KR101808668B1 - 철도레일의 폭방향 변위측정장치 및 이를 이용한 변위측정방법 - Google Patents

철도레일의 폭방향 변위측정장치 및 이를 이용한 변위측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양측 레일(10)의 하부를 둘러 고정됨과 아울러, 힌지결합부(101)가 형성된 한 쌍의 레일 고정부재(100)와, 상기 양측 레일(10)의 상대 침하에 대응하여 힌지구동하도록, 양단이 각각 한 쌍의 상기 레일 고정부재(100)의 힌지결합부(101)에 힌지결합하는 센서 케이싱(200)과, 한 쌍의 상기 레일 고정부재(100)의 각도변화를 측정하도록, 상기 센서 케이싱(200)에 설치되는 각도센서;를 포함하고, 상기 레일 고정부재(100)는, 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 저면 및 외측을 덮어 지지하는 외측 지지부재(110)와, 상기 외측 지지부재(110)에 결합함과 아울러, 상기 힌지결합부(101)를 형성하도록 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 덮어 지지하는 내측 지지부재(120);를 포함하는 철도레일의 폭방향 변위측정장치에 관한 것으로서, 상기 내측 지지부재(120)는, 본체판(121); 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 덮어 지지하도록 상기 본체판(121)에서 하측으로 연장형성된 단차판(122); 상기 외측 지지부재(110)에 결합하도록, 상기 단차판(122)에서 전방으로 연장형성된 저판(123); 상기 본체판(121) 및 저판(123)의 양측에 형성된 한 쌍의 측판(124);을 포함하고, 근각볼트(300)가 결합하여 상기 힌지결합부(101)를 형성하도록, 상기 측판(124)에는 사각형 구조의 측면 결합공(125)이 형성된 것을 특징으로 하는 철도레일의 폭방향 변위측정장치를 제시함으로써, 콘크리트 재질의 침목 구조에 대하여도 적용이 가능하고, 레일의 변위를 직접적으로 측정하므로 데이터의 신뢰도가 높으며, 양측 레일의 높이 차이 발생 여부를 측정할 수 있도록 함은 물론, 야간시간의 좁은 공간에서의 작업이 용이하고, 종류가 다른 철도레일에 대하여도 효과적으로 적용이 가능하도록 한다.

Description

철도레일의 폭방향 변위측정장치 및 이를 이용한 변위측정방법{MEASURING APPARATUS FOR RAIL AND MEASURING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 철도레일의 변위측정에 관한 것이다.
철도는 일반적으로 자갈도상 위에 폭방향으로 다수의 침목(20)이 설치되고, 그 침목(20) 위에 한 쌍의 레일(10)이 설치되는 구성을 취한다(도 1).
지반의 침하 등의 이유로 레일(10)에 변위가 발생하는 경우, 탈선 기타 사고의 우려가 있으므로, 레일(10)의 변위를 지속적으로 측정하여야 한다.
종래에는 나무 재질의 침목(20)에 일정 간격을 두고 받침대(31)를 설치하고, 그 위에 진행방향을 따라 센서(30)를 설치하여 레일(10)의 변위를 측정하는 방식을 취하여 왔다.
그런데, 이러한 종래의 방식은 다음과 같은 문제가 있었다.
첫째, 과거에는 나무 재질의 침목(20)을 사용하였으므로, 받침대(31)를 앵커 등에 의해 침목(20)에 고정할 수 있었으나, 최근에는 콘크리트 재질의 침목이 주류를 이루므로, 센서의 설치 자체가 불가능하다는 점이다.
둘째, 레일(10) 자체의 변위를 직접적으로 측정하는 것이 아니고, 침목(20)의 변위를 측정하여 레일(10)의 변위를 간접적으로 추정하는 방식이므로, 측정된 데이터의 신뢰도가 낮다.
셋째, 레일의 진행방향 변위뿐만 아니라, 폭방향의 변위(양측 레일의 높이 차이 발생 여부) 또한 기차의 안정적인 운행을 위하여 반드시 측정해야 할 항목임에 불구하고, 종래기술에 의해서는 이를 측정할 수 없다는 점이다.
이러한 문제를 해소하고자, 본 출원인은 다음과 같은 2건의 발명을 출원하여 등록받은바 있다.
도 2 내지 6은 한국특허출원 제10-2013-0041013호에 관한 것이다.
