KR101526820B1 - 레일 플로팅 격리 지지장치 - Google Patents

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KR101526820B1
KR101526820B1 KR1020140154372A KR20140154372A KR101526820B1 KR 101526820 B1 KR101526820 B1 KR 101526820B1 KR 1020140154372 A KR1020140154372 A KR 1020140154372A KR 20140154372 A KR20140154372 A KR 20140154372A KR 101526820 B1 KR101526820 B1 KR 101526820B1
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최은수
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지용수
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조영철
최은수
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

기존의 레일을 제거하거나 이동 없이 현장에 있는 그 상태에서 설치작업을 할 수 있는 레일 플로팅 격리 지지장치가 개시된다. 상기 레일 플로팅 격리 지지장치는 레일의 저면을 지지하여주는 레일 지지 플레이트, 상기 레일 지지 플레이트 상면에서 상기 레일의 하측 플랜지 양측 상면을 상기 레일 지지 플레이트를 향해 각각 가압하는 좌우 한 쌍의 클램핑 플레이트, 상기 한 쌍의 클램핑 플레이트 아래쪽에서 상기 레일 지지 플레이트를 탄성적으로 지지하는 제1진동조절 탄성체, 기초 상에 고정된 베이스 플레이트 및 상기 제1진동조절 탄성체, 상기 레일 지지 플레이트, 상기 클램핑 플레이트를 관통하는 축부재를 갖추고 상기 클램핑 플레이트를 상기 베이스 플레이트를 향해 가압하여 상기 제1진동조절 탄성체가 압축된 상태로 상기 레일 지지 플레이트를 지지하게 하는 한 쌍의 압축기구를 포함하는 구성을 한다.

Description

레일 플로팅 격리 지지장치{Rail floating isolation and support apparatus}
본 발명은 레일 플로팅 격리 지지장치의 개선에 관련된 것으로, 더 자세하게는 레일을 고정하여주고 통과하는 열차에 의해 플로팅 레일(floating rail)에 발생하는 진동이 하부 구조물로 전달되는 것을 감쇠시켜주는 레일 플로팅 격리 지지장치의 개선에 관련된 것이다.
일반적으로 사용하는 철도구조물의 진동제어 장치로는 레일(rail), 침목 및 트랙 슬래브(track slab) 아래에 설치되는 얇은 고무종류의 패드(pad), 플로팅 슬래브 트랙(floating slab track) 아래에 설치되는 진동저감장치, 매입식 레일 시스템(embedded rail system) 등이 있다.
플로팅 슬래브 트랙과 관련된 종래기술로는 국제공개번호 WO2006-007791호(발명의 명칭: 플로팅 슬래브 트랙 베드, 발명자 인 쉐쥔)의 국제공개공보에 개시된 것이 있다. 상기 쉐쥔 발명은 플로팅 슬래브와 스프링 진동 흡수 수단을 포함하며, 플로팅 슬래브는 스프링 진동 흡수 수단상에 탄성적으로 지지가 된다. 스프링 진동 흡수 수단은 실질적으로 스프링과 스프링 하우징으로 구성되며, 스프링과 스프링 하우징은 서로 연결되어 하나의 부품을 형성함으로써 운송, 설치 및 플로팅 슬래브와의 연결에 편리하도록 한다. 스프링은 나선 스프링, 접시 스프링 또는 고무-금속 복합스프링이다.
위와 같은 쉐쥔 발명은 스프링으로 플로팅 슬래브를 지지하면서 1mm에서 3mm 두께를 가진 한 층의 고-댐핑 점탄성(viscoelastic) 폴리우레탄 댐핑층과 2mm에서 5mm 두께를 가진 하나의 강판이 서로 접착하여 형성된 한정 댐핑구조를 이용하는 구조이기 때문에 일반 도상과 플로팅 도상이 만나는 전이구간에서 처짐 정도를 조정하기 어렵다는 단점이 있다.
