KR101917739B1 - 철도레일의 변위측정장치 - Google Patents

철도레일의 변위측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양측 레일(10)의 하부를 둘러 고정됨과 아울러, 상기 양측 레일(10)의 저면보다 하측에 위치하는 폭방향 케이싱 결합부(140)를 구비한 한 쌍의 레일 고정부재(100); 한 쌍의 상기 레일 고정부재(100)의 폭방향 케이싱 결합부(140) 사이에 설치되는 폭방향 센서 케이싱(200); 한 쌍의 상기 레일 고정부재(100)의 각도변화에 의해 양측 레일(10)의 폭방향 변위를 측정하도록, 상기 폭방향 센서 케이싱(200)에 설치되는 각도센서;를 포함하고, 상기 폭방향 센서 케이싱(200)은 상기 양측 레일(10)의 하부에 설치된 침목(20)의 상면보다 낮은 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 철도레일의 변위측정장치를 제시함으로써, 레일 또는 도상의 보수 시에도 철거할 필요가 없도록 한다.

Description

철도레일의 변위측정장치{MEASURING APPARATUS FOR RAIL}
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 1,2).
도 1,2는 한국특허출원 제10-2013-0110416호에 관한 것이다.
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.
그런데 위 종래기술의 경우, 그 실시 중 다음과 같은 문제점이 노출되었다.
레일(10) 또는 침목(20) 하부의 도상을 보수하는 경우, 레일(10)이 침하하면 안 되므로, 레일(10)의 내측(침목(20)들의 상부) 및 외측 도상에 보강빔(30)을 설치하고, 이들에 의해 레일(10)을 임시로 지지한다(도 3).
그런데 위 종래기술에 의한 변위측정장치는 센서 케이싱(200)이 침목(20)의 상부에 위치하므로 위 보강빔(30)과 저촉하게 된다.
따라서 도상 보수 시에는 변위측정장치를 철거했다가 보수 완료 후 다시 설치해야 한다는 불편함이 있었다.
위 도면부호들은 당해 종래기술에 대한 설명에 관하여 한정되는 것으로 한다.
한국특허출원 제10-2013-0110416호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 레일 또는 도상의 보수 시에도 철거할 필요가 없는 철도레일의 변위측정장치를 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 양측 레일(10)의 하부를 둘러 고정됨과 아울러, 상기 양측 레일(10)의 저면보다 하측에 위치하는 폭방향 케이싱 결합부(140)를 구비한 한 쌍의 레일 고정부재(100); 한 쌍의 상기 레일 고정부재(100)의 폭방향 케이싱 결합부(140) 사이에 설치되는 폭방향 센서 케이싱(200); 한 쌍의 상기 레일 고정부재(100)의 각도변화에 의해 양측 레일(10)의 폭방향 변위를 측정하도록, 상기 폭방향 센서 케이싱(200)에 설치되는 각도센서;를 포함하고, 상기 폭방향 센서 케이싱(200)은 상기 양측 레일(10)의 하부에 설치된 침목(20)의 상면보다 낮은 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 철도레일의 변위측정장치를 제시한다.
상기 레일 고정부재(100)는, 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 저면 및 외측을 덮어 지지하는 외측 지지부재(110); 상기 외측 지지부재(110)에 결합함과 아울러, 상기 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 덮어 지지하는 내측 지지부재(120); 상기 내측 지지부재(120)에 결합함과 아울러, 상기 양측 레일(10)의 저면보다 낮은 위치에 상기 폭방향 센서 케이싱(200)과의 결합을 위한 폭방향 케이싱 결합공(141)이 형성된 상기 폭방향 케이싱 결합부(140);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 외측 지지부재(110)는, 상기 레일(10)의 저면에 면접촉되어 지지하는 저면 지지부(111); 상기 저면 지지부(111)의 외측에서 상측으로 연장형성됨과 아울러, 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 외측을 덮어 지지하는 외측 지지부(112);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 내측 지지부재(120)는, 상기 저면 지지부(111) 및 상기 폭방향 케이싱 결합부(140)가 결합하는 몸통부(121); 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 덮어 지지하도록 상기 몸통부(121)에 형성된 단차부(122);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 폭방향 케이싱 결합부(140)는, 상기 몸통부(121)의 상부에 결합하는 몸통부 결합부(142); 상기 몸통부 결합부(142)의 단부에서 하측으로 연장형성됨과 아울러, 상기 폭방향 케이싱 결합공(141)이 형성된 하측 연장부(143);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 하측 연장부(143)의 폭방향 케이싱 결합공(141)은 상하방향을 따라 복수가 형성된 것이 바람직하다.
