KR102091357B1 - 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리 및 이를 연결한 트롤리 열차 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트롤리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리 및 이를 연결한 트롤리 열차에 관한 것이다. 이를 위해, 고중량의 구조물(20)을 이송하기 위한 트롤리에 있어서, 트롤리(100)의 프레임(110) 상에 설치되어 구조물(20)을 승강하는 복수의 승강잭(120); 및 프레임(110)과 차륜(130) 사이에 설치되어 구조물(20)의 하중을 지탱하면서 충격을 완화하는 스프링(160);을 포함하는 것을 특징으로 하는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리가 제공된다.

Description

고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리 및 이를 연결한 트롤리 열차{Trolley for moving a heavy constructions and Trolly train}

본 발명은 트롤리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리 및 이를 연결한 트롤리 열차에 관한 것이다.

일일 400회 이상 운행하는 열차 운행에 지장을 주지 않으면서 노후 철도교량의 상부를 교체하는 작업은 매우 고난이도의 공사로 알려져 있다. 외국의 사례에서는 우회 철도를 구축한 후 공사를 시작하는 것이 일반적이나 국토가 좁고 교통밀도가 높은 우리나라에서는 우회 철도를 위한 부지를 확보하기가 매우 곤란하다.

종래에는 열차가 운행하지 않는 야간시간대(새벽1시~4시)를 이용하여 점진적으로 교체작업을 해야만 했기 때문에 공사기간이 길고 공사비용이 증가하는 단점이 있었다.

또한, 일정 길이의 철도교량 상부를 미리 제작하여 크레인으로 들어서 교체하는 공법이 제시되었다. 그러나, 국토 대부분의 철도가 전철화됨으로서 상부에 고압의 전차선이 있기 때문에 크레인 작업은 안전상의 이유로 거부되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 노후 철도교량의 주변에서 일정 길이단위의 신규 구조물을 완성하고 이를 기존 선로를 통해 운송한 뒤 본 출원인에 의해 제안된 유도상화 공법에 의해 교체하는 새로운 공법이 제시되었다.

한편 고중량물인 신규 구조물을 기존 철도로 이송하기 위해서는 복수의 트롤리(대차)를 활용하는 것이 바람직하다. 그런데 종래의 트롤리는 구조물을 올려 놓는 것일 뿐 구조물과 트롤리를 연결하여 고정하는 장치가 없어서 안전사고의 위험이 있었다.

또한, 신규 철도교량의 신설이 아니라 노후 철도교량의 상부교체이기 때문에 기존 철도를 이용시 철도 주변의 시설물 및 통과하는 역내 플래폼과 간섭이 없어야 한다는 조건이 있었다. 이를 충족하기 위해 트롤리 중심으로 일측으로 편심되도록 신규 구조물을 적재하였는데 이러한 불균형으로 인해 종래의 트롤리가 기울어진 채로 이송되었고, 구조물의 낙하나 전복의 위험이 있었다. 특히, 종래 트롤리의 서스펜션 장치나 스프링 장치는 용접을 통한 고정형이었기 때문에 교체하기 어려웠다.

1. 대한민국 특허등록 제 10-1287455 호 (교량의 상부구조물용 런칭시스템 및 이를 이용한 시공방법) 2. 대한민국 특허등록 제 10-1269868 호 (교량의 개량공법) 3. 대한민국 특허등록 제 10-0556219 호 (철도교량의 상부구조물 교체 및 이를 이용한 유도상화방법)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 50톤 이상과 같은 고중량 구조물을 트롤리상에 고정하여 이송함으로써 노후 철도교량의 상부를 교체할 수 있도록 하는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리 및 이를 연결한 트롤리 열차를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 고중량 구조물을 트롤리상에 편심되도록 탑재하여도 수평을 유지하면서 이송될 수 있는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리 및 이를 연결한 트롤리 열차를 제공하는 것이다.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 고중량의 구조물(20)을 이송하기 위한 트롤리에 있어서, 트롤리(100)의 프레임(110) 상에 설치되어 상기 구조물(20)을 승강하는 승강잭(120); 및 프레임(110)과 차륜(130) 사이에 설치되어 구조물(20)의 하중을 지탱하면서 충격을 완화하는 스프링(160);을 포함하는 것을 특징으로 하는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리가 제공된다.