그리고 쉐쥔 발명은 스프링이 플로팅 슬래브를 지지하는 구조이기에 한 번 설치 후에는 스프링 등의 교체가 어렵다. 스프링 등을 교체하기 위해서는 레일이 고정된 플로팅 슬래브 전체를 제거 또는 이동시켜야 하므로 시간이 오래 걸리는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 열차의 충격진동이 하부로 전달되는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 레일 플로팅 격리 지지장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 자갈도상 궤도에서 기존 침목과 레일 등을 제거하지 않고 기존 침목들 사이의 자갈을 치우고 하나씩 설치할 수 있어 열차의 운행정지시간에 관계없이 지속해서 설치작업을 할 수 있는 레일 플로팅 격리 지지장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 열차의 통과를 허용하면서 설치작업을 지속해서 할 수 있고, 설치작업을 완료 후에 기존 침목을 제거할 수 있게 하는 레일 플로팅 격리 지지장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 레일의 처짐 정도를 임의로 조정할 수 있는 레일 플로팅 격리 지지장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치는 레일의 저면을 지지하여주는 레일 지지 플레이트; 상기 레일 지지 플레이트 상면에서 상기 레일의 하측 플랜지 양측 상면을 상기 레일 지지 플레이트를 향해 각각 가압하는 좌우 한 쌍의 클램핑 플레이트; 상기 한 쌍의 클램핑 플레이트 아래쪽에서 상기 레일 지지 플레이트를 탄성적으로 지지하는 제1진동조절 탄성체; 기초 상에 고정된 베이스 플레이트; 및 상기 제1진동조절 탄성체, 상기 레일 지지 플레이트, 상기 클램핑 플레이트를 관통하는 축부재를 갖추고 상기 클램핑 플레이트를 상기 베이스 플레이트를 향해 가압하여 상기 제1진동조절 탄성체가 압축된 상태로 상기 레일 지지 플레이트를 지지하게 하는 한 쌍의 압축기구를 포함하는 구성을 한다.
상기 베이스 플레이트의 상면 또는 상기 베이스 플레이트상에 설치되는 베어링 플레이트의 상면에 한 쌍의 제1튜브홈이 형성되고, 상기 한 쌍의 클램핑 플레이트 저면에 제2튜브홈이 각각 형성되어 있고, 상기 축부재의 외주면에는 양단이 상기 제1, 제2튜브홈에 각각 삽입되어 상기 클램핑 플레이트의 하강 한계를 제한하는 한 쌍의 튜브를 포함할 수 있다.
상기 베이스 플레이트에는 상기 축부재의 통과를 허용하고 상기 제1진동조절 탄성체를 받쳐주며 상면에 제1튜브홈이 형성된 베어링 플레이트가 설치되어 있고, 상기 클램핑 플레이트 위에는 상기 축부재의 통과를 허용하며 저면에 제2튜브홈이 형성된 한 쌍의 캡플레이트를 갖추어 구성되고, 상기 축부재의 외주면에는 양단이 상기 제1, 제2튜브홈에 삽입되어 상기 캡플레이트의 하강 한계를 제한하는 한 쌍의 튜브를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 압축기구는 상기 축부재를 구성하는 볼트와 상기 볼트에 나사결합된 너트를 포함하는 것이 좋다.
상기 클램핑 플레이트와 상기 캡플레이트 사이에 상기 축부재의 통과를 허용하는 제2진동조절 탄성체가 더 설치되어 있을 수 있다.
때에 따라, 상기 레일 하부의 상기 레일 지지 플레이트의 저면에는 하방으로 돌출된 전단핀이 설치되어 있고, 상기 베이스 플레이트 또는 베어링 플레이트에는 상기 전단핀의 유동범위를 제한하는 핀홈이 설치되어 있을 수 있다.
상기 베이스 플레이트 저면에는 탄성패드가 깔린 것이 바람직하다.
때에 따라, 상기 베이스 플레이트와 상기 레일 지지 플레이트 사이에는 댐퍼가 설치되어 있을 수 있다.
상기 댐퍼는 좌우 중앙으로 갈수록 점점 깊어지는 쐐기홈이 형성되어 있고 상기 쐐기홈을 마주하여 상하로 간격을 두고 배치된 한 쌍의 쐐기홈부재, 상기 쐐기홈에 좌우로 간격을 두고 배치되고 중심에서 바깥으로 갈수록 점점 좁아지게 형성된 한 쌍의 쐐기 및 상기 한 쌍의 쐐기 사이를 탄성적으로 지지하는 탄성기구를 갖추어 구성된 것이 바람직하다.
때에 따라, 상기 한 쌍의 쐐기홈부재의 양 측면에는 측방으로 각각 돌출된 돌출부에 통공을 형성하고, 상기 통공에 볼트를 삽입하고 상기 볼트의 단부에 너트를 결합하여 상기 한 쌍의 쐐기홈부재의 최대 상하 간격을 조정하기 위한 상하간격제한부가 설치될 수 있다.
상기 탄성기구는 상기 한 쌍의 쐐기 사이를 탄성적으로 지지하는 수평탄성체, 상기 수평탄성체를 통과하여 양단이 상기 한 쌍의 쐐기에 결합하고 상기 한 쌍의 쐐기의 좌우 이동을 허용하는 수평축을 갖추는 것이 바람직하다.
