KR101787519B1 - 복선 선로 서포터, 이를 구비한 복선 선로 구조물 및 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시는 선로를 안정적으로 지지하면서도 내구성이 높고 간편하게 설치되는 서포터와 상기 서포터를 이용해 간편하게 시공 가능한 복선 선로의 시공 방법을 제공한다.
본 개시는 소정의 거리로 이격된 주선로 및 보조선로를 연결하는 선로연결유닛에 결합되어 상기 선로를 지면부터 이격되도록 지지하는 서포터로서, 상부가 상기 선로연결유닛과 결합되어 상부로부터 하부로 연장되는 중심부, 상기 중심부의 횡방향에 따른 일측에서 상하방향으로 배치되되 상기 일측에서부터 상기 중심부의 횡단면의 길이방향의 수직 방향으로 소정 길이 연장된 제1날개부 및 상기 중심부의 타측에서 상하방향으로 배치되되 상기 타측에서부터 상기 제1날개부의 연장 방향과 반대방향으로 소정 길이 연장된 제2날개부를 공개한다.

Description

복선 선로 서포터, 이를 구비한 복선 선로 구조물 및 시공 방법{Supporter of two-track railway, Structure comprising the same, and Constructing Method using the same}

본 명세서에 개시된 내용은 복선 선로를 지지하는 서포터와 이를 구비한 복선 선로 구조물 및 시공 방법에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래기술이라고 인정되는 것은 아니다.

한국공개특허 제2006-0031833호가 공개하는 종래기술은 랙(rack) 구조의 모노레일은 본 명세서에 첨부된 도 1에 도시하듯이 서포터(지지프레임,9)를 지면에 고정한 다음 그 상부에 랙기어(1)가 형성된 주선로(2)을 고정하기 위한 별도의 홀더(11)를 포함한다.

이러한 모노레일의 선로는 서포터(4)에 직접 주선로(2)를 설치하지 못하므로, 도시하듯이 홀더(11)를 이용하여 랙기어가 형성된 주선로(2)를 설치하게 되는데, 이렇게 설치된 선로는 모노레일의 무게를 서포터(4)를 통해 지면으로 고르게 분산시키지 못하고, 서포터(4)의 중심으로부터 일정 거리 이격되어 설치된 홀더(11)에 집중되며, 서포터(4)와 벗어난 주선로(2)에 모든 하중이 집중되어 버린다. 하중의 집중 현상은 장기적으로 운행하면서 서서히 서포터(4)의 변형, 예를 들어 모멘트에 의한 뒤틀림, 비틀림, 기울어짐 등 발생시킨다. 이러한 변형이 심화되면 부득이 일정한 기간 내에 다시 서포터(4)를 수직으로 잡아주는 보정수리 혹은 심한 경우 재설치 등의 작업이 필요하게 되며 시간과 비용이 소모된다. 나아가 산간오지에 설치된 모노레일의 경우 접근 자체가 어려워 보정수리 교체 등의 작업에 어려움이 있다.

이에 한국등록특허 제1421211호는 상술한 문제의 해결안으로 복선 선로의 모노레일을 공개하며, 이를 본 명세서의 도 2에 도시한다. 종래기술은 서포터(24, 기둥부재)를 중심으로 한 쌍의 선로(22, 23, 레일)를 구비한다. 일측 선로는 주선로(22)로서 랙기어가 형성되고 타측 선로는 보조선로(23)이다.

이러한 모노레일 선로(22, 23)는 서포터(24)의 상단에 형성된 U자 형상의 지지대(25)를 형성하고 지지대(24)가 이루는 공간의 내측으로 홀더에 의해 선로가 결합되는 구조인데, 서포터(24)가 제공하는 지지력의 신뢰성을 확보하기 위해, 서브프레임(24a, 24b)를 구비해야만 한다. 이는 도 1에 도시된 종래기술에도 서포터(4)는 지지프레임(9) 외에 서브프레임(9‘)가 구비하는 것을 확인할 수 있다.

또한 회전구간 이동시 주선로(22)와 보조선로(23)간의 간격으로 인한 선로의 길이 차이(회전구간의 외측 선로의 길이는 내측 선로의 길이보다 길어짐)가 생기기 때문에 시공 현장에서 추가 용접 가공이 필요함에 따라 친환경 설치가 불가능하고 시공 또한 어렵다.

