KR101376745B1 - 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치 및 그 시공 방법 - Google Patents

무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치 및 그 시공 방법 Download PDF

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Abstract

침하판에서 발생하는 침하를 지중에 매립한 변위계로 계측함으로써 콘크리트 또는 아스팔트 타설 및 프리캐스트 콘크리트 궤도 적용에 전혀 영향을 받지 않을 뿐만 아니라 외부 노출로 인해 발생하는 문제를 해결할 수 있는 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치 및 그 시공 방법이 제공된다. 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치는, 궤도 하부구조가 콘크리트 또는 아스팔트로 형성되고, 성토층 상에 형성된 도상 콘크리트, 침목 및 레일을 구비한 무도상 궤도의 지중 지반침하를 계측하는 장치에 있어서, 무도상 궤도가 설치될 성토층 저면 안정층에 설치되는 바닥 고정판; 바닥 고정판의 상부에 수직 방향으로 체결되는 침하봉; 성토층 내에 매립 설치되고, 무도상 궤도의 지중 지반침하에 대응하여 성토층 내에서 침하봉을 관통하여 침하하는 침하판; 및 침하봉에 체결되어 침하판의 지반침하를 계측하는 변위계를 포함하되, 변위계는 성토층 내에 매립 설치된 상태에서 침하판의 침하를 계측하며, 또한, 바닥 고정판에 체결되어 침하봉이 수직 상태를 유지하도록 각도를 조절하는 침하봉 각도 조절부를 포함한다.

Description

무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치 및 그 시공 방법 {APPARATUS FOR MEASURING GROUND SETTLEMENT OF BALLASTLESS TRACK, AND CONSTRUCTING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 무도상 궤도의 지반침하 계측에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 궤도 하부구조가 콘크리트 또는 아스팔트로 형성되는 무도상 궤도(Ballastless Track)에 있어서, 지반침하를 계측할 수 있도록 성토층에 변위계를 매립 설치하는 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치 및 그 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 열차 등이 주행하게 되는 궤도(Track)는 노반 위에 도상(Roadbed)을 마련하고, 그 도상 위에 침목 및 레일을 배치한 것이 널리 알려져 있다. 여기서, 도상은 레일 및 침목으로부터 전달되는 열차 하중을 넓게 분산시켜 노반에 전달하고, 침목을 소정 위치에 고정시키는 역할을 하는 궤도 재료로서, 자갈(또는 쇄석)이나 콘크리트가 사용된다.
이러한 궤도의 구조는, 노반 위에 형성한 도상에 침목을 배열하고, 그 위에 한 쌍의 레일을 일정 간격으로 평행하게 부착하는 것이 일반적이다. 이러한 궤도를 구성하는 도상으로는 밸러스트(Ballast), 슬라브(Slab) 등이 있으며, 노선의 다양한 조건을 고려하여 선정되고 있다. 특히, 자갈, 쇄석 등의 밸러스트를 이용한 밸러스트 도상 궤도가 널리 알려져 있다. 이러한 밸러스트를 이용한 도상은 그 성질상 무거운 차량의 주행을 합리적으로 지지하면서 경제적으로도 우수하기 때문에, 오랜 세월동안 채용되어 오고 있다. 이러한 자갈, 쇄석 등의 밸러스트는 침목을 확실히 유지하고, 열차로부터 레일 및 침목을 거쳐 전해지는 하중을 노반에 균등하게 분산시키며, 궤도에 탄성을 갖게 하며, 댐핑 등의 보수 작업을 용이하게 실시할 수 있어야 하고, 궤도의 배수를 좋게 하여 분니나 잡초의 발생을 방지하는 등의 기능을 갖고 있다.
한편, 철도 궤도를 부설함에 있어서, 강성 노반 구간에서는 콘크리트 궤도와 같은 무도상 궤도를 이용하는 것이 일반적이다. 그런데 철도 노선이 지나가는 구간에는 연약지반이 포함될 수 있고, 이와 같은 연약지반 위에는 무도상 궤도를 이용하기가 어려웠다. 이러한 연약지반의 경우, 노반의 침하 현상이 발생할 가능성이 높고, 노반 침하가 발생할 경우 궤도 틀림이 발생하기 때문이다. 이러한 연약지반 뿐만 아니라 일반 토사 지반의 경우에도 유사한 상황이 발생할 수 있다.