때에 따라, 상기 수평축은 상기 수평탄성체와 상기 한 쌍의 쐐기를 통과하여 양단이 상기 한 쌍의 쐐기의 바깥으로 돌출된 부분을 가지고, 상기 수평축의 양단에는 상기 한 쌍의 쐐기의 최대 좌우간격을 제한하여 상기 수평탄성체를 초기압축상태로 유지하는 걸림부가 설치된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치는 기존의 침목, 자갈, 레일 등을 한꺼번에 전부 제거하지 않고 설치부위의 기존 침목들 사이의 자갈만을 제거한 후 하나씩 설치할 수 있고, 첫차와 막차 사이 운행정지시간의 대소와 관계없이 지속적인 작업을 할 수 있어 열차의 운행에 지장을 주지 않는다. 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치는 기존의 레일을 제거하거나 이동 없이 현장에 있는 그 상태에서 설치작업을 할 수 있게 한다.
물론, 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치는 기존 레일 등을 제거한 후에 교체하거나 신규로 레일을 설치하는 곳에 설치될 수도 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치는 기존의 레일을 그대로 둔 상태에서 하나씩 설치할 수 있고, 설치 후에 기존 침목을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치는 진동조절 탄성체를 선압축(pre-compression)하여 압축 정도를 조절할 수 있으므로, 철도의 일반구간과 플로팅구간 사이에 있는 전이구간의 지지강성 불연속성을 보완하는 데 매우 적합하게 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치는 기존의 일반구간과 새로 설치되는 플로팅구간의 처짐 정도에 상응하도록 일정 거리를 두고 점진적으로 임의로 처짐 정도를 맞추어 나가면서 불연속성을 보완할 수 있게 해주고, 이는 일반구간 및 플로팅구간 사이의 불연속구간의 갑작스러운 강성차이로 인한 구조적 문제를 해결할 수 있게 해준다. 기존의 장치로는 일반구간 및 플로팅구간 사이의 불연속구간의 갑작스러운 강성차이를 해결하기가 매우 어렵다.
때에 따라, 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치는 레일 지지 플레이트와 베이스 플레이트 사이에 댐퍼를 설치하여 레일 하부를 지지함으로써 열차에 의해 레일에서 발생된 충격이나 진동이 하부 구조물로 전달되는 것을 더 효과적으로 억제할 수 있으면서도, 좌우 중앙부가 오목한 쐐기홈이 형성된 쐐기홈부재와 쐐기 및 수평탄성체를 이용함으로써 레일을 지지하는 레일지지 플레이트가 좌우로 유동되는 것을 억제하고, 수평방향 완충 및 복원기능도 제공한다.
즉, 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치는 레일을 양쪽에서 지지하면서 열차에 의해 발생하는 진동을 노반에서 격리시켜 열차의 충격진동을 효과적으로 줄여 하부의 노반, 침목 또는 주요 구조물로 전달되는 충격진동을 사전에 차단하는 역할을 하는 것으로, 특히 선하역사 혹은 일반 철도역사의 구조물 발생 진동(Structure borne vibration)을 최소화하는 데에 효과적이다.
도 1은 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치의 설치상태를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치의 설치과정의 일례를 설명하기 위한 공정도,
도 3은 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치의 변형 예를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치의 또 다른 예를 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치의 또 다른 예를 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치의 또 다른 예를 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치의 설치상태를 나타낸 단면도이다.
본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)는 콘크리트 등으로 된 철로의 노반(10) 상에 설치되는 것으로, 레일(20)의 저면을 지지하여주는 레일 지지 플레이트(110)를 갖추고 있다. 이 레일 지지 플레이트(110)는 레일(20)의 저면을 지지하며 레일(20) 좌우로 돌출되게 연장되어 있다. 이러한 레일 지지 플레이트(110)에는 좌우로 간격을 두고 제1통공(111)이 뚫려 있다. 이 제1통공(111)은 뒤에서 설명되는 압축기구(160)의 축부재(161)와 튜브(170)가 통과될 수 있도록 한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 레일(20) 하부의 레일 지지 플레이트(110) 저면에는 하방으로 돌출된 전단핀(113)이 설치되어 있다.
본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)는 한 쌍의 클램핑 플레이트(120)를 갖춘다. 클램핑 플레이트(120)는 레일 지지 플레이트(110) 상면에서 레일(20)의 하측 플랜지(22) 양측 상면을 레일 지지 플레이트(110)를 향해 가압하여 레일(20)을 고정하기 위한 것으로 끝 부분에 턱부(121)를 가진다. 이 클램핑 플레이트(120)는 고정볼트(123)를 통해 레일 지지 플레이트(110) 상면에 고정되어 있다. 이러한 클램핑 플레이트(120)에는 뒤에서 설명되는 압축기구(160)의 축부재(161)와 튜브(170)가 통과할 수 있게 하는 제2통공(125)이 뚫려 있다.
본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)는 제1진동조절 탄성체(130)를 갖춘다. 이 제1진동조절 탄성체(130)는 한 쌍의 클램핑 플레이트(120) 아래쪽에서 레일 지지 플레이트(110)를 탄성적으로 지지하여 하부로 전달되는 진동을 감쇠하는 역할을 한다. 이러한 제1진동조절 탄성체(130)는 레일(20)의 좌우에 각각 하나씩 2개를 설치하는 것이 바람직하지만, 때에 따라 중앙에 구멍이 뚫린 일체로 된 것을 이용될 수도 있다.
