 도상의 방진분기기를 도시한 상세도 1이며, 도 13은 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법에서 터널구간 콘크리트 도상의 방진분기기를 도시한 상세도 2이며, 도 14는 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법에서 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 직결 도상 방진분기기로 교체하는 과정을 도시한 공정도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법중 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 직결 도상 방진 분기기로 교체하는 공법은 목침목(31)을 방진상자(33)로 감싸 콘크리트 도상(20) 속에 매립하고, 상기 목침목(31) 상에 베이스플레이트(34)를 설치하고, 나사스파이크(35)로 고정한 후에, 레일(37)을 얹고 e클립(36)으로 체결된 터널구간 콘크리트 도상(20) 침목형 분기기(30)에 있어서, 상기 목침목(31)과 목침목(31) 사이의 콘크리트 도상(20) 표면을 도드락 다듬 하는 제1공정(S1); 상기 콘크리트 도상(20)에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 기초콘크리트를 타설 및 양생하는 제2공정(S2); 상기 기초콘크리트의 표면을 평탄하게 고르는 제3공정(S3); 상기 기초콘크리트 상에 케미컬 앵커볼트(44) 구멍을 천공하는 제4공정(S4); 상기 기초콘크리트 상에 방진상판(41)을 설치하고, 상기 방진상판(41)을 케미컬 앵커볼트(44)로 체결하여 직결궤도 방진상판 분기기(40)를 형성하는 제5공정(S5); 상기 기존 목침목(31)을 철거하고, 목침목(31)이 철거된 침목 구멍에 초속경 고강도 콘크리트를 타설 및 양생하여 마무리하는 제6공정(S6); 상기 직결궤도 방진상판 분기기(40)의 분기기 틀림을 측정하고, 정정 및 마무리하는 제7공정(S7)으로 이루어진다.

이하, 상기한 바와 같은 공정로 이루어진 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법중 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 직결 도상 방진 분기기로 교체하는 공법을 각 공정별로 나누어 상세히 설명한다.

먼저, 제1공정(S1)은 기존 목침목(31)과 목침목(31) 사이의 콘크리트 도상(20) 표면과 새로 타설하는 초속경 고강도 모르타르와의 접착을 좋게 하기 위한 공정으로, 방진상판(41)을 설치할 위치의 콘크리트 도상(20)을 5~10mm 깊이로 절단하고, 해머드릴을 이용하여 5~10mm 깊이로 울퉁불퉁하게 도드락 다듬어야 하며, 도드락 다듬의 표면은 초속경 고강도 모르타르와의 부착력을 높이기 위하여 표면을 깨끗하게 청소하여야 한다.

이때, 콘크리트 먼지가 발생하는데, 이 먼지는 발생과 동시에 완벽하게 제거하지 않으면 이 먼지가 현장에 쌓여 있다가 열차가 운행될 때 주행풍에 의해 비산되어 열차의 전장품에 침투되면 심각한 열차고장으로 이어질 수 있으므로 상기 작업을 할 때에는 반드시 집진기를 이용하여 먼지를 완벽하게 수거하면서 작업에 임하여야 한다.

상기 작업은 심야시간에 이루어지며, 작업 시간도 매우 짧고, 특히 먼지가 발생하지 않도록 주의하여 작업해야 하므로 작업능률이 크게 떨어진다.

따라서, 분기기 전 구간의 도드락 다듬 및 청소는 일괄하여 우선적으로 마무리하는 것이 바람직하다.

이어서, 제2공정(S2)은 기존 콘크리트 도상(20) 표면상에 방진상판(41)을 고정하기 위한 기초콘크리트를 만드는 것으로, 도드락 다듬의 표면에 거푸집을 설치하고, 초속경 고강도 모르타르를 타설하는 공정(S2)이다.

이 공정은 장래 열차하중을 직접적으로 받고 열차안전과 직결되므로, 강도와 평탄성 및 일정한 높이 유지 등 매우 중요한 공정이다.