따라서, 모노레일의 운행에 영향을 주는 것을 방지하고 선로의 보수에 발생하는 비용을 줄이기 위해, ①서포터의 변형이 사전에 방지되면서, 안정적으로 선로를 지지하는 내력이 강한 구조물을 필요로 하며, ②주선로와 보조선로간의 간격이 최소화되는 구조물을 필요로 한다. 그리고 ③이러한 구조물은 간편한 설치 방법으로 시공되어야 한다.

선로를 안정적으로 지지하면서도 내구성이 높고 간편하게 설치되는 서포터와 상기 서포터를 이용해 선로간의 간격이 최소화되는 복선 선로 구조물과, 현장에서 조립만으로 간편하게 시공 가능한 복선 선로의 시공 방법을 제공한다.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

소정의 거리로 이격된 주선로 및 보조선로, 상기 주선로 및 보조선로를 연결하는 선로연결유닛, 상부가 상기 선로연결유닛과 결합되어 상부로부터 하부로 연장되는 중심부, 상기 중심부의 횡방향에 따른 일측에서 상하방향으로 배치되되 상기 일측에서부터 상기 중심부의 횡단면의 길이방향의 수직 방향으로 소정 길이 연장된 제1날개부, 및 상기 중심부의 타측에서 상하방향으로 배치되되 상기 타측에서부터 상기 제1날개부의 연장 방향과 반대방향으로 소정 길이 연장된 제2날개부를 포함하는 서포터를 포함하는 복선 선로 구조물을 제공함으로서 과제를 해결한다.

본 개시에 따른 복선 선로 서포터와 이를 구비한 복선 선로 구조물은 서브프레임을 결합하지 않고도 지지력의 신뢰성이 확보되고, 선로로부터 전해진 하중이 지반으로 고르게 분산되어 내력이 강하다. 그리고 별도의 맞춤형 부품을 생산하지 않고도 선로간의 간격을 조정할 수 있으며 현장에서 조립만으로 간편하게 시공 가능하다.

또한, 본 개시에 따른 복선 선로 서포터를 이용한 구조물의 시공 방법은 시공 현장에서의 공수를 줄일 수 있어 공사비가 절감되고 공기가 단축된다.

도 1은 종래기술의 사시도;
도 2는 다른 종래기술의 사시도;
도 3은 개시하는 제1실시예에 따른 복선 선로 구조물의 사시도;
도 4는 개시하는 제1실시예에 따른 복선 선로 구조물의 분해 사시도;
도 5는 개시하는 제1실시예에 따른 서포터의 사시도;
도 6은 개시하는 제1실시예에 따른 서포터의 저면도;
도 7는 개시하는 제2실시예에 따른 복선 선로 서포터와 선로연결유닛의 결합 상태를 나타낸 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 복선 선로 서포터의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다, 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

도 3은 제1실시예에 따른 모노레일의 복선 선로 구조물(100)의 사시도를 도시한다. 도 3을 참조하면,

제1실시예는 주선로(110)와 보조선로(120)를 포함하며, 주선로(110)는 모노레일의 구동기어와 치합되는 렉기어(111)를 구비한다. 모노레일은 주선로(110)와 보조선로(120)에 의해 일정한 궤도로 이동할 수 있도록 안내된다.

주선로(110)와 보조선로(120)는 평행하도록 소정거리 이격 배치된다. 상술한 평행이 수학적으로 완벽한 평행을 의미하는 것이 아니며, 설계, 제작에 따른 오차가 있을 수 있다. 그리고 상기 소정거리는 모노레일의 크기 등 필요에 따라 요구되는 설계에 의해 설정된다.

이격된 주선로(110)와 보조선로(120)는 선로연결유닛(130)에 의해 연결된다. 선로연결유닛(130)는 후술할 서포터(140)의 상부를 관통하여 결합된다.

도 4는 도 3의 복선 선로 구조물(100)의 분해 사시도이다. 도 4를 참조하면,

선로연결유닛(130)은 축부재(131), 제1고정부재(132) 및 제2고정부재(133)를 포함한다. 서포터(140)의 상부에는 축부재(131)가 관통하여 결합될 수 있도록 관통홀(141)이 구비된다.