위와 같은 제1진동조절 탄성체(130)로는 폴리우레탄 디스크가 바람직하고, 디스크 스프링(disk spring), 코튼 덕 스프링(cotton duck spring), 헬리컬 스프링(helical spring), 고무 스프링(rubber spring) 등이 사용될 수 있다. 때에 따라, 바닥이 뚫린 접시 모양의 스틸 디스크 스프링(steel disc spring)도 이용될 수 있다. 스프링 이러한 제1진동조절 탄성체(130)에도 바람직하게 뒤에서 설명되는 압축기구(160)의 축부재(161)와 튜브(170)가 통과될 수 있도록 하는 제3통공(131)이 뚫려 있다.
본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)는 앵커볼트(AB)와 너트(N) 등을 통해 노반(10) 등의 기초 상에 고정된 베이스 플레이트(140)를 갖춘다. 이 베이스 플레이트(140)에 볼트로 된 압축기구(160)의 축부재(161)가 결합되어 있다. 베이스 플레이트(140)의 저면에는 볼트 머리가 수용될 수 있는 홈(141)이 형성되어 있다.
제1진동조절 탄성체(130) 아래쪽의 베이스 플레이트(140)에는 바람직하게, 베어링 플레이트(146)가 상방으로 돌출되게 좌우로 간격을 두고 각각 설치되어 있다. 이 베어링 플레이트(146)는 제1진동조절 탄성체(130) 저면을 지지하는 역할을 하며, 상면 쪽에 제1튜브홈(147)을 가진다. 그리고 두 베어링 플레이트(146) 사이에는 전단핀(113)의 유동범위를 제한하는 핀홈(148)이 설치되어 있다. 때에 따라 두 베어링 플레이트(146)는 중간에 핀홈(148)이 형성된 하나의 판으로 일체로 형성할 수 있다.
더 나아가 베어링 플레이트(146)를 설치하지 않는 경우, 베이스 플레이트(140)에 핀홈(148)을 설치할 수 있다.
바람직하게, 한 쌍의 클램핑 플레이트(120) 위에는 축부재(161)의 통과를 허용하며 저면에 제2튜브홈(151)이 형성된 한 쌍의 캡플레이트(150)가 설치되어 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)는 축부재(161)의 외주면에 결합되고 양단이 제1, 제2튜브홈(147, 151)에 삽입되어 캡플레이트(150)의 하강 한계를 제한함으로써 제1진동조절 탄성체(130)의 압축한계를 제한하는 한 쌍의 튜브(170)를 포함한다. 제1진동조절 탄성체(130)의 압축한계를 제한할 필요가 없으면 튜브(170)는 설치하지 않아도 된다.
본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)는 압축기구(160)를 갖춘다. 압축기구(160)는 클램핑 플레이트(120)를 베이스 플레이트(140)를 향해 가압하여 제1진동조절 탄성체(130)가 압축된 상태로 레일 지지 플레이트(110)를 지지하게 하는 역할을 한다. 이에 따라 레일 지지 플레이트(110)는 베이스 플레이트(140)에 탄력성 있게 고정된다. 압축기구(160)를 구성하는 축부재(161)는 홈(141)을 통해 베이스 플레이트(140)에 결합된 상태에서 상방으로 돌출되어 제1진동조절 탄성체(130), 레일 지지 플레이트(110), 클램핑 플레이트(120)를 모두 관통하고, 캡플레이트(150)가 있는 때에는 캡플레이트(150)도 관통한다. 이 실시 예에서 축부재(161)는 볼트로 이루어져 있다. 이렇게 하여 상방 외부로 돌출된 축부재(161)에는 너트(162)가 나사결합되어 있다. 바람직하게, 너트(162)와 캡플레이트(150) 사이에 너트(162)보다 넓은 면적의 지지플레이트(164)를 너트(162)의 체결에 따른 압축력이 지지플레이트(164)를 통해 캡플레이트(150)에 전달되게 하는 것이 좋다. 이는 캡플레이트(150)의 손상방지, 압축력이 캡플레이트(150) 전체면에 보다 균일하게 전달되게 하는 기능을 한다. 이렇게 압축기구(160)의 축부재(161)를 볼트를 이용하고 축부재(161)에 너트(162)를 나사결합하여 제1진동조절 탄성체(130)의 압축 정도를 조정하면 레일(20)의 처짐 정도를 조정할 수 있고, 이는 일반 고정구간과 플로팅구간 사이 전이구간 지지강성의 불연속성을 보완할 수 있게 한다.