또한, 고속철도 등의 궤도를 부설함에 있어서, 궤도틀림 발생이 큰 문제가 되고, 자갈을 이용한 일반 자갈도상 궤도의 경우, 열차 통행시의 자갈 비산 등의 문제가 크게 대두되고 있어, 토사 지반에 대해서도 무도상 궤도를 이용하는 방안이 고려되고 있는 실정이다. 토사 지반으로 이루어진 노반에 무도상 궤도를 사용함에 있어서 가장 중요한 사항 중 하나는 노반의 침하를 사전에 정한 기준값 이내로 유지함으로써, 열차 차량의 주행 안정성 및 궤도의 구조적인 안정성을 확보하고, 이에 필요한 유지보수 노력을 최소화하는 것이다. 이러한 무도상 궤도는 종래의 자갈도상 궤도와 달리 침하가 발생하였을 경우, 궤도의 사용성 저하가 큰데 반하여 이에 대처할 수 있는 방안이 매우 제한적이므로, 침하의 계측이 매우 중요하다.
한편, 도 1은 종래의 기술에 따른 자갈(또는 쇄석) 궤도에서의 지중 지반침하 계측을 예시하는 도면이고, 도 2a 내지 도 2c는 각각 종래의 기술에 따른 자갈 궤도의 지중 지반침하 계측장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 기술에 따른 자갈 궤도의 경우, 안정층 또는 원지반(21) 상에 성토층(22)이 형성되고, 상기 성토층(22) 상에 자갈 도상(23), 침목(24) 및 레일(25)이 순차적으로 형성된다. 이때, 지중 지반침하 계측장치는, 원형 침하판(11), 침하봉(12), 침하봉 보호관(13) 및 지그(17)를 포함한다.
종래의 기술에 따른 자갈궤도의 지중 지반침하는 원형 침하판(11)을 계측하고자 하는 위치에 설치하고, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 침하판(11) 가운데 설치되어 있는 암나사에 숫나사 탭이 설치되어 있는 침하봉(12)을 고정시켜 설치한다.
이때, 침하봉(12)과 성토된 흙과의 마찰을 없애기 위해 PVC 파이프로 제작된 침하봉 보호관(13)을 이용하여 침하봉(12)을 보호하게 된다.
또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 침하봉(12)과 침하봉 보호관(13)의 접촉에 의한 마찰을 방지하기 위해 침하판 상부에 홈(14)을 제작하여 침하봉 보호관(13)을 삽입 고정시키게 된다. 또한, 도 2c에 도시된 바와 같이, 침하봉(12) 끝단에는 변위계(16) 롯트 거치가 가능하도록 표면이 평탄한 원판(15)을 설치한다.
이에 따라 지중변위는 궤도상부에서 지그(JIG: 17)를 설치하여 변위계를 고정하여 계측하게 되는데, 종래의 기술에 따른 지반침하 계측장치는 무도상 궤도에서의 적용이 어렵고 특히, 현장에서의 장기적 계측이 어려운 단점이 있다.
구체적으로, 무도상 궤도의 경우, 궤도 하부구조와 궤도를 현장에서 타설하는 경우가 대부분이다. 기존의 지반침하 계측장치는 침하봉(12)과 침하봉 보호관(13)을 콘크리트 또는 아스팔트를 타설 전에 미리 설치를 한 후, 콘크리트 또는 아스팔트 타설이 이루어짐으로써 콘크리트 및 아스팔트 타설시 침하봉 보호관(13)의 밀림 현상이 발생하고, 침하봉(12)과 침하봉 보호관(13) 사이의 접촉이 발생하여 침하봉(12)의 거동을 방해할 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 기술에 따른 지반침하 계측장치를 현장에 적용할 경우, 지반침하 계측장치가 외부에 노출됨으로써, 침하봉 보호관(13) 속으로 강우, 강설 및 이물질 등이 들어감으로서 정확한 침하 계측에 방해요인이 발생할 수 있다.
또한, 향후 무도상 궤도에서 사용이 많을 것으로 판단되는 프리캐스트 콘크리트 궤도의 경우, 공장제품으로 사전에 제작되어 현장에서 조립 시공하기 때문에, 종래의 기술에 따른 지반침하 계측장치를 설치하기 위해서는 별도의 천공(보링)을 통해 침하봉과 침하봉 보호관을 설치해야 하는데 현실적으로 용이하지 않다는 문제점이 있다.