따라서, 철제로 정형화된 거푸집을 기존 도드락 다듬의 표면에 임시로 고정하고, 상기 거푸집의 하부를 초속경 고강도 모르타르가 새어나오지 않도록 실리콘 등으로 실링 처리한다.

이어서, 제3공정(S3)은 철제 거푸집에 초속경 고강도 모르타르를 타설하고 표면을 평탄하게 고르는 공정(S3)이다.

기존 콘크리트 도상(20)과 초속경 고강도 모르타르가 잘 접착되어 일체가 되어야 하므로 매우 중요한 공정이다.

여기서, 상기 초속경 고강도 모르타르는 에폭시와 필러를 일정한 비율로 배합하여 기계비빔을 시행하며, 가사 시간 안에 공극이 발생하지 않도록 충분한 다짐을 실시하고 정확하게 수평이 되도록 타설하여야 한다.

초속경 고강도 모르타르의 타설이 완료되면 경화시간 내에는 어떠한 충격이나 진동을 가해서도 안 된다.

열차운행에 따른 진동 등으로 새로 타설한 초속경 고강도 모르타르와 기존 콘크리트 도상(20)의 콘크리트가 분리되면, 궤도틀림이 발생하여 열차운행에 심각한 차질이 발생할 수도 있고, 또한 분리된 공간 및 균열에 고강도 에폭시를 강력한 압력으로 주입하여 보수해야 하므로 막대한 보수비가 소요되는 결과를 초래할 수 있기 때문에 정밀한 시공이 필요하다.

이어서, 제4공정(S4)은 콘크리트 도상(20)에 방진상판(41)을 고정하기 위한 케미컬 앵커볼트(44)를 박을 구멍을 천공하는 공정(S4)이다.

상기한 제4공정(S4)은 정확한 콘크리트 도상(20)의 천공 위치와 수직 천공이므로 레일(37)에 견고히 고정할 수 있는 특수한 장치가 부착된 천공기를 사용하여 천공하여야 하며, 드릴 비트 직경은 케미컬 앵커볼트(44)보다 3~4mm 큰 직경으로 하고, 반드시 수직으로 천공한다.

천공이 완료되면 천공 홀에 분진 등 이물질이 잔류하지 않도록 분진흡입기가 장착된 에어 건으로 천공홀의 청소를 철저히 하고, 천공홀이 완전히 건조되었는지 건조상태를 철저히 확인하여 건조상태가 불량한 경우에는 완벽하게 건조시켜야 한다.

이어서, 제5공정(S5)은 초속경 고강도 모르타르로 시공된 기초콘크리트 상에 방진상판(41)을 설치하고, 케미컬 앵커볼트 볼트(44)로 체결하는 공정(S5)이다.

여기서, 상기 방진상판(41)은 설치 위치에 따라 규격과 모양이 상이하므로, 방진상판(41) 별로 적합한 설치위치에 배치하여야 하며, 이때 제4공정(S4)에서 천공한 케미컬 앵커볼트 볼트(44) 구멍과 방진상판(41)의 볼트 구멍이 일치하도록 배치하여야 한다.

특히, 상기 케미컬 앵커볼트 볼트(44)를 시공할 때 사용하는 케미컬 앵커볼트 경화용 모르타르는 반드시 접착력이 고하중용인 것을 사용하며, 또한 구멍 속에서 수축되지 않을 뿐만 아니라 초속경인 것을 사용한다.

또한, 상기 케미컬 앵커볼트 경화용 모르타르를 주입할 때에는 에어 건에 장착된 카트리지의 액이 균일하게 나올 때까지 버린 후, 주입기를 케미컬 앵커볼트(44) 구멍에 넣고 초속경 고강도 모르타르가 케미컬 앵커볼트 구멍의 2/3까지 차도록 서서히 밀어 넣은 다음에 케미컬 앵커볼트 볼트(44)를 구멍에 넣고 서서히 회전시키면서 초속경 고강도 모르타르가 밖으로 밀려나올 때까지 충분히 깊숙이 밀어 넣는다.