도 2 이하에 도시된 바와 같이, 철도레일의 폭방향 변위측정장치는 기본적으로, 양측 레일(10)의 하부를 둘러 고정되는 한 쌍의 레일 고정부재(100); 한 쌍의 레일 고정부재(100) 사이에 설치되는 센서 케이싱(200); 한 쌍의 레일 고정부재(100)의 각도변화를 측정하도록, 센서 케이싱(200)에 설치되는 각도센서;를 포함하여 구성된다.
즉, 한 쌍의 레일 고정부재(100)를 양측 레일(10)의 하부를 둘러 고정하고, 그 한 쌍의 레일 고정부재(100) 사이에 센서 케이싱(200)을 설치한 후, 그 센서 케이싱(200)에 설치된 각도센서에 의해 양측 레일(10)의 각도변화(높이 변화)를 측정하도록 한 것이다.
레일 고정부재(100)는, 양측 레일(10)의 하부를 둘러 고정되는 구조이면 어느 것이나 관계없으나, 레일(10)의 저면에 면접촉되어 지지되는 저면 지지부(110); 저면 지지부(110)의 외측에서 상측으로 연장형성됨과 아울러, 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 외면을 덮어 지지되는 외측 지지부(120); 저면 지지부(110)의 내측에서 상측으로 연장형성됨과 아울러, 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내면과 간격을 갖도록 형성된 내측 지지부(130); 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내면과 내측 지지부(130) 사이의 간격을 유지하도록 설치된 내측 간격부재(131);를 포함하는 구성을 취하는 경우, 레일(10)의 하부를 둘러싸는 안정적인 지지구조를 이룰 수 있다는 점, 내측 지지부(130)와 레일(10)의 하측 플랜지(11) 사이의 간격이 별도의 내측 간격부재(131)에 의해 조절되므로 다양한 규격의 레일에 적용할 수 있다는 점 등의 효과가 추가된다(도 4).
레일 고정부재(100)가 추가로, 내측 지지부(130)의 상측에서 외측으로 연장형성됨과 아울러, 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 상면과 간격을 갖도록 형성된 상측 지지부(140); 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 상면과 상측 지지부(140) 사이의 간격을 유지하도록 설치된 상측 간격부재(141);를 더 포함하는 구성을 취하는 경우, 레일(10)의 하측 플랜지(11)를 더욱 안정적으로 둘러싸는 구조가 되므로, 구조적 안정성 측면에서 바람직하다.
레일 고정부재(100)와 센서 케이싱(200)을 직접적으로 결합할 수도 있으나, 레일 고정부재(100)와 센서 케이싱(200) 사이에 별도의 중간부재(300)를 설치하는 경우, 센서 케이싱(200)의 결합작업을 더욱 쉽고 안정적으로 할 수 있다는 장점이 추가된다.
중간부재(300)는, 레일 고정부재(100)와 결합하는 고정부재 결합부(310); 고정부재 결합부(310)에서 내측으로 연장형성되어, 센서 케이싱(200)과 결합하는 케이싱 결합부(320);를 포함하는 구성을 취하는 경우, 시공성 및 구조적 안정성 측면에서 바람직하다(도 6).
구체적으로, 고정부재 결합부(310)는 볼트-너트 구조 등에 의한 레일 결합부재(311)에 의해 내측 지지부(130)에 면접촉하도록 결합하는 것이 구조적 안정성을 위하여 바람직하다.
레일 결합부재(311)는 양측 부재의 안정적인 결합을 위해 복수가 설치되는 것이 바람직한데, 이 경우 복수의 레일 결합부재(311) 중 일부는 내측 간격부재(131)를 겸하도록 하는 것이 구조적 일체성 측면에서 바람직하다(도 2).
센서 케이싱(200)은, 각도센서가 내부에 설치된 본체(210); 본체(210)의 양측에서 외측으로 연장형성되어, 센서 결합부재(221)에 의해 케이싱 결합부(320)에 결합하는 센서 결합부(220);를 포함하는 구성을 취하는 것이 안정적인 측정을 위하여 바람직하다(도 5).
기차의 운행 중 자갈이 튀어 센서 케이싱(200)에 부딪힘으로써 안정적인 측정을 방해할 수 있는데, 센서 케이싱(200)의 본체(210)가 원통형 구조를 취하는 경우, 위와 같은 문제를 최소화할 수 있다.