1) 대한민국 등록특허번호 제10-908417호(출원일: 2008년 4월 30일), 발명의 명칭: "지중 변위 계측장치" 2) 대한민국 공개특허번호 제2004-108384호(공개일: 2004년 12월 23일), 발명의 명칭: "다기능 지반침하 계측장치" 3) 대한민국 등록특허번호 제10-810121호(출원일:2006년 10월 31일), 발명의 명칭: "지반 변위 계측장치" 4) 대한민국 등록특허번호 제10-662859호(출원일: 2006년 6월 9일), 발명의 명칭: "연약지반 침하계측장치" 5) 대한민국 등록특허번호 제10-947025호(출원일: 2009년 8월 12일), 발명의 명칭: "연약지반 개량에 따른 토층 침하량 자동계측 시스템" 6) 대한민국 등록특허번호 제10-698022호(출원일: 2006년 8월 10일), 발명의 명칭: "기울어짐 방지용 침하판 구조" 7) 대한민국 공개특허번호 제2011-24937호(공개일: 2011년 3월 9일), 발명의 명칭: "침하계측용 지표침하판"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 궤도 하부구조가 콘크리트 또는 아스팔트로 형성되는 무도상 궤도에서 침하판에서 발생하는 침하를 지중에 매립한 변위계로 계측함으로써 콘크리트 타설, 아스팔트 타설 및 프리캐스트 콘크리트 궤도 적용에 전혀 영향을 받지 않는, 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치 및 그 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 성토층에 변위계를 매립 설치하여 외부로 노출시키지 않음으로써, 정확한 침하 계측을 방해하는 강우, 강설 및 이물질 등이 계측장치 내에 들어가는 것을 방지할 수 있는, 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치 및 그 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치는, 궤도 하부구조가 콘크리트 또는 아스팔트로 형성되고, 성토층 상에 형성된 도상 콘크리트, 침목 및 레일을 구비한 무도상 궤도의 지중 지반침하를 계측하는 장치에 있어서, 무도상 궤도가 설치될 성토층 저면 안정층에 설치되는 바닥 고정판; 상기 바닥 고정판의 상부에 수직 방향으로 체결되는 침하봉; 상기 성토층 내에 매립 설치되고, 무도상 궤도의 지중 지반침하에 대응하여 상기 성토층 내에서 상기 침하봉을 관통하여 침하하는 침하판; 및 상기 침하봉에 체결되어 상기 침하판의 지반침하를 계측하는 변위계를 포함하되, 상기 변위계는 상기 성토층 내에 매립 설치된 상태에서 상기 침하판의 침하를 계측하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치는, 상기 바닥 고정판에 체결되어 상기 침하봉이 수직 상태를 유지하도록 각도를 조절하는 침하봉 각도 조절부를 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 침하봉은 숫나사와 암나사로 구성된 봉으로서 수직 방향으로 연속하여 연결하면서 조립되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 침하판은 상기 침하봉이 관통하는 침하봉 관통홀을 구비하며, 지반침하를 계측하고자 하는 위치에 적어도 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 변위계는 상기 적어도 하나 이상 설치되는 침하판의 침하를 계측하도록 상기 침하봉 측면에 고정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치는, 상기 변위계를 보호하도록 상기 변위계의 측면을 감싸도록 배치되는 변위계 보호커버; 상기 변위계를 보호하도록 상기 변위계 보호커버의 상부에 배치되는 변위계 보호뚜껑; 및 상기 변위계 보호커버를 상기 침하판에 체결하는 보호커버 체결부를 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 침하판에 체결홀이 형성되고, 상기 보호커버 체결부는 상기 변위계 보호커버를 상기 침하판의 체결홀에 체결시키는 볼트인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 변위계 보호뚜껑은 수직선상 동일 위치에서의 계측을 위하여 상기 침하봉이 관통하는 관통홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 지중 지반침하 계측장치를 구비한 무도상 궤도 시공 방법은, a) 무도상 궤도가 설치될 원지반(안정층) 상에 바닥 고정판을 설치하는 단계; b) 상기 바닥 고정판에 침하봉을 연결하고, 상기 침하봉의 수직 각도를 조절하는 단계; c) 상기 침하봉을 수직 방향으로 연장 체결하면서, 상기 침하봉이 관통되도록 침하판을 체결하는 단계; d) 상기 침하판 상에 변위계를 설치하는 단계; e) 상기 변위계를 보호하도록 변위계 보호커버 및 보호뚜껑을 체결하는 단계; f) 상기 변위계가 매립되도록 성토층을 형성하는 단계; 및 g) 상기 성토층 상에 도상 콘크리트 또는 아스팔트 노반, 침목 및 레일을 설치하여 무도상 궤도를 완성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 b) 단계의 침하봉은 숫나사와 암나사로 구성된 봉으로서 수직 방향으로 연속하여 연결하면서 조립되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 c) 단계의 침하판은 상기 침하봉이 관통하는 침하봉 관통홀을 구비하며, 지반침하를 계측하고자 하는 위치에 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.