축부재(131)는 구조적으로 주선로(110), 서포터(140) 및 보조선로(120)를 직렬 배치시켜 연결하여 주선로(110) 및 보조선로(120)로부터 전달받은 하중을 서포터(140)로 전달한다.

축부재(131)는 서포터(140)를 중심으로 축부재(131)의 양쪽으로 결합되는 제1고정부재(132)에 의해 견고하게 고정된다.

제1고정부재(132)는 횡단면이 다각형인 긴너트(커플링너트 등)이 사용된다. 제1고정부재(132)의 길이는 곧 선로 간격이 된다. 따라서 적합한 길이의 제1고정부재(132)를 선택하는 것만으로도 선로간의 간격을 조정할 수 있다. 따라서 제1고정부재(132)를 선택적으로 사용함으로써 필요에 따른 선로 간격을 설정하고 이 과정에서 선로 간격은 최소화될 수 있다.

제1고정부재(132)는 축부재(131)에 발생될 수 있는 전단력을 상쇄하고 선로에 의해 전달된 중력 방향으로 작용하는 하중에 의한 모멘트를 받침지지할 정도의 횡단면적을 지니는 것이 바람직하다.

제1고정부재(132)가 결합된 축부재(131)의 양측에 주선로(110) 및 보조선로(120)가 각각 결합된다.

축부재(131), 제1고정부재(132)에 의해 주선로(110), 보조선로(120)가 서포터(140)에 결합되면, 제2고정부재(133)에 의해 마감되어 고정 결합된다.

도 5는 개시하는 제1실시예에 따른 서포터의 사시도이고 도 6은 저면도이다. 도 5, 6을 참조하면,

서포터(140)는 선로(110,120)를 지지면으로부터 이격되도록 지지하는 구성이다. 중심부(142), 제1날개부(143), 제2날개부(144)를 포함한다.

중심부(142)는 소정 길이와 폭을 가진 판형으로 이루어진다. 중심부(142)의 상부는 선로연결유닛(130), 구체적으로는 축부재(131)에 의해 관통되는 관통홀(141)을 구비하고, 제1고정부재(132)에 의해 고정 결합되며, 상부로부터 하부로 길게 연장되어 하부의 지지면에 지지된다.

제1날개부(143)는 판형으로서, 중심부(142)의 횡단면의 길이방향에 따른 일측에 구비되어, 상기 일측에서부터 중심부(142)의 횡단면의 길이방향(L1)의 수직 방향(a)으로 소정 길이 연장된다. 상기 수직한 방향이란 수학적으로 수직함을 의미하는 것이 아니며, 설계에 따라 0도~10도 정도의 각도(a)를 부여할 수 있으며, 시공에 따라 오차가 발생할 수도 있다. 그리고 제1날개부(143)는 중심부(142)의 하부까지 상하방향으로 연장되어 지지면에 결합된다.

제2날개부(144)는 판형으로서, 중심부(142)의 횡단면의 길이방향에 따른 타측에 구비되어, 상기 타측에서부터 제1날개부(143)의 연장 방향(a)과 반대방향(b)으로 소정 길이 연장된다. 상기 수직한 방향 역시도 수학적으로 수직함을 의미하는 것이 아니며, 설계에 따라 0도~10도 정도의 각도(b)를 부여할 수 있으며, 시공에 따라 오차가 발생할 수도 있다. 그리고 제2날개부(144)도 중심부(142)의 하부까지 상하방향으로 연장되어 지지면에 결합된다.

제1날개부(143)에 서포터(140)의 중심방향으로 약 10도의 경사를 부여한 경우 제2날개부(144)도 서포터(140)의 중심방향으로 약 10도의 경사를 부여하는 것이 바람직하지만, 경사코스의 선로 등에서는 필요에 따라 달리 설계될 수 있다.

도 5는 제2실시예에 따른 복선 선로 서포터와 연결유닛의 결합 상태를 나타낸 사시도이다. 제2실시예에 따른 서포터(240)는 관통홀(241)을 중심으로 한 서포터의 표면으로부터 돌출 형성된 하나 이상의 돌기(241a)를 포함한다. 돌기(241a)는 제1고정부재(132)가 회전에 의해 결합이 해제되지 않도록 지지한다. 실시예에 따르면 제1고정부재(132)는 6각형으로서, 필요에 따라 n각형의 다각형이 될 수 있으며, 돌기(241a)는 제1고정부재(132)의 외곽형상에 대응하여 하나 이상 형성되며, 회전에 따른 결합의 해제를 방해할 정도로 구비하면 충분하다. 돌기(241a)는 공장에서 제조 당시부터 형성하는 것이 바람직하며, 시공 현장의 공수를 줄임으로서 총 공사비와 공기를 단축할 수 있다.