케이싱 결합부(320)와 센서 결합부(220)의 결합을 위하여, 이들 각각에는 결합공이 형성되고, 볼트-너트 구조 등에 의한 센서 결합부재(221)를 결합공에 공통으로 결합한 구조를 취할 수 있는데, 이때 케이싱 결합부(320)와 센서 결합부(220)의 사이에 스프링, 고무 패드 등의 진동 저감부재(400)를 설치하는 경우, 기차의 운행에 의해 발생하는 진동이 각도센서에 전달되는 것을 최소화함으로써, 더욱 안정적인 변위측정을 가능하게 한다.
여기서, 스프링, 고무 패드 등의 진동 저감부재(400)는 볼트-너트 구조 등에 의한 센서 결합부재(221)를 둘러싸도록 설치하는 것이 구조적 안정성을 위하여 바람직하다(도 2).
상측 지지부(140)와 하측 플랜지(11)의 결합의 경우에도, 위와 같은 구조를 적용하는 것이 바람직하다(도 2).
즉, 상측 지지부(140)에는 결합공이 형성되고, 볼트-너트 구조 등에 의한 상측 간격부재(141)를 위 결합공에 결합함과 아울러, 하단이 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 상면에 면접촉하도록 설치하고, 상측 간격부재(141)와 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 사이에는 위와 같은 구조로 진동 저감부재(400)를 설치하는 것이 바람직하다.
그런데 이는 변위측정장치에 힌지부가 형성되어 있지 않으므로, 양측 레일(10)의 상대 변위에 의한 각도 변화를 정확히 측정하는데 한계가 노출되어, 다음과 같은 별도의 출원을 하게 되었다.
도 7 내지 11은 한국특허출원 제10-2013-0110416호에 관한 것이다.
도 7 이하에 도시된 바와 같이, 철도레일의 폭방향 변위측정장치는 기본적으로, 양측 레일(10)의 하부를 둘러 고정됨과 아울러, 힌지결합부(101)가 형성된 한 쌍의 레일 고정부재(100); 양측 레일(10)의 상대 침하에 대응하여 힌지구동하도록, 양단이 각각 한 쌍의 레일 고정부재(100)의 힌지결합부(101)에 힌지결합하는 센서 케이싱(200); 한 쌍의 레일 고정부재(100)의 각도변화를 측정하도록, 상기 센서 케이싱(200)에 설치되는 각도센서;를 포함하여 구성된다.
즉, 한 쌍의 레일 고정부재(100)를 양측 레일(10)의 하부를 둘러 고정하고, 그 한 쌍의 레일 고정부재(100) 사이에 센서 케이싱(200)을 힌지결합한 후, 그 센서 케이싱(200)에 설치된 각도센서에 의해 양측 레일(10)의 각도변화(높이 변화)를 측정하도록 한 것이다.
레일 고정부재(100)는, 양측 레일(10)의 하부를 둘러 고정되는 구조이면 어느 것이나 관계없으나, 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 저면 및 외측을 덮어 지지하는 외측 지지부재(110); 외측 지지부재(110)에 결합함과 아울러, 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 덮어 지지하는 내측 지지부재(120);를 포함하고, 힌지결합부(101)는 내측 지지부재(120)에 형성된 구성을 취하는 경우, 레일(10)의 하부를 둘러싸는 안정적인 지지구조를 이룰 수 있다는 효과가 있다(도 9 내지 11).
외측 지지부재(110)는, 레일(10)의 저면에 면접촉되어 지지하는 저면 지지부(111); 저면 지지부(110)의 외측에서 상측으로 연장형성됨과 아울러, 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 외측을 덮어 지지하는 외측 지지부(112);를 포함하는 구성을 취하는데, 이는 레일(10)의 하측 플랜지(11)를 더욱 안정적으로 둘러싸는 구조가 되므로, 구조적 안정성 측면에서 바람직하다.
저면 지지부(111)의 전후방에서 하측으로 절곡부(113)가 절곡형성되는 경우, 상하방향 하중에 의해 저면 지지부(111)가 파손되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 추가된다.
내측 지지부재(120)는, 저면 지지부(111)에 결합하는 몸통부(121); 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 덮어 지지하도록 몸통부(121)에 형성된 단차부(122);를 포함하는 구성을 취하는데, 이는 위와 마찬가지로 레일(10)의 하측 플랜지(11)를 더욱 안정적으로 둘러싸는 구조가 되므로, 구조적 안정성 측면에서 바람직하다.