여기서, 상기 d) 단계의 변위계는 상기 적어도 하나 이상 설치되는 침하판의 침하를 계측하도록 상기 침하봉 측면에 고정되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 변위계 보호뚜껑은 상기 적어도 하나 이상의 침하판의 수직선상 동일 위치에서의 계측을 위하여 상기 침하봉이 관통하는 관통홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 침하판에 체결홀이 형성되어, 상기 변위계 보호커버가 상기 침하판의 체결홀에 볼트로 체결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 궤도 하부구조가 콘크리트 또는 아스팔트로 형성되는 무도상 궤도에서 침하판에서 발생하는 침하를 지중에 매립한 변위계로 계측함으로써 콘크리트 또는 아스팔트 타설 및 프리캐스트 콘크리트 궤도 적용에 전혀 영향을 받지 않게 된다.
본 발명에 따르면, 성토층에 변위계를 매립 설치하여 외부로 노출시키지 않고, 변위계 보호커버 및 보호뚜껑을 사용함으로써, 정확한 침하 계측을 방해하는 강우, 강설 및 이물질 등이 계측장치 내에 들어가는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 침하봉이 수직을 유지하도록 각도를 용이하게 조절할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 자갈(쇄석) 궤도에서의 지중 지반침하 계측을 예시하는 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 각각 종래의 기술에 따른 자갈 궤도의 지중 지반침하 계측장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도에서의 지중 지반침하 계측을 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치의 수직단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지중 지반침하 계측장치를 구비한 무도상 궤도 시공 방법의 동작흐름도이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치에서 바닥 고정판 및 각도 조절부를 나타내는 사진들이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치에서 변위계가 체결된 침하판을 나타내는 사진들이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치에서 변위계 보호커버를 나타내는 사진들이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
먼저, 기존 자갈궤도의 지중 지반침하는 궤도상부에서 변위계를 이용하여 계측하도록 되어 있으며, 이것은 궤도의 하부구조가 자갈 또는 쇄석으로 구성되어 있어 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 경우, 궤도하부 구조가 콘크리트로 구성되어 있기 때문에 기존의 지반침하 계측장치로 적용할 수 없다. 즉, 침하봉과 침하봉 보호관 설치가 어렵고, 또한, 수직선상 동일 위치에서의 복수의 지반침하 계측이 어렵다. 또한, 종래의 경우, 변위계 고정을 위한 지그 등이 필요하여 현장에서의 장기적 계측이 어려운 단점이 있었다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도에서의 지중 지반침하 계측을 예시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 무도상 궤도는 안정 지반(성토층 저면)(210) 상에 성토층(220)이 형성되고, 상기 성토층 상에 도상 콘크리트(230), 침목(240) 및 레일(250)을 형성함으로써 완성되며, 본 발명의 실시예에 따른 지반침하 계측장치(100)는 상기 성토층(220) 내에 매립 설치된다.
본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 궤도 하부구조가 콘크리트로 형성되는 무도상 궤도에서 침하판에서 발생하는 침하를 지중에 매립한 변위계로 계측함으로써 콘크리트 또는 아스팔트 타설 및 프리캐스트 콘크리트 궤도 적용에 전혀 영향을 받지 않게 된다.
또한, 성토층에 변위계를 매립 설치하여 외부로 노출시키지 않음으로써, 정확한 침하 계측을 방해하는 강우, 강설 및 이물질 등이 계측장치 내에 들어가는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치의 수직단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치(100)는, 궤도 하부구조가 콘크리트로 형성되고, 성토층 상에 형성된 도상 콘크리트(또는 아스팔트 노반), 침목 및 레일을 구비한 무도상 궤도의 지중 지반침하를 계측하는 장치로서, 바닥 고정판(110), 침하봉 각도 조절부(120), 침하봉(130), 침하판(140), 변위계(150) 및 케이블(160)을 포함하며, 또한, 변위계 보호커버(151), 변위계 보호뚜껑(152), 보호뚜껑 홀(153) 및 보호커버 체결부(154)를 포함한다.