상기 하측 연장부(143)의 폭방향 케이싱 결합공(141)은 폭방향을 따라 복수가 형성된 것이 바람직하다.
상기 레일 고정부재(100)와 진행방향을 따라 간격을 두고 설치된 진행방향 레일 고정부재(100a); 상기 레일 고정부재(100) 및 진행방향 레일 고정부재(100a)의 사이에 설치된 진행방향 센서 케이싱(200a); 상기 레일 고정부재(100) 및 진행방향 레일 고정부재(100a)의 각도변화에 의해 일측 레일(10)의 진행방향 변위를 측정하도록, 상기 진행방향 센서 케이싱(200a)에 설치되는 각도센서;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 진행방향 센서 케이싱(200a)에 결합하는 진행방향 케이싱 결합공(141a)이 형성됨과 아울러, 상기 몸통부(121)의 상부에 설치된 진행방향 케이싱 결합부(140a);를 더 포함하고, 상기 진행방향 케이싱 결합부(140a)는, 상기 몸통부(121)의 상부에 결합하는 몸통부 지지부(142a); 상기 몸통부 지지부(142a)의 단부에서 상측으로 연장형성됨과 아울러, 상기 진행방향 케이싱 결합공(141a)이 형성된 상측 연장부(143a);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 진행방향 케이싱 결합부(140a)의 몸통부 지지부(142a)가 상기 몸통부(121)의 상면에 면접촉하도록 결합하고, 상기 폭방향 케이싱 결합부(140)의 몸통부 결합부(142)가 상기 진행방향 케이싱 결합부(140a)의 상면에 면접촉함과 아울러, 상기 몸통부(121)와 결합한 것이 바람직하다.
본 발명은 레일 또는 도상의 보수 시에도 철거할 필요가 없는 철도레일의 변위측정장치를 제시한다.
도 1 내지 3은 종래기술에 의한 변위측정장치를 도시한 것으로서,
도 1은 횡단면도.
도 2는 평면도.
도 3은 보강빔이 설치된 레일의 사진.
도 4 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 4는 변위측정장치의 제1 실시예의 횡단면도.
도 5는 변위측정장치의 제2 실시예의 횡단면도.
도 6은 변위측정장치의 제1 실시예의 정면도.
도 7은 변위측정장치의 제1 실시예의 측면도.
도 8은 내측 지지부재의 사시도.
도 9는 외측 지지부재의 사시도.
도 10은 폭방향 케이싱 결합부의 평면도.
도 11은 폭방향 케이싱 결합부의 측면도.
도 12는 폭방향 케이싱 결합부의 정면도.
도 13은 변위측정장치의 제3 실시예의 평면도.
도 14는 변위측정장치의 제3 실시예의 시험시공 사진.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 4 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 철도레일의 변위측정장치는 기본적으로, 양측 레일(10)의 하부를 둘러 고정됨과 아울러, 양측 레일(10)의 저면보다 하측에 위치하는 폭방향 케이싱 결합부(140)를 구비한 한 쌍의 레일 고정부재(100); 한 쌍의 레일 고정부재(100)의 폭방향 케이싱 결합부(140) 사이에 설치되는 폭방향 센서 케이싱(200); 한 쌍의 레일 고정부재(100)의 각도변화에 의해 양측 레일(10)의 폭방향 변위를 측정하도록, 폭방향 센서 케이싱(200)에 설치되는 각도센서;를 포함하여 구성된다.