저면 지지부(111) 및 몸통부(121)에는 상하방향으로 결합공(131)이 형성되고, 결합공(131)에 공통으로 결합한 볼트-너트 등의 결합부재(130)에 의해 외측 지지부재(110) 및 내측 지지부재(120)가 상호 결합하는 구성을 취하는 경우, 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 상하에서 압박하면서 고정하는 구조가 되므로, 구조적 안정성 측면에서 바람직하다.
그런데 위 종래기술의 경우에도, 그 실시 중 다음과 같은 문제점이 노출되었다.
첫째, 변위측정장치의 대상이 되는 철도레일은 지속적으로 사용되는 것이므로, 그 철도레일에 대하여 변위측정장치를 설치하는 작업은 기차의 운행이 잠시 멈춘 야간시간을 이용하여 신속히 수행하여야 한다는 점, 철도레일을 운행하는 기차에 대한 영향을 최소화해야 하므로, 변위측정장치와 철도레일 사이의 간격이 매우 좁다는 점 등의 특수성이 있다.
위 종래기술에 의한 변위측정장치는 내측 지지부재(120), 외측 지지부재(110) 및 센서 케이싱(200) 상호의 결합 시, 스패너 등의 공구 2개를 양손에 들고, 한 쪽의 공구에 의해 너트를 잡은 상태에서, 다른 한 쪽의 공구에 의해 볼트를 조이는 작업을 해야 하므로, 야간시간에 좁은 공간에서의 작업이 어렵다는 문제가 그것이다.
둘째, 현재 철도레일은 2종류(50㎏/m, 60㎏/m)가 사용되는데, 그 종류에 따라 레일의 하측 플랜지의 폭 및 양측 레일 사이의 간격이 다르다.
위 종래기술에 의한 변위측정장치는 이러한 현실에 대한 고려가 없으므로, 레일의 종류에 따라 별도로 제작한 장치를 사용해야 하므로 경제적이지 못하다는 문제가 그것이다.
위 도면부호들은 당해 종래기술에 대한 설명에 관하여 한정되는 것으로 한다.
한국특허출원 제10-2013-0041013호 한국특허출원 제10-2013-0110416호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 콘크리트 재질의 침목 구조에 대하여도 적용이 가능하고, 레일의 변위를 직접적으로 측정하므로 데이터의 신뢰도가 높으며, 양측 레일의 높이 차이 발생 여부를 측정할 수 있도록 함은 물론, 야간시간의 좁은 공간에서의 작업이 용이하고, 종류가 다른 철도레일에 대하여도 효과적으로 적용이 가능한 철도레일의 폭방향 변위측정장치 및 이를 이용한 변위측정방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 양측 레일(10)의 하부를 둘러 고정됨과 아울러, 힌지결합부(101)가 형성된 한 쌍의 레일 고정부재(100)와, 상기 양측 레일(10)의 상대 침하에 대응하여 힌지구동하도록, 양단이 각각 한 쌍의 상기 레일 고정부재(100)의 힌지결합부(101)에 힌지결합하는 센서 케이싱(200)과, 한 쌍의 상기 레일 고정부재(100)의 각도변화를 측정하도록, 상기 센서 케이싱(200)에 설치되는 각도센서;를 포함하고, 레일 고정부재(100)는, 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 저면 및 외측을 덮어 지지하는 외측 지지부재(110)와, 상기 외측 지지부재(110)에 결합함과 아울러, 상기 힌지결합부(101)를 형성하도록 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 덮어 지지하는 내측 지지부재(120);를 포함하는 철도레일의 폭방향 변위측정장치에 있어서, 상기 내측 지지부재(120)는, 본체판(121); 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 덮어 지지하도록 상기 본체판(121)에서 하측으로 연장형성된 단차판(122); 상기 외측 지지부재(110)에 결합하도록, 상기 단차판(122)에서 전방으로 연장형성된 저판(123); 상기 본체판(121) 및 저판(123)의 양측에 형성된 한 쌍의 측판(124);을 포함하고, 근각볼트(300)가 결합하여 상기 힌지결합부(101)를 형성하도록, 상기 측판(124)에는 사각형 구조의 측면 결합공(125)이 형성된 것을 특징으로 하는 철도레일의 폭방향 변위측정장치를 제시한다.