바닥 고정판(110)은 무도상 궤도가 설치될 성토층 저면 안정층에 설치된다.
침하봉 각도 조절부(120)는 상기 바닥 고정판에 체결되어 상기 침하봉이 수직 상태를 유지하도록 각도를 조절한다.
침하봉(130)은 상기 바닥 고정판(110)의 상부에 수직 방향으로 체결된다. 이때, 상기 침하봉(130)은 숫나사와 암나사로 구성된 봉으로서 수직 방향으로 연속하여 연결하면서 조립된다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 하부 침하봉(130a)의 상부에는 암나사(131)가 형성되고, 상부 침하봉(130b)의 하부에는 숫나사(132)가 형성됨으로써, 서로 조립되어 수직 방향으로 연장 설치될 수 있다.
침하판(140)은 상기 성토층 내에 매립 설치되고, 무도상 궤도의 지중 지반침하에 대응하여 상기 성토층 내에서 상기 침하봉을 관통하여 침하하게 된다. 구체적으로, 상기 침하판(140)은 상기 침하봉이 관통하는 침하봉 관통홀(141)을 구비하며, 지반침하를 계측하고자 하는 위치에 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.
변위계(150)는 상기 침하봉에 체결되어 상기 침하판의 지반침하를 계측한다. 즉, 상기 변위계(150)는 상기 성토층 내에 매립 설치된 상태에서 상기 침하판(140)의 침하를 계측할 수 있다. 구체적으로, 상기 변위계(150)는 상기 적어도 하나 이상 설치되는 침하판(140)의 침하를 계측하도록 상기 침하봉(130)의 측면에 고정된다. 예를 들면, 상기 지반 침하가 가능한 위험 지반을 구획하기 위하여, 신축계(extensometer)를 이용한 지중 변위계, 자이로스코프를 이용한 지반 변위계, 전기식 지중 변위계(multi-point borehole extensometer) 등을 사용할 수 있다. 이에 따라, 지반 침하 여부를 판단하고자 하는 대상 지반 또는 지중에 변위계(150)를 설치한 후, 시간의 흐름에 따라 변위계가 설치된 지반 또는 지중의 측정 변위를 분석하여 대상 지반의 침하 여부를 평가할 수 있다.
이때, 상기 변위계(150)에서 계측된 침하판(140)의 침하는 전기신호로 변환되어 케이블(160) 등의 유선을 사용하거나 무선으로 성토층 상부에서 확인할 수 있게 된다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치는, 궤도 하부구조가 콘크리트로 형성되는 무도상 궤도에서 침하판(140)에서 발생하는 침하를 지중에 매립한 변위계(150)로 계측함으로써 콘크리트 타설 및 프리캐스트 콘크리트 궤도 적용에 전혀 영향을 받지 않게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 변위계 보호커버(151)는 상기 변위계(150)를 보호하도록 상기 변위계(150)의 측면을 감싸도록 배치된다.
변위계 보호뚜껑(152)은 상기 변위계(150)를 보호하도록 상기 변위계 보호커버(151)의 상부에 배치된다. 여기서, 상기 변위계 보호뚜껑(152)은 수직선상 동일 위치에서의 계측을 위하여 상기 침하봉(130)이 관통하는 관통홀인 보호뚜껑 홀(153)이 형성된다.
보호커버 체결부(154)는 상기 변위계 보호커버(151)를 상기 침하판(140)에 체결한다. 즉, 상기 침하판(140)에 체결홀이 형성되고, 상기 보호커버 체결부(154)는 상기 변위계 보호커버(151)를 상기 침하판(140)의 체결홀에 체결시키는 볼트일 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지중 지반침하 계측장치를 구비한 무도상 궤도 시공 방법의 동작흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 지중 지반침하 계측장치를 구비한 무도상 궤도 시공 방법은, 먼저, 무도상 궤도가 설치된 원지반(안정층) 상에 바닥 고정판을 설치한다(S110).