바람직하게, 베이스 플레이트(140)의 저부에는 탄성패드(180)가 깔려 있다. 이 탄성패드(180)는 열차에서 발생된 충격이 노반(10) 등의 기초로 전달되어 선하 역사 등의 구조물로 전달되는 것을 추가로 줄인다.
위와 같은 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)를 자갈도상의 궤도에 설치하는 과정을 도 2를 참고하여 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치의 설치과정의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
먼저, 자갈도상의 이웃하는 침목들 사이의 자갈을 깨끗하게 치우고, 노반(10)에 탄성패드(180)를 깐다(S1).
베어링 플레이트(146)가 상면에 부착된 베이스 플레이트(140)를 옆으로 뉘인 상태로 레일(20) 밑에 삽입한다(S2).
그런 다음 베이스 플레이트(140)에 형성된 통공(143)에 축부재(161)를 각각 결합하고 반대쪽으로 돌출된 부분에 제1진동조절 탄성체(130), 레일 지지 플레이트(110) 및 튜브(170)를 결합하고, 이들을 바로 세워서 레일 지지 플레이트(110)가 레일(20) 저면을 향하게 한다. 이때 제1진동조절 탄성체(130)를 압축하기 위한 압축장치가 이용될 수 있다(S3).
다음으로 베이스 플레이트(140)를 기초볼트(AC) 등에 고정한다. 기초볼트(AC)는 바람직하게, 사전에 노반(10)에 설치해둔다(S4).
그런 다음, 레일(20)의 양쪽 레일 지지 플레이트(110)에 고정볼트(123)로 클램핑 플레이트(120)를 고정하여 클램핑 플레이트(120)가 레일(20)의 플렌지(22)를 움직이지 못하도록 잡아준다(S5).
클램핑 플레이트(120) 위로 캡플레이트(150), 지지플레이트(164)를 축부재(161)에 결합 후 너트(162)를 축부재(161)에 나사결합하여 그 설치위치의 상황에 맞게 제1진동조절 탄성체(130)를 선압축(pre-compression)하여 그 압축 정도를 조정한다(S6).
한 지점에 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)를 설치한 후 기존 설치되어 있던 침목을 제거하고, 자갈을 채운다(S7).
레일 플로팅 격리 지지장치(100)의 설치과정 중에 열차가 오는 경우 잠시 작업을 중단하였다가 열차가 통과한 후에 다시 작업하면 된다. 이러한 과정으로 각 침목 사이에 차례대로 또는 동시 다발적으로 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)를 설치할 수 있고, 그 후에 기존 침목들을 제거할 수 있다.
이에 따라 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)는 기존의 침목, 자갈, 레일 등을 한꺼번에 전부 제거하지 않고 설치부위의 기존 침목들 사이의 자갈만을 제거한 후 하나씩 설치할 수 있고, 첫차와 막차 사이 운행정지시간의 대소와 관계없이 지속적인 작업을 할 수 있어 열차의 운행에 지장을 주지 않는다. 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)는 기존의 레일을 제거하거나 이동 없이 현장에 있는 그 상태에서 설치작업을 할 수 있게 한다. 물론, 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)는 기존 레일(20) 등을 제거한 후에 교체하거나 신규로 레일을 설치하는 곳에 설치될 수도 있음은 물론이다.
또한, 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)는 진동조절 탄성체를 선압축(pre-compression)하여 압축 정도를 조절할 수 있으므로, 철도의 일반구간과 플로팅구간 사이에 있는 전이구간의 지지강성 불연속성을 보완하는 데 매우 적합하게 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)는 기존의 일반구간과 새로 설치되는 플로팅구간의 처짐 정도에 상응하도록 일정 거리를 두고 점진적으로 임의로 처짐 정도를 맞추어 나가면서 불연속성을 보완할 수 있게 해주고, 이는 일반구간 및 플로팅구간 사이의 불연속구간의 갑작스러운 강성차이로 인한 구조적 문제를 해결할 수 있게 해준다. 기존의 장치로는 일반구간 및 플로팅구간 사이의 불연속구간의 갑작스러운 강성차이를 해결하기가 매우 어렵다.
즉, 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)는 레일(20)을 양쪽에서 지지하면서 열차에 의해 발생하는 진동을 노반(10)에서 격리시켜 열차의 충격진동을 효과적으로 줄여 하부의 노반(10), 침목 또는 주요 구조물로 전달되는 충격진동을 사전에 차단하는 역할을 하는 것으로, 특히 선하역사 혹은 일반 철도역사의 구조물 발생 진동(Structure borne vibration)을 최소화하는 데에 효과적이다.
도 3은 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
때에 따라, 도 1의 레일 플로팅 격리 지지장치(100)에서 클램핑 플레이트(120)와 캡플레이트(150) 사이에 제2진동조절 탄성체(130a)를 더 설치할 수 있다. 이렇게 하면, 상하 양쪽의 완충에 의한 소음충격 감쇠효과를 얻을 수 있다.