상기 한 쌍의 측판(124)은, 상기 양측 레일(10) 사이의 간격에 대응하도록, 복수의 상기 측면 결합공(125)이 형성된 일측 측판(124a); 시공오차를 보정하도록, 상기 측면 결합공(125)이 장공구조로 형성된 타측 측판(124b);을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 내측 지지부재(120)의 저판(123)에는 원형 구조의 저면 관통공(126)이 형성되고, 상기 외측 지지부재(110)는, 상기 레일(10)의 저면에 면접촉되어 지지하는 저면 지지판(111); 상기 저면 지지부(110)의 외측에서 상측으로 연장형성됨과 아울러, 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 외측을 덮어 지지하는 외측 지지판(112);을 포함하고, 상기 저면 지지판(111)에는 사각형 구조의 저면 결합공(113)이 형성되며, 상기 저면 결합공(113) 및 저면 관통공(126)에 연통하여 상기 근각볼트(300)가 결합하는 것이 바람직하다.
상기 외측 지지부재(110)를 침목에 고정하도록, 상기 저면 지지판(111)에는 앵커 결합공(114)이 형성된 것이 바람직하다.
상기 센서 케이싱(200)은, 상기 각도센서가 내부에 설치된 통형 구조의 본체(210); 상기 본체(210)의 양측에서 외측으로 연장형성되어, 상기 힌지결합부(101)에 힌지결합하는 센서 결합부재(220);를 포함하고, 상기 센서 결합부재(220)에는 체결공(231)이 형성되고, 상기 체결공(231) 및 측면 결합공(125)에 공통으로 결합한 상기 근각볼트(300)에 의해 상기 힌지결합부(101) 및 센서 결합부(220)가 상호 결합하는 것이 바람직하다.
상기 통형 구조의 본체(210)에는 센서 관통공(211)이 형성되고, 시공오차를 보정하도록, 상기 센서 결합부재(220)에는 장공 구조의 센서 결합홈(221)이 형성되며, 체결부재(240)가 상기 센서 관통공(211)을 관통하여 상기 센서 결합홈(221)에 결합함으로써, 상기 본체(210)와 상기 센서 결합부재(220)가 상호 결합하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 철도레일의 폭방향 변위측정장치를 이용한 철도레일의 폭방향 변위측정방법으로서, 양측 레일(10) 하부의 자갈을 제거하고, 상기 한 쌍의 레일 고정부재(100)를 각각 설치하는 단계; 상기 센서 케이싱(200)의 양단을 상기 한 쌍의 레일 고정부재(100)에 각각 힌지결합하는 단계; 상기 각도센서에 의해 상기 한 쌍의 레일 고정부재(100)의 각도변화를 측정함으로써, 상기 양측 레일(10)의 폭방향 변위를 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도레일의 폭방향 변위측정방법을 제시한다.
본 발명은 콘크리트 재질의 침목 구조에 대하여도 적용이 가능하고, 레일의 변위를 직접적으로 측정하므로 데이터의 신뢰도가 높으며, 양측 레일의 높이 차이 발생 여부를 측정할 수 있도록 함은 물론, 야간시간의 좁은 공간에서의 작업이 용이하고, 종류가 다른 철도레일에 대하여도 효과적으로 적용이 가능한 철도레일의 폭방향 변위측정장치 및 이를 이용한 변위측정방법을 제시한다.
도 1은 종래의 철도레일의 변위측정장치의 사시도.
도 2 내지 6은 한국특허출원 제10-2013-0041013호의 도면.
도 7 내지 11은 한국특허출원 제10-2013-0110416호의 도면.
도 12 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 12는 변위측정장치의 정면도.
도 13은 내측 지지부재의 정면도.
도 14는 내측 지지부재의 좌측면도.
도 15는 내측 지지부재의 우측면도.
도 16은 내측 지지부재의 평면도.
도 17은 내측 지지부재의 사시도.
도 18은 근각볼트의 사시도.
도 19는 외측 지지부재의 측면도.
도 20은 외측 지지부재의 평면도.
도 21은 센서 케이싱의 분해사시도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 12 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 철도레일의 폭방향 변위측정장치는 기본적으로, 양측 레일(10)의 하부를 둘러 고정됨과 아울러, 힌지결합부(101)가 형성된 한 쌍의 레일 고정부재(100)와, 상기 양측 레일(10)의 상대 침하에 대응하여 힌지구동하도록, 양단이 각각 한 쌍의 상기 레일 고정부재(100)의 힌지결합부(101)에 힌지결합하는 센서 케이싱(200)과, 한 쌍의 상기 레일 고정부재(100)의 각도변화를 측정하도록, 상기 센서 케이싱(200)에 설치되는 각도센서;를 포함하고, 상기 레일 고정부재(100)는, 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 저면 및 외측을 덮어 지지하는 외측 지지부재(110)와, 상기 외측 지지부재(110)에 결합함과 아울러, 상기 힌지결합부(101)를 형성하도록 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 덮어 지지하는 내측 지지부재(120);를 포함하여 구성된다.