그리고 상기 케미컬 앵커볼트 볼트(44) 조임은 계절별로 경화시간이 충분히 흘러, 초속경 고강도 모르타르가 충분히 경화되었을 때에 실시하여야 하며, 케미컬 앵커볼트 모르타르는 냉암소에 보관하고 냄새를 맡거나 피부 접촉을 피하여야 하며, 만약 피부에 접촉한 경우에는 비누로 깨끗이 씻고 눈에 접촉된 경우에는 즉시 물로 깨끗이 씻고 의사와 상담하는 것이 바람직하다.

이어서, 제6공정(S6)은 기존 목침목(31)과 그를 둘러싼 방진상자(33)를 철거하고, 목침목(31) 구멍을 초속경 고강도 모르타르 또는 콘크리트로 채우고 표면을 마무리하는 최종 공정(S7)이다.

기존 목침목(31)의 철거가 완료되면 침목 구멍(49)의 바닥 및 측면을 집진기가 장착된 해머드릴, 그라인더 등 적당한 공구로 도드락 다듬하고, 고압 에어로 깨끗이 청소한 다음에 콘크리트 접착제를 도포하고, 초속경 고강도 모르타르 또는 콘크리트를 채움하는 것으로 마무리된다.

한편, 상기한 기존 목침목(31)과 방진패드(32), 방진상자(33)는 철거하지 않아도 직결도상 방진 분기기(40) 성능에는 아무런 문제가 없으나 종국에는 목침목(31)이 부패하거나 파손되어 철거하여야 하므로, 분기기를 교체하는 시점에서 기존 목침목(31)과 방진상자(33)를 철거하여 분기기를 완벽하게 교체하는 것이 미래 지향적이다.

인력, 장비, 시간 등 작업조건을 감안하여 당일에 작업할 교체구간을 정하고, 햄머 등 적당한 공구를 이용하여 기본상판(42)에 체결되어 있는 Q클립(43)을 해체하고, 선로정정기 또는 트랙 잭키를 이용하여 궤광을 일정량 높이로 양로한다.

이때, 기존 목침목(31)이 침목 구멍으로 떨어지지 않도록 기존 목침목(31) 하단 3~4개소에 받침목을 거치하고, e클립(36)을 해체하며, 기존 목침목(31)은 철거 및 운반 등이 용이하도록 2∼4 등분으로 절단 및 철거한다.

이어서, 상기한 기존 목침목(31)의 철거가 완료되면, 선로정정기 또는 트랙 잭키를 이용하여 궤광을 원래대로 낮추고, Q클립(43)을 체결한 다음에 선로정정기 또는 트랙 잭키를 철거한다.

상기한 바와 같은 공정은 분기기 전체의 기존 목침목(31)이 완전히 철거될 때까지 반복한다.

이어서, 제7공정(S7)은 기존 침목형 분기기(30)가 직결도상 방진 분기기(40)로 교체가 완료된 상태에서 분기기 틀림을 측정하고, 보수하는 마무리하는 공정(S7)이다.

상기한 제7공정을 거쳐 기존 침목형 분기기(30)가 직결도상 방진 분기기(40)로의 교체가 이루어지는 것이며, 여기서 면틀림 및 수평틀림 보수는 방진상판(41) 하부의 높이 조절용 플레이트를 가감하여 보수하고, 궤간틀림 및 줄틀림 보수는 방진상판(41) 볼트를 이완시킨 후 궤도를 좌우로 조정하여 보수한다.

한편, 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법중 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 직결 도상 방진 분기기로 교체하는 공법은 상기 제3공정에서 설명한 바와 같이, 방진상판(41)을 설치하기 위한 기초콘크리트는 기존 콘크리트 도상 (20) 표면을 도드락 다듬하고, 상기 콘크리트도상(20) 상에 초속경 고강도 모르타르를 타설 및 양생시켜 형성한다.