여기서 폭방향 센서 케이싱(200)은 양측 레일(10)의 하부에 설치된 침목(20)의 상면보다 낮은 위치에 설치된 것을 특징으로 한다.
즉, 종래기술과 같이 양측 레일(10)에 설치된 한 쌍의 레일 고정부재(100) 사이에 폭방향 센서 케이싱(200)을 설치하되, 그 폭방향 센서 케이싱(200)이 침목(20)의 상면보다 낮은 위치에 오도록 레일 고정부재(100)의 구조를 변경한 것이다.
따라서 레일(10) 또는 침목(20) 하부의 도상의 보수를 위하여, 레일(10)의 내측(침목(20)들의 상부)에 보강빔(30)을 설치한다 하더라도, 폭방향 센서 케이싱(200)의 위치가 보강빔(30)보다 낮으므로 양자의 저촉은 발생하지 않게 되고, 이로 인하여 레일이나 도상의 보수 시 종래와 같이 변위측정장치를 철거할 필요가 없다는 효과가 있다.
레일 고정부재(100)는 구체적으로, 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); 내측 지지부재(120)에 결합함과 아울러, 양측 레일(10)의 저면보다 낮은 위치에 폭방향 센서 케이싱(200)과의 결합을 위한 폭방향 케이싱 결합공(141)이 형성된 폭방향 케이싱 결합부(140);를 포함하여 구성된다(도 6 내지 12).
이는 외측 지지부재(110), 내측 지지부재(120), 폭방향 케이싱 결합부(140)를 볼트체결구조 등에 의해 현장에서 간편하게 조립할 수 있다는 장점이 있다.
외측 지지부재(110)는, 레일(10)의 저면에 면접촉되어 지지하는 저면 지지부(111); 저면 지지부(111)의 외측에서 상측으로 연장형성됨과 아울러, 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 외측을 덮어 지지하는 외측 지지부(112);를 포함하여 구성된다(도 9).
저면 지지부(111)의 양 가장자리에서 하측으로 연장보강부(113)가 연장형성되는 경우, 저면 지지부(111)의 휨 강성이 더욱 증대된다는 장점이 있다.
내측 지지부재(120)는, 저면 지지부(111) 및 폭방향 케이싱 결합부(140)가 결합하는 몸통부(121); 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 덮어 지지하도록 몸통부(121)에 형성된 단차부(122);를 포함하여 구성된다(도 8).
폭방향 케이싱 결합부(140)는 전체적으로 "ㄱ"자형 절곡구조로서, 몸통부(121)의 상부에 결합하는 몸통부 결합부(142); 몸통부 결합부(142)의 단부에서 하측으로 연장형성됨과 아울러, 폭방향 케이싱 결합공(141)이 형성된 하측 연장부(143);를 포함하여 구성된다(도 10 내지 12).
외측 지지부재(110)의 저면 지지부(111)의 내측에 결합공(114)이 형성되고, 내측 지지부재(120)의 몸통부(121)에 상하방향을 따라 관통공(123)이 형성되고, 폭방향 케이싱 결합부(140)의 몸통부 결합부(142)에 결합공(144)이 형성되는 경우, 하나의 볼트 및 너트에 의해 외측 지지부재(110), 내측 지지부재(120), 폭방향 케이싱 결합부(140)를 모두 결합할 수 있다는 장점이 있다.
도 8 내지 12는 위 결합공 및 관통공이 각각 2개씩 형성된 실시예를 도시한 것이고, 이 경우에는 2개씩의 볼트 및 너트가 필요하다.
케이싱 결합부(140)의 하측 연장부(143)의 폭방향 케이싱 결합공(141)은 상하방향을 따라 복수가 형성될 수 있는데, 이는 폭방향 센서 케이싱(200)의 높이를 조절하여 보강빔(30)과의 저촉을 더욱 확실하게 방지할 수 있다는 장점이 있다.