다시 도 3을 참조하면,

서포터(140)는 장착대(150)에 의해 저부가 지지된다. 장착대(130)는 측면에서 직각의 평아치 형태로 선로(110, 120)를 가로질러 연장되도록 형성되고, 지주(160) 각각의 상부를 연결하여 고정시킨다. 지주(160)는 일단이 지면에 고정되고 타단은 상부로 연장되며 상기 주행레일의 일측 및 타측 각각에 서로 이격되도록 형성되는

장착대(150)의 상면은 폭이 좁고 길이가 긴 평면인데, 실시예에 따른 서포터(140)는 비교적 공간이 충분하지 않은 장착대의 폭에도 불구하고 견고하게 지지된다.

침하방지판(170)은 장착대(150)의 하부에 소정의 간격을 두고 이격되어 배치되고, 선로(110, 120)을 가로지르도록 연장되어 형성된다.

상기 침하방지판(170)은 지주(160)들 각각을 연결하여 고정키고, 지주(160)들 중 어느 하나가 지반의 침하로 하강 할 경우, 장착대(150)가 기울어지는 것을 방지하게 된다.

예를 들어, 지주 중 하나의 지주(160)의 하부 지반이 하강하여 장착대(150)의 일측면에 하중이 가해지면 1차로 침하방지판(170)의 일측에 가해지는 하중을 침하방지판(170)과 결합된 다른 지주(160)가 지탱하고, 2차로 장착대(150)가 하강한 지주(160)의 비틀어짐을 방지하게 된다.

실시예에 따른 서포터(140)는 상기 지반침하에 의해 비틀림이 발생한 경우 발생하는 전단응력에 대한 내력이 강관구조에 비해 높다.

제1실시예에 따른 복선 선로 구조물(100)의 시공은,

서포터(140)를 기초-실시예에는 지주에 구비된 장착대이지만, 상황에 따라서는 지반의 기초에 바로 설치할 수 있다-에 고정되는 단계;

서포터(140)의 관통홀(141)에 축부재(131)가 관통하여 결합되는 단계;

서포터(140)에 결합된 축부재(131)의 서포터(140)를 중심으로 한 양측에 제1고정부재(132)가 결합되어 고정되는 단계;

제1고정부재(132)가 결합된 축부재(131)의 양측에 주선로(110) 및 보조선로(120)가 각각 결합되는 단계;

주선로(110) 및 보조선로(120)가 결합된 축부재(131)의 양측에 제2고정부재(133)가 결합되어 고정되는 단계를 통해 시공된다.

제2실시예에 따른 복선 선로 서포터를 포함하는 구조물의 시공은

축부재(131)에 하나의 제1고정부재(132)가 결합된 후 서포터(140)에 결합한 후 다른 하나의 제1고정부재(132)를 서포터(140)의 반대방향에 결합하여 결합하는 단계를 더 포함한다.

한편 각 단계의 순서는 시공 현장에 따른 여건에 따라 달라질 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 복선 선로 구조물
110: 주선로 120: 보조선로
130: 선로연결유닛 140: 서포터
150: 장착대 160: 지주
170: 침하방지판

Claims (6)

1. 소정의 거리로 이격된 주선로 및 보조선로를 연결하는 선로연결유닛에 결합되어 상기 선로를 지지면으로부터 소정 거리 이격되도록 지지하는 서포터로서,
   상부에 상기 선로연결유닛이 관통결합되도록 상부에 관통홀을 구비하고 상기 상부로부터 하부의 지지면으로 연장되는 판형의 중심부;
   상기 중심부 횡단면의 길이방향에 따른 일측에 구비되어, 상기 중심부의 횡단면의 길이방향에 대해 수직으로 소정 길이 연장되되, 상기 중심부의 하부까지 상하방향으로 연장되어 상기 지지면에 결합되는 판형의 제1날개부; 및
   상기 중심부 횡단면의 길이방향에 따른 타측에 구비되어, 상기 중심부의 횡단면의 길이방향에 대한 수직으로 소정 길이 연장되되, 상기 제1날개부의 연장 방향과 반대방향으로 연장되며, 상기 중심부의 하부까지 상하방향으로 연장되어 상기 지지면에 결합되는 판형의 제2날개부를 포함하는 복선 선로 서포터.
   