이때 상기 기초콘크리트의 높이는 도드락 다듬의 표면으로부터 15~20mm 내외가 바람직하나, 기존 콘크리트 도상(20) 표면의 고저 및 표면의 오염 등에 따라 도드락 다듬의 깊이 등이 상이하므로, 레일(37) 저면과 기초콘크리트 상면 사이의 공간 치수가 92mm가 되도록 기초콘크리트를 타설 및 양생하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방진상판(41)은 분기기 규격 또는 목침목(31) 부설 수량에 따라 다른데 일반적으로 목침목(31)과 목침목(31) 사이에 1개씩 설치한다.

한편, 상기 방진상판(41)과 케미컬 앵커볼트(44), 방진상판(41)과 기본상판(42) 간의 볼트 체결상태, 기본상판(42)과 레일(37) 간의 Q클립(43) 체결상태, 기존의 목침목(31)이 철거되고, 초속경 고강도 콘크리트로 채워진 상태 등을 확인할 수 있다.

또한, 상기 방진상판(41)과 매입전(45), 방진상판(41)과 기본상판(42) 간의 볼트 체결상태, 기본상판(42)과 레일(37) 간의 Q클립(43) 체결상태, 기존의 목침목(31)이 철거되고, 초속경 고강도 콘크리트로 채워진 상태 등을 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법중 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 직결 도상 방진 분기기로 교체하는 공법은 상기한 제공정을 통하여 콘크리트 도상(20)의 침목형 분기기(30)에 있어서, 최대 단점인 목침목(31)과 방진패드(32), 방진상자(33)의 반복적인 교체를 영구적으로 해결하여, 한 번의 시공으로 반영구적으로 사용할 수 있는 직결도상 방진 분기기(40)로 교체할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법중 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 직결 도상 방진 분기기로 교체하는 공법은 콘크리트 도상(20)의 침목형 분기기(30)를 직결도상 방진 분기기(40)로 개량하는데 국한되어 적용되는 것이 아니라, 또 다른 실시 예로써 콘크리트침목 또는 합성수지침목 등 모든 침목형 분기기(30)를 직결도상 방진 분기기(40)로 개량하는 데도 적용할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법중 터널구간 콘크리트 도상의 침목형 분기기를 직결 도상 방진 분기기로 교체하는 공법은 콘크리트 도상(20)의 침목형 분기기(30)를 직결도상 방진 분기기(40)로 개량하는데 있어서, 또 다른 실시 예로써 방진상판(41) 대신에 합성수지 또는 플라스틱 단침목을 사용하고, 기본상판(42)을 대신하여 방진플레이트를 설치하여 침목형 분기기(30)를 직결도상 방진 분기기로 개량하는 데 적용할 수도 있으며, 콘크리트 도상(20)으로 건설되는 새로운 노선에도 직결도상 방진 분기기를 적용할 수 있음을 밝혀둔다.

이 경우에 있어서도, 콘크리트 도상(20) 직결도상 방진 분기기(40)로 최초로 시공하는 경우에는 본 발명에 따른 일련의 공정이 적용되지 않고, 분기기 궤광을 조립할 때, 방진상판(41)과 기본상판(42)이 조립된 상태에서 Q클립(43)을 이용하여 레일(37)에 체결한 다음에, 매립전(45)이 설치된 나사스파이크(35)를 고정하고, 기초콘크리트를 타설함으로써 완성되므로 기존 침목형 분기기(30)에 비하여 시공방법이 현저히 개선되고 공사비를 줄일 수 있으며, 무엇보다도 영구적인 방진 분기기(40)이므로 목침목(31) 및 방진패드(32), 방진상자(33) 교체에 따른 문제점 및 안전사고 우려를 해소한 직결도상 방진 분기기(40)로 교체할 수 있다.