여기서, 내측 지지부재(120)는, 본체판(121); 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 덮어 지지하도록 본체판(121)에서 하측으로 연장형성된 단차판(122); 외측 지지부재(110)에 결합하도록, 단차판(122)에서 전방으로 연장형성된 저판(123); 본체판(121) 및 저판(123)의 양측에 형성된 한 쌍의 측판(124);을 포함하고, 근각볼트(300)가 결합하여 힌지결합부(101)를 형성하도록, 측판(124)에는 사각형 구조의 측면 결합공(125)이 형성된 것을 특징으로 한다.
근각볼트(300)는 머리부(301), 사각부(302) 및 숫나사부(303)로 구성되는데, 이러한 근각볼트(300)의 사각부(302)를 측판(124)의 사각형 구조의 측면 결합공(125)에 결합하고, 근각볼트(300)의 숫나사부(303)를 센서 케이싱(200)에 결합하도록 한 것이다.
이 경우, 근각볼트(300)를 측면 결합공(125)에 삽입하는 것만으로, 근각볼트(300)가 일단 고정되므로, 위 종래기술과 달리 하나의 공구에 의해 볼트를 조이는 작업을 하면 되는바, 야간시간의 좁은 공간에서의 작업이 용이하다는 효과가 있다.
또한 내측 지지부재(120)를 본체판(121), 단차판(122), 저판(123), 한 쌍의 측판(124)에 의한 판형 구조로 형성하므로, 제작 및 시공이 용이하고 경제적이라는 효과가 추가된다.
나아가, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 침목과 관계없이 레일에 직접 설치하는 방식이므로, 콘크리트 재질의 침목 구조라 하더라도, 측정장치의 설치가 아무런 문제가 없다.
둘째, 레일(10) 자체의 변위를 직접적으로 측정하는 방식이므로, 측정된 데이터의 신뢰도가 높다.
셋째, 레일의 폭방향의 변위(양측 레일의 높이 차이 발생 여부)를 측정하므로, 기차의 안정적인 운행에 크게 기여할 수 있다.
넷째, 센서 케이싱(200)이 한 쌍의 레일 고정부재(100) 사이에 힌지결합하므로, 양측 레일(10)의 상대 변위 발생 시 센서 케이싱(200)이 안정적으로 힌지구동함에 따라, 센서의 파손 위험 없이 안정적으로 정확한 변위를 측정할 수 있다.
한 쌍의 측판(124)은, 양측 레일(10) 사이의 간격에 대응하도록, 복수의 측면 결합공(125)이 형성된 일측 측판(124a); 시공오차를 보정하도록, 측면 결합공(125)이 장공구조로 형성된 타측 측판(124b);을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
한 쌍의 레일 고정부재(100)는 양측 레일(10)에 상호 마주보는 구조로 형성되므로, 센서 케이싱(200)의 일단은 일측 레일 고정부재(100)의 내측 지지부재(120)의 일측 측판(124a)에 결합하고. 센서 케이싱(200)의 타단은 타측 레일 고정부재(100)의 내측 지지부재(120)의 타측 측판(124b)에 결합하게 된다(도 12,14,15).
이 경우, 철도레일의 종류(50㎏/m, 60㎏/m)에 따라 양측 레일 사이의 간격이 달라지더라도, 일측 측판(124a)의 복수의 측면 결합공(125) 중 적당한 결합공을 선택하여 센서 케이싱(200)의 일단을 결합할 수 있으므로, 어느 경우나 동일한 센서 케이싱(200)을 사용할 수 있다는 점, 센서 케이싱(200)의 타단을 타측 측판(124b)의 장공구조의 측면 결합공(125)에 결합하면 되므로 시공오차를 쉽게 보정할 수 있다는 점 등의 장점이 추가된다.