또 때에 따라, 베이스 플레이트(140)와 레일 지지 플레이트(110) 사이에는 도 1에 나타낸 레일 플로팅 격리 지지장치(100)에 설치된 전단핀(113)과 핀홈(148) 대신에 댐퍼(190)를 설치하여 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)를 구성할 수 있다.
댐퍼(190)로는 좌우의 중앙으로 갈수록 점점 깊어지는 쐐기홈(192)이 형성되어 있고 쐐기홈(192)을 마주하여 상하로 간격을 두고 배치된 한 쌍의 쐐기홈부재(191), 쐐기홈(192)에 좌우로 간격을 두고 배치되고 중심에서 바깥으로 갈수록 점점 좁아지게 형성된 한 쌍의 쐐기(194) 및 한 쌍의 쐐기(194) 사이를 탄성적으로 지지하는 탄성기구(196)를 가지는 것이 이용된다. 상하의 쐐기홈부재(191)는 바람직하게, 레일 지지 플레이트(110)의 저면과 베이스 플레이트(140)의 상면에 각각 고정된다.
탄성기구(196)로는 쐐기(194)의 좌우 이동을 허용하는 수평축(196a)과 수평축(196a) 둘레에 결합된 수평탄성체(196b)로 구성하는 것이 바람직하다. 여기에서, 수평탄성체(196b)로는 디스크 스프링, 코일스프링, 폴리우레탄, 일반 고무 등이 사용될 수 있다. 디스크 스프링으로는 중앙에 구멍이 뚫린 접시 형태의 스틸 디스크를 이용한 스틸 디스크 스프링(steel disc spring)이 적합하게 사용될 수 있다. 사용되는 스틸 디스크의 개수는 댐퍼(190)에 걸리는 하중이나 레일의 진동특성, 스틸 디스크의 물리적 특성 등에 따라 설계자가 조정할 수 있다.
두 쐐기(194)에는 마주 보는 부분에 수평축(196a)이 삽입될 수 있는 홈이 형성된다. 이 홈은 수평축(196a)의 방해를 받지 않고 쐐기(194)가 움직일 수 있게 충분히 깊게 형성된다.
위와 같은 댐퍼(190)는 수평탄성체(196b)를 사용하지만, 쐐기홈부재(191) 및 쐐기(194)와의 유기적인 결합관계에 의한 쐐기홈부재(191)와 쐐기(194)의 슬라이딩 마찰에 의해 수직방향 진동을 감쇠시킬 수 있고, 레일지지 플레이트(110)가 좌우로 유동되는 것을 억제하고, 수평방향 완충 및 복원기능도 제공한다.
또한, 쐐기(194)와 쐐기홈(192)의 경사각을 가파르게 또는 완만하게 조정함으로써 수직방향 완충특성을 쉽게 조정할 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이 레일 지지 플레이트(110)와 베이스 플레이트(140) 사이에 댐퍼(190)를 설치한 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치(100)는 댐퍼(190)가 레일(20) 하부를 상하방향으로 탄성적으로 지지함으로써 열차에 의해 레일(20)에서 발생된 충격이나 진동이 하부 구조물로 전달되는 것을 더 효과적으로 억제할 수 있다. 그뿐만 아니라, 좌우 중앙부가 오목한 쐐기홈이 형성된 쐐기홈부재(191)와 쐐기(194) 및 수평탄성체(196b)를 이용함으로써 레일(20)을 지지하는 레일지지 플레이트(110)가 좌우로 유동되는 것을 억제하고, 수평방향 완충 및 복원기능도 제공할 수 있다.
나머지 사항은 도 1과 2를 통해 설명한 것과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치의 또 다른 예를 나타낸 단면도이다.
때에 따라 댐퍼(190)의 수평탄성체(196b)로는 폴리우레탄 고무가 이용될 수 있고, 상하의 두 쐐기홈부재(191)의 양 측면에는 상하간격 제한부(200)가 설치될 수 있다. 이 상하간격제한부(200)는 두 쐐기홈부재(191)의 최대 상하간격을 제한하기 위한 것으로, 양 측면에 측방으로 돌출된 돌출부(191a)에 통공(TH)을 형성하고, 통공(TH)에 볼트(B)를 삽입하고 볼트(B)의 단부에 너트(N)를 결합하여 두 쐐기홈부재(191)의 최대 상하 간격을 조정할 수 있다. 또한, 상하간격제한부(200)는 위쪽의 쐐기홈부재(191)를 하부의 쐐기홈부재(191)에 구속함으로써 부반력저항 기능을 제공하며, 너트(N)의 체결정도를 조정하여 초기압축 정도를 조정할 수 있게 하고, 댐퍼(190)의 높이도 조정할 수 있게 해준다.