다음으로, 상기 바닥 고정판에 침하봉을 연결하고, 상기 침하봉의 수직 각도를 조절한다(S120). 여기서, 상기 침하봉은 숫나사와 암나사로 구성된 봉으로서 수직 방향으로 연속하여 연결하면서 조립될 수 있다.
다음으로, 상기 침하봉을 수직 방향으로 연장 체결하면서, 상기 침하봉이 관통되도록 침하판을 체결한다(S130). 여기서, 상기 침하판은 상기 침하봉이 관통하는 침하봉 관통홀을 구비하며, 지반침하를 계측하고자 하는 위치에 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.
다음으로, 상기 침하판 상에 변위계를 설치한다(S140). 여기서, 상기 변위계는 상기 적어도 하나 이상 설치되는 침하판의 침하를 계측하도록 상기 침하봉 측면에 고정된다.
다음으로, 상기 변위계를 보호하도록 변위계 보호커버 및 보호뚜껑을 체결한다(S150). 여기서, 상기 변위계 보호뚜껑은 상기 적어도 하나 이상의 침하판의 수직선상 동일 위치에서의 계측을 위하여 상기 침하봉이 관통하는 관통홀이 형성된다. 또한, 상기 침하판에 체결홀이 형성되어, 상기 변위계 보호커버가 상기 침하판의 체결홀에 볼트로 체결된다.
다음으로, 상기 변위계가 매립되도록 성토층을 형성한다(S160).
다음으로, 상기 성토층 상에 도상 콘크리트 또는 아스팔트 노반, 침목 및 레일을 설치하여 무도상 궤도를 완성한다(S170).
한편, 도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치에서 바닥 고정판 및 각도 조절부를 나타내는 사진들이다.
본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치에서, 도 7a는 바닥고정판(110)을 성토저면 안정층 또는 원지반에 거치한 것을 나타낸다.
또한, 도 7b는 바닥 고정판(110)과 침하봉(130)의 연결 부위에 상기 침하봉(130)이 수직을 유지할 수 있도록 각도 조절부(120)가 형성된 것을 나타낸다. 이때, 상기 침하봉(130)은 성토 다짐 시 작업의 효율성을 높이기 위해 조립이 가능하도록 숫나사와 암나사로 구성된 봉으로 구성될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치에서 변위계가 체결된 침하판을 나타내는 사진들이다.
본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치에서, 도 8a는 지반침하를 계측하고자 하는 위치에 침하판(140)을 설치하고 침하봉(130)에 변위계(150)를 설치한 것을 나타낸다.
또한, 도 8b는 침하판(140)에는 침하봉(130)을 연속하여 연결할 수 있도록 관통홀이 형성된 것을 나타낸다.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치에서 변위계 보호커버를 나타내는 사진들이다.
본 발명의 실시예에 따른 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치에서, 도 9a는 변위계(150)를 보호하기 위한 보호커버(151)와 보호뚜껑(152) 설치한 것을 나타낸다.
또한, 도 9b는 보호커버(151)의 설치는 볼트(154)를 사용하여 침하판(140)에 뚫어놓은 체결홀에 고정시키는 것을 나타낸다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 궤도 하부구조가 콘크리트 또는 아스팔트로 형성되는 무도상 궤도에서 침하판에서 발생하는 침하를 지중에 매립한 변위계로 계측함으로써 콘크리트 타설 및 프리캐스트 콘크리트 궤도 적용에 전혀 영향을 받지 않게 된다. 또한, 성토층에 변위계를 매립 설치하여 외부로 노출시키지 않고, 변위계 보호커버 및 보호뚜껑을 사용함으로써, 정확한 침하 계측을 방해하는 강우, 강설 및 이물질 등이 계측장치 내에 들어가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 침하봉이 수직을 유지하도록 각도를 용이하게 조절할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 지반침하 계측장치
210: 안정 지반(성토층 저면)
220: 성토층
230: 도상 콘크리트
240: 침목
250: 레일
110: 바닥 고정판
120: 침하봉 각도 조절부
130: 침하봉
140: 침하판
141: 침하봉 관통홀
150: 변위계
151: 변위계 보호커버
152: 변위계 보호뚜껑
153: 보호뚜껑 홀
154: 보호커버 체결부
160: 케이블

Claims (14)

  1. 궤도 하부구조가 콘크리트 또는 아스팔트로 형성되고, 성토층 상에 형성된 도상 콘크리트 또는 아스팔트 노반, 침목 및 레일을 구비한 무도상 궤도의 지중 지반침하를 계측하는 장치에 있어서,
    무도상 궤도가 설치될 성토층 저면 안정층에 설치되는 바닥 고정판;