현재 철도레일은 2종류(50㎏/m, 60㎏/m)가 사용되는데, 그 종류에 따라 레일의 하측 플랜지의 폭 및 양측 레일 사이의 간격이 다르다.
하측 연장부(143)의 폭방향 케이싱 결합공(141)이 폭방향을 따라 복수 형성되는 경우, 상술한 철도레일의 종류와 관계없이 복수의 폭방향 케이싱 결합공(141) 중 적절한 결합공(141)을 골라 폭방향 센서 케이싱(200)을 설치할 수 있으므로, 간편하다는 장점이 있다(도 4,5).
한편, 레일(10)의 진행방향 변위측정을 위하여, 레일 고정부재(100)와 진행방향을 따라 간격을 두고 설치된 진행방향 레일 고정부재(100a); 레일 고정부재(100) 및 진행방향 레일 고정부재(100a)의 사이에 설치된 진행방향 센서 케이싱(200a); 레일 고정부재(100) 및 진행방향 레일 고정부재(100a)의 각도변화에 의해 일측 레일(10)의 진행방향 변위를 측정하도록, 진행방향 센서 케이싱(200a)에 설치되는 각도센서;를 더 포함하는 구조를 취할 수 있다(도 6,7,13).
구체적으로, 진행방향 센서 케이싱(200a)에 결합하는 진행방향 케이싱 결합공(141a)이 형성됨과 아울러, 몸통부(121)의 상부에 설치된 진행방향 케이싱 결합부(140a);를 더 포함하여 구성된다.
위 진행방향 케이싱 결합부(140a)는, 몸통부(121)의 상부에 결합하는 몸통부 지지부(142a); 몸통부 지지부(142a)의 단부에서 상측으로 연장형성됨과 아울러, 진행방향 케이싱 결합공(141a)이 형성된 상측 연장부(143a);를 포함하여 구성된다(도 6,7).
몸통부 지지부(142a)에는 볼트결합 등을 위한 결합공(144a)이 형성된다.
진행방향 케이싱 결합부(140a)의 몸통부 지지부(142a)가 몸통부(121)의 상면에 면접촉하도록 결합하고, 폭방향 케이싱 결합부(140)의 몸통부 결합부(142)가 진행방향 케이싱 결합부(140a)의 상면에 면접촉함과 아울러, 몸통부(121)와 결합한 구조를 취하는 경우, 상술한 바와 같이 하나의 볼트 및 너트에 의해 외측 지지부재(110), 내측 지지부재(120), 폭방향 케이싱 결합부(140) 및 진행방향 케이싱 결합부(140a)를 모두 결합할 수 있다는 장점이 있다(도 6,7).
도 6 내지 12는 위 결합공 및 관통공이 각각 2개씩 형성된 실시예를 도시한 것이고, 이 경우에는 2개씩의 볼트 및 너트가 필요하다.
도 14는 본 발명에 의한 변위측정장치의 효과를 시험해 보기 위하여, 시험시공한 상태를 촬영한 사진이다.