내측 지지부재(120)의 저판(123)에는 원형 구조의 저면 관통공(126)이 형성되고, 외측 지지부재(110)는, 레일(10)의 저면에 면접촉되어 지지하는 저면 지지판(111); 저면 지지판(111)의 외측에서 상측으로 연장형성됨과 아울러, 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 외측을 덮어 지지하는 외측 지지판(112);을 포함하고, 저면 지지판(111)에는 사각형 구조의 저면 결합공(113)이 형성되며, 저면 결합공(113) 및 저면 관통공(126)에 연통하여 근각볼트(300)가 결합하는 구조를 취하는 것이 바람직하다(도 19,20).
이 경우, 근각볼트(300)의 숫나사부(303)가 상측을 향하도록, 저면 결합공(113) 및 저면 관통공(126)에 연통하여 근각볼트(300)를 삽입하여 고정한 상태에서, 내측 지지부재(120)의 저판(123)의 상면에 너트를 체결하면 되므로, 상술한 시공의 편의성을 얻을 수 있다.
또한, 저면 지지판(111)에 복수의 저면 결합공(113)이 상호 간격을 두고 형성되는 경우, 상술한 바와 같이 철도레일의 종류(50㎏/m, 60㎏/m)에 따라 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 폭이 달라지더라도, 적절한 저면 결합공(113)을 선택하여 내측 지지부재(120)의 저판(123)의 저면 관통공(126)과 결합하면 되므로, 동일한 저면 지지판(111)을 사용할 수 있어 경제성 측면에서 유리하다.
저면 지지판(111)에는 앵커 결합공(114)이 형성되는 경우, 외측 지지부재(110)를 나무 재질의 침목에 대하여 앵커에 의해 고정할 수 있다는 장점이 추가된다.
센서 케이싱(200)은, 각도센서가 내부에 설치된 통형 구조의 본체(210); 본체(210)의 양측에서 외측으로 연장형성되어, 힌지결합부(101)에 힌지결합하는 센서 결합부재(220);를 포함하여 구성된다.
센서 결합부재(220)에는 체결공(231)이 형성되고, 체결공(231) 및 측면 결합공(125)에 공통으로 결합한 상기 근각볼트(300)에 의해 힌지결합부(101) 및 센서 결합부(220)가 상호 결합하는 구조를 취하므로, 상술한 시공의 편의성을 얻을 수 있다.
통형 구조의 본체(210)에는 센서 관통공(211)이 형성되고, 센서 결합부재(220)에는 장공 구조의 센서 결합홈(221)이 형성되며, 볼트 등의 체결부재(240)가 센서 관통공(211)을 관통하여 센서 결합홈(221)에 결합함으로써, 본체(210)와 센서 결합부재(220)가 상호 결합하는 구조를 취하는 경우, 시공오차를 쉽게 보정할 수 있다는 장점이 추가된다.
이하, 본 발명에 의한 철도레일의 폭방향 변위측정장치를 이용한 철도레일의 폭방향 변위측정방법에 관하여 설명한다.
양측 레일(10) 하부의 자갈을 제거하고, 한 쌍의 레일 고정부재(100)를 각각 양측 레일(10)의 하부를 둘러 설치한 후, 자갈을 원상태로 복귀시킨다.
센서 케이싱(200)의 양단을 한 쌍의 레일 고정부재(100)에 각각 힌지결합한다.
센서 케이싱(200)에 설치된 각도센서에 의해 한 쌍의 레일 고정부재(100)의 각도변화를 측정함으로써, 양측 레일(10)의 폭방향 변위를 측정한다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 레일 20 : 침목
100 : 레일 고정부재 101 : 힌지결합부
110 : 외측 지지부재 111 : 저면 지지판
112 : 외측 지지판 113 : 저면 결합공
114 : 앵커 결합공 120 : 내측 지지부재
121 : 본체판 122 : 단차판
123 : 저판 124 : 측판
125 : 측면 결합공 126 : 저면 관통공
130 : 결합부재 131 : 결합공
200 : 센서 케이싱 210 : 본체
211 : 센서 관통공 220 : 센서 결합부재
221 : 센서 결합홈 231 : 체결공
240 : 체결부재 300 : 근각볼트

Claims (7)

  1. 양측 레일(10)의 하부를 둘러 고정됨과 아울러, 힌지결합부(101)가 형성된 한 쌍의 레일 고정부재(100)와, 상기 양측 레일(10)의 상대 침하에 대응하여 힌지구동하도록, 양단이 각각 한 쌍의 상기 레일 고정부재(100)의 힌지결합부(101)에 힌지결합하는 센서 케이싱(200)과, 한 쌍의 상기 레일 고정부재(100)의 각도변화를 측정하도록, 상기 센서 케이싱(200)에 설치되는 각도센서;를 포함하고,
    상기 레일 고정부재(100)는,