나머지는 도 3에서 설명한 것과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치의 또 다른 예를 나타낸 단면도이다.
때에 따라, 댐퍼(190)는 도 1에 나타낸 레일 플로팅 격리 지지장치(100)에도 설치될 수 있다. 이러한 댐퍼(190)의 수평탄성체(196b)로는 코일 스프링이 사용될 수 있다.
수평축(196a)은 수평탄성체(196b)와 한 쌍의 쐐기(194)를 관통하여 양단이 쐐기(194)의 바깥으로 돌출되어 있다. 이 수평축(196a)의 양단에는 좌우 한 쌍의 쐐기(194)의 최대 좌우간격을 제한하여 수평탄성체(196b)를 초기압축상태로 유지하는 걸림부로서 너트(N)가 설치되어 있다. 수평축(196a)으로 볼트를 이용하는 경우, 볼트 머리와 너트가 걸림부의 역할을 한다. 너트(N)는 풀림방지를 위해 이중으로 결합한다. 이와 같이 볼트에 나사결합되는 너트(N)를 이용하는 경우, 두 쐐기(194)의 간격을 조정하여 수평탄성체(196b)의 초기압축 정도를 조정할 수 있다. 때에 따라 걸림부는 용접 등으로 수평축(196a) 외주면에 고정될 수 있다.
여기에서, 쐐기(194)는 수평축(196a)을 결합할 수 있도록 하는 통공과 수평탄성체(196b)의 단부가 삽입될 수 있는 홈을 형성한 것을 나타낸 것이다.
나머지는 도 1을 통해 설명한 것과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치의 또 다른 예를 나타낸 단면도이다.
때에 따라, 앞의 실시 예들에서, 좌우 한 쌍의 캡플레이트(150)를 설치하지 않는 대신에 좌우 한 쌍의 클램핑 플레이트(120) 저면에 제2튜브홈(125a)을 각각 형성하고, 튜브(170)의 양단을 이 제1, 제2튜브홈(147, 125a)에 삽입되게 하여 캡플레이트(150)의 하강 한계를 제한함으로써 제1진동조절 탄성체(130)의 압축한계를 제한할 수 있다.
또, 때에 따라, 베이스 플레이트(140)를 두껍게 형성하고, 베어링 플레이트(146) 없이 베이스 플레이트(140) 상면에 제1튜브홈을 형성하여 본 발명에 따른 레일 플로팅 격리 지지장치를 구성할 수 있다.
나머지는 앞에서 설명한 것과 같다.
본 발명은 열차에 의해 레일에 발생된 충격이나 진동을 감쇠시켜 선하 역사 등의 하부 구조물로 전달되게 하여 구조물에 의한 소음과 진동을 줄여 선하 역사 등의 환경을 쾌적하게 하고, 구조물의 피로 파괴 등을 방지하는 데 이용될 가능성이 있다.
10: 노반 20: 레일
100: 레일 플로팅 격리 지지장치 110: 레일 지지 플레이트
113: 전단핀 120: 클램핑 플레이트
130: 제1진동조절 탄성체 130a: 제2진동조절 탄성체
140: 베이스 플레이트 146: 베어링 플레이트
147: 제1튜브홈 148: 핀홈
150: 캡플레이트 151: 제2튜브홈
160: 압축기구 161: 축부재
162: 너트 170: 튜브
180: 탄성패드 190: 댐퍼
191: 쐐기홈부재 194: 쐐기
196: 탄성기구 196a: 수평축
200: 상하간격 제한부

Claims (12)

  1. 레일의 저면을 지지하여주는 레일 지지 플레이트;
    상기 레일 지지 플레이트 상면에서 상기 레일의 하측 플랜지 양측 상면을 상기 레일 지지 플레이트를 향해 각각 가압하는 좌우 한 쌍의 클램핑 플레이트;
    상기 한 쌍의 클램핑 플레이트 아래쪽에서 상기 레일 지지 플레이트를 탄성적으로 지지하는 제1진동조절 탄성체;
    기초 상에 고정된 베이스 플레이트; 및
    상기 제1진동조절 탄성체, 상기 레일 지지 플레이트, 상기 클램핑 플레이트를 관통하며 하단이 상기 베이스 플레이트에 결합되어 지지된 축부재를 갖추고, 상기 축부재를 이용하여 상기 레일 지지 플레이트와 상기 클램핑 플레이트를 상기 베이스 플레이트를 향해 가압하여 상기 제1진동조절 탄성체가 압축된 상태로 상기 레일 지지 플레이트를 지지하게 하는 한 쌍의 압축기구를 포함하고,
    상기 제1진동조절 탄성체는 한 쌍이 좌우로 간격을 두고 배치되어 한 쌍의 상기 제1진동조절 탄성체 사이의 상기 레일 지지 플레이트를 공중에 띄운 상태로 상기 레일 지지 플레이트를 지지하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 플로팅 격리 지지장치.