    상기 바닥 고정판의 상부에 수직 방향으로 체결되는 침하봉;
    상기 성토층 내에 매립 설치되고, 무도상 궤도의 지중 지반침하에 대응하여 상기 성토층 내에서 상기 침하봉을 관통하여 침하하는 침하판; 및
    상기 침하봉에 체결되어 상기 침하판의 지반침하를 계측하는 변위계
    를 포함하되,
    상기 변위계는 상기 성토층 내에 매립 설치된 상태에서 상기 침하판의 침하를 계측하며,
    상기 변위계를 보호하도록 상기 변위계의 측면을 감싸도록 배치되는 변위계 보호커버; 상기 변위계를 보호하도록 상기 변위계 보호커버의 상부에 배치되는 변위계 보호뚜껑; 및 상기 변위계 보호커버를 상기 침하판에 체결하는 보호커버 체결부를 포함하는 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바닥 고정판에 체결되어 상기 침하봉이 수직 상태를 유지하도록 각도를 조절하는 침하봉 각도 조절부를 추가로 포함하는 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 침하봉은 숫나사와 암나사로 구성된 봉으로서 수직 방향으로 연속하여 연결하면서 조립되는 것을 특징으로 하는 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 침하판은 상기 침하봉이 관통하는 침하봉 관통홀을 구비하며, 지반침하를 계측하고자 하는 위치에 적어도 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 변위계는 상기 적어도 하나 이상 설치되는 침하판의 침하를 계측하도록 상기 침하봉 측면에 고정되는 것을 특징으로 하는 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 침하판에 체결홀이 형성되고, 상기 보호커버 체결부는 상기 변위계 보호커버를 상기 침하판의 체결홀에 체결시키는 볼트인 것을 특징으로 하는 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 변위계 보호뚜껑은 수직선상 동일 위치에서의 계측을 위하여 상기 침하봉이 관통하는 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치.
  9. a) 무도상 궤도가 설치된 원지반(안정층) 상에 바닥 고정판을 설치하는 단계;
    b) 상기 바닥 고정판에 침하봉을 연결하고, 상기 침하봉의 수직 각도를 조절하는 단계;
    c) 상기 침하봉을 수직 방향으로 연장 체결하면서, 상기 침하봉이 관통되도록 침하판을 체결하는 단계;
    d) 상기 침하판 상에 변위계를 설치하는 단계;
    e) 상기 변위계를 보호하도록 변위계 보호커버 및 보호뚜껑을 체결하는 단계;
    f) 상기 변위계가 매립되도록 성토층을 형성하는 단계; 및
    g) 상기 성토층 상에 도상 콘크리트 또는 아스팔트 노반, 침목 및 레일을 설치하여 무도상 궤도를 완성하는 단계
    를 포함하는 지중 지반침하 계측장치를 구비한 무도상 궤도 시공 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 b) 단계의 침하봉은 숫나사와 암나사로 구성된 봉으로서 수직 방향으로 연속하여 연결하면서 조립되는 것을 특징으로 하는 지중 지반침하 계측장치를 구비한 무도상 궤도 시공 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 c) 단계의 침하판은 상기 침하봉이 관통하는 침하봉 관통홀을 구비하며, 지반침하를 계측하고자 하는 위치에 적어도 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 지중 지반침하 계측장치를 구비한 무도상 궤도 시공 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 d) 단계의 변위계는 상기 적어도 하나 이상 설치되는 침하판의 침하를 계측하도록 상기 침하봉 측면에 고정되는 것을 특징으로 하는 지중 지반침하 계측장치를 구비한 무도상 궤도 시공 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 변위계 보호뚜껑은 상기 적어도 하나 이상의 침하판의 수직선상 동일 위치에서의 계측을 위하여 상기 침하봉이 관통하는 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 지중 지반침하 계측장치를 구비한 무도상 궤도 시공 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 침하판에 체결홀이 형성되어, 상기 변위계 보호커버가 상기 침하판의 체결홀에 볼트로 체결되는 것을 특징으로 하는 지중 지반침하 계측장치를 구비한 무도상 궤도 시공 방법.
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