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 100a : 진행방향 레일 고정부재
110 : 외측 지지부재 111 : 저면 지지부
112 : 외측 지지부 120 : 내측 지지부재
121 : 몸통부 122 : 단차부
140 : 폭방향 케이싱 결합부 141 : 폭방향 케이싱 결합공
142 : 몸통부 결합부 143 : 하측 연장부
140a : 진행방향 케이싱 결합부 141a : 진행방향 케이싱 결합공
142a : 몸통부 지지부 143a : 상측 연장부
200 : 폭방향 센서 케이싱 200a : 진행방향 센서 케이싱

Claims (10)

  1. 양측 레일(10)의 하부를 둘러 고정됨과 아울러, 상기 양측 레일(10)의 저면보다 하측에 위치하는 폭방향 케이싱 결합부(140)를 구비한 한 쌍의 레일 고정부재(100);
    한 쌍의 상기 레일 고정부재(100)의 폭방향 케이싱 결합부(140) 사이에 설치되는 폭방향 센서 케이싱(200);
    한 쌍의 상기 레일 고정부재(100)의 각도변화에 의해 양측 레일(10)의 폭방향 변위를 측정하도록, 상기 폭방향 센서 케이싱(200)에 설치되는 각도센서;를 포함하고,
    상기 폭방향 센서 케이싱(200)은 상기 양측 레일(10)의 하부에 설치된 침목(20)의 상면보다 낮은 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 철도레일의 변위측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레일 고정부재(100)는,
    상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 저면 및 외측을 덮어 지지하는 외측 지지부재(110);
    상기 외측 지지부재(110)에 결합함과 아울러, 상기 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 덮어 지지하는 내측 지지부재(120);
    상기 내측 지지부재(120)에 결합함과 아울러, 상기 양측 레일(10)의 저면보다 낮은 위치에 상기 폭방향 센서 케이싱(200)과의 결합을 위한 폭방향 케이싱 결합공(141)이 형성된 상기 폭방향 케이싱 결합부(140);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 철도레일의 변위측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외측 지지부재(110)는,
    상기 레일(10)의 저면에 면접촉되어 지지하는 저면 지지부(111);
    상기 저면 지지부(111)의 외측에서 상측으로 연장형성됨과 아울러, 상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 외측을 덮어 지지하는 외측 지지부(112);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 철도레일의 변위측정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내측 지지부재(120)는,
    상기 저면 지지부(111) 및 상기 폭방향 케이싱 결합부(140)가 결합하는 몸통부(121);
    상기 레일(10)의 하측 플랜지(11)의 내측을 덮어 지지하도록 상기 몸통부(121)에 형성된 단차부(122);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 철도레일의 변위측정장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 폭방향 케이싱 결합부(140)는,
    상기 몸통부(121)의 상부에 결합하는 몸통부 결합부(142);
    상기 몸통부 결합부(142)의 단부에서 하측으로 연장형성됨과 아울러, 상기 폭방향 케이싱 결합공(141)이 형성된 하측 연장부(143);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 철도레일의 변위측정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하측 연장부(143)의 폭방향 케이싱 결합공(141)은 상하방향을 따라 복수가 형성된 것을 특징으로 하는 철도레일의 변위측정장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 하측 연장부(143)의 폭방향 케이싱 결합공(141)은 폭방향을 따라 복수가 형성된 것을 특징으로 하는 철도레일의 변위측정장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 레일 고정부재(100)와 진행방향을 따라 간격을 두고 설치된 진행방향 레일 고정부재(100a);
    상기 레일 고정부재(100) 및 진행방향 레일 고정부재(100a)의 사이에 설치된 진행방향 센서 케이싱(200a);
    상기 레일 고정부재(100) 및 진행방향 레일 고정부재(100a)의 각도변화에 의해 일측 레일(10)의 진행방향 변위를 측정하도록, 상기 진행방향 센서 케이싱(200a)에 설치되는 각도센서;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 철도레일의 변위측정장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 진행방향 센서 케이싱(200a)에 결합하는 진행방향 케이싱 결합공(141a)이 형성됨과 아울러, 상기 몸통부(121)의 상부에 설치된 진행방향 케이싱 결합부(140a);를 더 포함하고,
    상기 진행방향 케이싱 결합부(140a)는,
    상기 몸통부(121)의 상부에 결합하는 몸통부 지지부(142a);
    상기 몸통부 지지부(142a)의 단부에서 상측으로 연장형성됨과 아울러, 상기 진행방향 케이싱 결합공(141a)이 형성된 상측 연장부(143a);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도레일의 변위측정장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 진행방향 케이싱 결합부(140a)의 몸통부 지지부(142a)가 상기 몸통부(121)의 상면에 면접촉하도록 결합하고,
    상기 폭방향 케이싱 결합부(140)의 몸통부 결합부(142)가 상기 진행방향 케이싱 결합부(140a)의 상면에 면접촉함과 아울러, 상기 몸통부(121)와 결합한 것을 특징으로 하는 철도레일의 변위측정장치.
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