  2. 제1항에서, 상기 베이스 플레이트의 상면 또는 상기 베이스 플레이트상에 설치되는 베어링 플레이트의 상면에 한 쌍의 제1튜브홈이 형성되고, 상기 한 쌍의 클램핑 플레이트 저면에 제2튜브홈이 각각 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 압축기구 각각의 상기 축부재의 외주면에는 양단이 상기 제1, 제2튜브홈에 각각 삽입되어 상기 클램핑 플레이트의 하강 한계를 제한하는 튜브가 설치된 것을 포함하는 레일 플로팅 격리 지지장치.
  3. 제1항에서, 상기 베이스 플레이트에는 상기 축부재의 통과를 허용하고 상기 제1진동조절 탄성체를 받쳐주며 상면에 한 쌍의 제1튜브홈이 형성된 베어링 플레이트가 설치되어 있고, 상기 클램핑 플레이트 위에는 상기 축부재의 통과를 허용하며 저면에 제2튜브홈이 형성된 한 쌍의 캡플레이트를 갖추어 구성되고, 상기 한 쌍의 압축기구 각각의 상기 축부재의 외주면에는 양단이 상기 제1, 제2튜브홈에 삽입되어 상기 캡플레이트의 하강 한계를 제한하는 튜브가 설치된 것을 포함하는 레일 플로팅 격리 지지장치.
  4. 제3항에서, 상기 클램핑 플레이트와 상기 캡플레이트 사이에 상기 축부재의 통과를 허용하는 제2진동조절 탄성체가 더 설치된 것을 특징으로 하는 레일 플로팅 격리 지지장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서, 상기 압축기구는 상기 축부재를 구성하는 볼트와 상기 볼트에 나사결합된 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 플로팅 격리 지지장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서, 상기 레일 하부의 상기 레일 지지 플레이트의 저면에는 하방으로 돌출된 전단핀이 설치되어 있고, 상기 베이스 플레이트 또는 상기 베이스 플레이트 위에 설치되는 베어링 플레이트에 상기 전단핀의 유동범위를 제한하는 핀홈이 설치되고,
    상기 베이스 플레이트 저면에는 탄성패드가 깔린 것을 특징으로 하는 레일 플로팅 격리 지지장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 베이스 플레이트의 저면에는 홈이 형성되어 있고,
    상기 축부재는 상기 홈을 통해 상방으로 삽입되어 상기 제1진동조절 탄성체, 상기 레일 지지 플레이트, 상기 클램핑 플레이트를 관통하게 설치되어 하방으로 이동할 여유를 가지는 것을 특징으로 하는 레일 플로팅 격리 지지장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서, 상기 베이스 플레이트와 상기 레일 지지 플레이트 사이에 댐퍼가 설치된 것을 특징으로 하는 레일 플로팅 격리 지지장치.
  9. 제8항에서, 상기 댐퍼는 좌우 중앙으로 갈수록 점점 깊어지는 쐐기홈이 형성되어 있고 상기 쐐기홈을 마주하여 상하로 간격을 두고 배치된 한 쌍의 쐐기홈부재, 상기 쐐기홈에 좌우로 간격을 두고 배치되고 중심에서 바깥으로 갈수록 점점 좁아지게 형성된 한 쌍의 쐐기 및 상기 한 쌍의 쐐기 사이를 탄성적으로 지지하는 탄성기구를 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 레일 플로팅 격리 지지장치.
  10. 제9항에서, 상기 한 쌍의 쐐기홈부재의 양 측면에는 측방으로 각각 돌출된 돌출부에 통공을 형성하고, 상기 통공에 볼트를 삽입하고 상기 볼트의 단부에 너트를 결합하여 상기 한 쌍의 쐐기홈부재의 최대 상하 간격을 조정하기 위한 상하간격제한부가 설치된 것을 특징으로 하는 레일 플로팅 격리 지지장치.
  11. 제9항에서, 상기 탄성기구는 상기 한 쌍의 쐐기 사이를 탄성적으로 지지하는 수평탄성체, 상기 수평탄성체를 통과하여 양단이 상기 한 쌍의 쐐기에 결합하고 상기 한 쌍의 쐐기의 좌우 이동을 허용하는 수평축을 갖추는 것임을 특징으로 하는 레일 플로팅 격리 지지장치.
  12. 제11항에서, 상기 수평축은 상기 수평탄성체와 상기 한 쌍의 쐐기를 통과하여 양단이 상기 한 쌍의 쐐기의 바깥으로 돌출된 부분을 가지고, 상기 수평축의 양단에는 상기 한 쌍의 쐐기의 최대 좌우간격을 제한하여 상기 수평탄성체를 초기압축상태로 유지하는 걸림부가 설치된 것을 특징으로 하는 레일 플로팅 격리 지지장치.
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