    상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 저면 및 외측을 덮어 지지하는 외측 지지부재(110)와, 상기 외측 지지부재(110)에 결합함과 아울러, 상기 힌지결합부(101)를 형성하도록 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 덮어 지지하는 내측 지지부재(120);를 포함하는 철도레일의 폭방향 변위측정장치에 있어서,
    상기 내측 지지부재(120)는,
    본체판(121);
    상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 덮어 지지하도록 상기 본체판(121)에서 하측으로 연장형성된 단차판(122);
    상기 외측 지지부재(110)에 결합하도록, 상기 단차판(122)에서 전방으로 연장형성된 저판(123);
    상기 본체판(121) 및 저판(123)의 양측에 형성된 한 쌍의 측판(124);을 포함하고,
    근각볼트(300)가 결합하여 상기 힌지결합부(101)를 형성하도록, 상기 측판(124)에는 사각형 구조의 측면 결합공(125)이 형성되고,
    상기 한 쌍의 측판(124)은,
    상기 양측 레일(10) 사이의 간격에 대응하도록, 복수의 상기 측면 결합공(125)이 형성된 일측 측판(124a);
    시공오차를 보정하도록, 상기 측면 결합공(125)이 장공구조로 형성된 타측 측판(124b);을 포함하고,
    상기 내측 지지부재(120)의 저판(123)에는 원형 구조의 저면 관통공(126)이 형성되고,
    상기 외측 지지부재(110)는,
    상기 레일(10)의 저면에 면접촉되어 지지하는 저면 지지판(111);
    상기 저면 지지판(111)의 외측에서 상측으로 연장형성됨과 아울러, 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 외측을 덮어 지지하는 외측 지지판(112);을 포함하고,

    상기 양측 레일(10) 사이의 간격에 대응하도록, 복수의 상기 측면 결합공(125)이 형성된 일측 측판(124a);

    상기 저면 지지판(111)에는 상기 양측 레일(10) 사이의 간격에 대응하도록, 복수의 사각형 구조의 저면 결합공(113)이 상호 간격을 두고 형성되며,
    상기 저면 결합공(113) 및 저면 관통공(126)에 연통하여 상기 근각볼트(300)가 결합하고,
    상기 센서 케이싱(200)은,
    상기 각도센서가 내부에 설치된 통형 구조의 본체(210);
    상기 본체(210)의 양측에서 외측으로 연장형성되어, 상기 힌지결합부(101)에 힌지결합하는 센서 결합부재(220);를 포함하고,
    상기 센서 결합부재(220)에는 체결공(231)이 형성되고, 상기 체결공(231) 및 측면 결합공(125)에 공통으로 결합한 상기 근각볼트(300)에 의해 상기 힌지결합부(101) 및 센서 결합부(220)가 상호 결합하는 것을 특징으로 하는 철도레일의 폭방향 변위측정장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외측 지지부재(110)를 침목에 고정하도록, 상기 저면 지지판(111)에는 앵커 결합공(114)이 형성된 것을 특징으로 하는 철도레일의 폭방향 변위측정장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 통형 구조의 본체(210)에는 센서 관통공(211)이 형성되고,
    시공오차를 보정하도록, 상기 센서 결합부재(220)에는 장공 구조의 센서 결합홈(221)이 형성되며,
    체결부재(240)가 상기 센서 관통공(211)을 관통하여 상기 센서 결합홈(221)에 결합함으로써, 상기 본체(210)와 상기 센서 결합부재(220)가 상호 결합하는 것을 특징으로 하는 철도레일의 폭방향 변위측정장치.
  7. 제1항, 제4항, 제6항 중 어느 한 항의 철도레일의 폭방향 변위측정장치를 이용한 철도레일의 폭방향 변위측정방법으로서,
    양측 레일(10) 하부의 자갈을 제거하고, 상기 한 쌍의 레일 고정부재(100)를 각각 설치하는 단계;
    상기 센서 케이싱(200)의 양단을 상기 한 쌍의 레일 고정부재(100)에 각각 힌지결합하는 단계;
    상기 각도센서에 의해 상기 한 쌍의 레일 고정부재(100)의 각도변화를 측정함으로써, 상기 양측 레일(10)의 폭방향 변위를 측정하는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 철도레일의 폭방향 변위측정방법.
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