2. 소정의 거리로 이격된 주선로 및 보조선로;
   상기 주선로 및 보조선로를 연결하는 선로연결유닛;
   상부에 상기 선로연결유닛이 관통결합되도록 상부에 관통홀을 구비하고 상기 상부로부터 하부의 지지면으로 연장되는 판형의 중심부; 상기 중심부 횡단면의 길이방향에 따른 일측에 구비되어, 상기 중심부의 횡단면의 길이방향에 대해 수직으로 소정 길이 연장되되, 상기 중심부의 하부까지 상하방향으로 연장되어 상기 지지면에 결합되는 판형의 제1날개부; 및 상기 중심부 횡단면의 길이방향에 따른 타측에 구비되어, 상기 중심부의 횡단면의 길이방향에 대한 수직으로 소정 길이 연장되되, 상기 제1날개부의 연장 방향과 반대방향으로 연장되며, 상기 중심부의 하부까지 상하방향으로 연장되어 상기 지지면에 결합되는 판형의 제2날개부를 포함하는 서포터를 포함하는 복선 선로 구조물.
   
3. 상부에 선로연결유닛이 관통결합되도록 상부에 관통홀을 구비하고 상기 상부로부터 하부의 지지면으로 연장되는 판형의 중심부; 상기 중심부 횡단면의 길이방향에 따른 일측에 구비되어, 상기 중심부의 횡단면의 길이방향에 대해 수직으로 소정 길이 연장되되, 상기 중심부의 하부까지 상하방향으로 연장되어 상기 지지면에 결합되는 판형의 제1날개부; 및 상기 중심부 횡단면의 길이방향에 따른 타측에 구비되어, 상기 중심부의 횡단면의 길이방향에 대한 수직으로 소정 길이 연장되되, 상기 제1날개부의 연장 방향과 반대방향으로 연장되며, 상기 중심부의 하부까지 상하방향으로 연장되어 상기 지지면에 결합되는 판형의 제2날개부를 포함하는 서포터를 기초에 고정되는 단계;
   상기 서포터의 상기 관통홀에 축부재가 관통하여 결합되는 단계;
   상기 서포터에 결합된 축부재의 상기 서포터를 중심으로 한 양측에 제1고정부재가 결합되어 고정되는 단계;
   상기 제1고정부재가 결합된 축부재의 양측에 주선로 및 보조선로가 각각 결합되는 단계; 및
   상기 주선로 및 보조선로가 결합된 축부재의 양측에 제2고정부재가 결합되어 고정되는 단계를 포함하는 복선 선로의 시공 방법.
   
4. 제2항에 있어서,
   각각의 일단이 지면에 고정되고 타단은 상부로 연장되며, 상기 주선로와 보조선로의 이격거리보다 소정거리 더 이격되도록 구비되는 둘 이상의 지주들;
   상기 지주들 각각의 상부를 서로 연결시켜 고정시키며, 상기 서포터의 저부에 구비되어 상기 서포터를 지지하는 장착대; 및
   상기 장착대의 하부에 이격되도록 배치되고 상기 지주들을 연결하여 고정시키는 침하방지판을 포함하는 복선 선로 구조물
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 선로연결유닛은,
   상기 서포터의 중심부의 상부에 구비된 관통홀을 관통하여 결합되는 축부재;
   상기 서포터를 중심으로 상기 축부재의 양쪽으로 결합되는 제1고정부재; 및
   제1고정부재와 함께 상기 주선로와 상기 보조선로를 고정하도록 결합되는 제2고정부재;를 포함하는 복선 선로 구조물
   
6. 제5항에 있어서
   상기 제1고정부재의 횡단면에 따른 외면은 다각형이고,
   상기 서포터의 중심부의 상부에 구비된 관통홀을 중심으로한 상기 서포터의 표면으로부터 돌출 형성되며, 상기 제1고정부재의 외면에 접촉하는 하나 이상의 돌기를 포함하는 복선 선로 구조물.
   

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