10: 터널구조물 20: 콘크리트 도상
30: 침목형 분기기 31: 목침목
32: 방진패드 33: 방진상자
34: 베이스플레이트 35: 나사스파이크
36: e클립 37: 레일
40: 방진분기기 41: 방진상판
42: 기본상판 43: Q클립
44: 케미컬 앵커볼트 45: 매입전
100: 전철기부 110: 간류부
120: 텅레일 후단부 130: 이음매부
140: 포인트부 150: 리드부
160: 크로싱부

Claims

신규 콘크리트 도상 분기기의 갱환을 위한 사전 준비단계(S1);
신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 전철기부, 간류부, 텅레일 후단부(120), 이음매부(130)를 제외한 나머지 구간에 방진상판을 1차로 체결하는 단계(S2);
신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 전철기부, 간류부, 텅레일 후단부, 이음매부 구간에 방진상판을 2차로 체결하는 단계(S3);
신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 포인트부, 리드부의 분기기를 갱환하는 단계(S4);
신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 크로싱부의 분기기를 갱환하는 단계(S5);
신규 콘크리트 도상 분기기를 검측 및 궤도 정정작업을 시행하는 마무리단계(S6)로 이루어짐을 특징으로 하는 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 단계(S1)은 신규 콘크리트 도상 분기기의 갱환을 위한 사전 준비단계로, 콘크리트 도상 분기기의 갱환에 앞서 측량 및 선형 정정작업을 시행하는 단계(S1-1); 거푸집 설치 및 초속경 모르타르 또는 우레탄 주입을 위한 치핑작업을 시행하는 단계(S1-2); 방진상판 및 방진상판체결용 앵커볼트의 천공위치를 표기하는 단계(S1-3); 앵커볼트 설치용 구멍을 천공하는 단계(S1-4)로 이루어짐을 특징으로 하는 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 단계(S2)는 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 전철기부, 간류부, 텅레일 후단부, 이음매부를 제외한 나머지 구간에 방진상판을 1차로 체결하는 단계로, 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 전철기부, 간류부, 텅레일 후단부, 이음매부를 제외한 나머지 구간에 방진상판을 1차로 체결하는 단계(S2-1); 상기 1차 방진상판에 앵커볼트를 설치하는 단계(S2-2); 상기 1차 방진상판에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 초속경 모르타르를 충전하는 단계(S2-3)로 이루어짐을 특징으로 하는 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 단계(S3)는 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 전철기부, 간류부, 텅레일 후단부, 이음매부 구간에 방진상판을 2차로 체결하는 단계로, 전철기부 해체 후, 상판, 침목을 제거하는 단계(S3-1); 전철기부 방진상판을 체결 및 상기 방진상판에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 초속경 모르타르를 충전하는 단계(S3-2); 간류부 해체 후, 방진상판을 체결하는 단계(S3-3); 간류부에 앵커볼트를 설치하고, 거푸집 설치하며, 상기 거푸집에 초속경 모르타르를 충전하는 단계(S3-4); 텅레일 후단부의 상판 및 침목을 제거하는 단계(S3-5); 텅레일 후단부에 방진상판을 체결하고, 거푸집을 설치하며, 상기 거푸집에 초속경 모르타르를 충전하는 단계(S3-6); 이음매부 상판, 침목을 제거하는 단계(S3-7); 이음매부에 방진상판을 체결하고, 거푸집을 설치하며, 상기 거푸집에 초속경 모르타르를 충전하는 단계(S3-8)로 이루어짐을 특징으로 하는 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 단계(S4)는 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 포인트부, 리드부의 분기기를 갱환하는 단계로, 포인트부의 기존 레일, 상판, 침목을 제거하는 단계(S4-1); 포인트부의 레일교체, 전철기 및 간류설치, 방진상판을 체결하는 단계(S4-2); 리드부의 기존 레일, 상판, 침목을 제거하는 단계(S4-3); 리드부의 레일교체, 방진상판을 체결하는 단계(S4-4)로 이루어짐을 특징으로 하는 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 단계(S5)는 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 크로싱부의 분기기를 갱환하는 단계로, 크로싱부의 기존 레일, 상판, 침목을 제거하는 단계(S5-1); 크로싱부의 레일교체 및 망간크로싱을 교체하는 단계(S5-2); 망간크로싱 방진상판을 체결하고, 거푸집을 설치하며, 상기 거푸집에 초속경 모르타르를 충전하는 단계(S5-3)로 이루어짐을 특징으로 하는 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 단계(S5)는 신규 콘크리트 도상 분기기를 설치할 크로싱부의 분기기를 갱환하는 단계로, 크로싱부의 기존 레일, 상판, 침목을 제거하는 단계(S5-1); 크로싱부의 레일교체 및 망간크로싱을 교체하는 단계(S5-2); 노즈블록 크로싱 방진상판을 체결하고, 거푸집을 설치하며, 상기 거푸집에 초속경 모르타르를 충전하거나 망간크로싱을 교체하지 않고, 기존 침목을 제거하고, 기존 침목 제거 자리부에 모르타르 충전 및 방진상판을 체결하는 단계를 침목 1정씩 반복하는 단계(S5-4)로 이루어짐을 특징으로 하는 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 단계(S6)는 신규 콘크리트 도상 분기기를 검측 및 궤도 정정작업을 시행하는 마무리단계로 궤간, 밀착, 면맞춤, 줄맞춤 등의 신규 분기기 검측 및 궤도 정정단계(S6-1); 기존 침목자리부에 콘크리트를 충전하는 단계(S6-2)로 이루어짐을 특징으로 하는 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법.
목침목(31)을 방진상자(33)로 감싸 콘크리트 도상(20) 속에 매립하고, 상기 목침목(31) 상에 베이스플레이트(34)를 설치하고, 나사스파이크(35)로 고정한 후에, 레일(37)을 얹고 e클립(36)으로 체결된 터널구간 콘크리트 도상(20) 침목형 분기기(30)에 있어서,
상기 목침목(31)과 목침목(31) 사이의 콘크리트 도상(20) 표면을 도드락 다듬 하는 제1공정(S1);
상기 콘크리트 도상(20)에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 기초콘크리트를 타설 및 양생하는 제2공정(S2);
상기 기초콘크리트의 표면을 평탄하게 고르는 제3공정(S3);
상기 기초콘크리트 상에 케미컬 앵커볼트(44) 구멍을 천공하는 제4공정(S4);
상기 기초콘크리트 상에 방진상판(41)을 설치하고, 상기 방진상판(41)을 케미컬 앵커볼트(44)로 체결하여 직결궤도 방진상판 분기기(40)를 형성하는 제5공정(S5);
상기 기존 목침목(31)을 철거하고, 상기 목침목(31)이 철거된 침목 구멍에 초속경 고강도 콘크리트를 타설 및 양생하여 마무리하는 제6공정(S6);
상기 직결궤도 방진상판 분기기(40)의 분기기 틀림을 측정하고, 정정 및 마무리하는 제7공정(S7)으로 이루어짐을 특징으로 하는 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법.
제9항에 있어서,
상기 제1공정(S1)는 콘크리트 도상(20)을 5~10mm 깊이로 절단하고, 해머드릴을 이용하여 5~10mm 깊이로 울툴불퉁하게 도드락 다듬함을 특징으로 하는 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법.
제9항에 있어서,
상기 제2공정(S2)은 콘크리트 도상(20)의 도드락 다듬의 표면에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 초속경 고강도 모르타르를 타설 및 양생하여 기초콘크리트를 형성함을 특징으로 하는 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법.
제9항에 있어서,
상기 제4공정(S4)은 드릴 비트 직경은 케미컬 앵커볼트(44) 보다 3∼4㎜ 큰 직경으로 수직으로 천공함을 특징으로 하는 콘크리트 도상 분기기 갱환 시공방법.