또한, 구조물(20)은 신규 선로(22), 침목(23) 및 도로교중 적어도 하나를 포함하는 신규 구조물(20)이고, 차륜(130)은 교체 대상인 선로(10)를 따라 이동한다.

또한, 차륜(130)은 선로(10)상에서 이동가능한 제 1 차륜(130a)과 제 2 차륜(130b)을 포함하고, 그리고 스프링(160)은 제 1 차륜(130a)에 설치되는 제 1 스프링(160a)과 제 2 차륜(130b)에 설치되는 제 2 스프링(160b)을 포함한다.

또한, 구조물(20)은, 구조물(20)의 중심선(21)과 트롤리의 중심선(60) 사이에서 소정의 편심(62)이 발생하도록 재하되고, 그리고 구조물(20)이 수평을 유지하도록 제 1 스프링(160a)의 스프링상수(k1)와 제 2 스프링(160b)의 스프링상수(k2)가 서로 상이하다.

또한, 스프링(160)은 프레임(110)으로부터 탈착 가능하다.

또한, 스프링(160)의 일측이 프레임(110)과 닿는 영역에 설치되어 스프링(160)의 일측과 조립되는 상부 스토퍼(114); 차륜(130)을 지지하는 차축블록(117); 및 스프링(160)의 타측이 차축블록(117)과 닿는 영역에 설치되어 스프링(160)의 타측과 조립되는 하부스토퍼(115);를 더 포함한다.

또한, 트롤리(100)를 제동하기 위한 제동장치(150)를 더 포함한다.

또한, 구조물(20)과 상기 트롤리(100) 사이를 체결하거나 체결해제하는 브라켓(200)이 더 구비된다.

또한, 브라켓(200)은, 구조물(20)의 저면(25)으로부터 돌출되는 저면돌출편(210); 프레임(110)으로부터 돌출되고 슬롯(280)이 형성된 프레임돌출편(220); 일단이 저면돌출편(210)에 체결되는 제 2 볼트(250); 제 2 볼트(250)로부터 일체로 연장되고, 상기 슬롯(280)을 통과하는 볼트축(270); 및 볼트축(270)과 프레임돌출편(220) 사이에서 체결되는 너트(260);로 구성된다.

또한, 차륜(130)을 구동시키기 위한 자가모터(190)가 더 구비할 수 있다.

전술한 트롤리(100)가 복수개 연결되고, 각 트롤리(100)의 차륜(130)은 선로(10)상에서 이동가능한 제 1 차륜(130a)과 제 2 차륜(130b)을 포함하고, 제 1 차륜(130a)측의 승강잭(120)에 유압을 공급하는 제 1 유압라인(370); 제 2 차륜(130b)측의 승강잭(120)에 유압을 공급하는 제 2 유압라인(372); 제 1 유압라인(370)과 상기 제 2 유압라인(372)에 유압을 분배하는 유압분배기(310); 유압분배기(3100로 유압을 공급하는 유압펌프(300); 및 제 1 유압라인(370)과 상기 제 2 유압라인(372)의 압력을 제어하는 제어부(400);를 더 포함한다.

또한, 복수의 트롤리(100)는 적어도 제 1, 2, 3, 4 트롤리(100a, 100b, 100c, 100d)로 연결되고, 제 1, 2 트롤리(100a, 100b)의 제 1 차륜(130a)측 승강잭(120)에 유압을 공급하는 제 3 유압라인(374); 제 1, 2 트롤리(100a, 100b)의 제 2 차륜(130b)측 승강잭(120)에 유압을 공급하는 제 4 유압라인(376); 제 3, 4 트롤리(100c, 100d)의 상기 1 차륜(130a)측 승강잭(120)에 유압을 공급하는 제 1 유압라인(370); 및 제 3, 4 트롤리(100c, 100d)의 상기 2 차륜(130b)측 승강잭(120)에 유압을 공급하는 제 2 유압라인(372);을 포함하고, 유압분배기(310)는 제 1, 2, 3, 4 유압라인(370, 372, 374, 376)에 유압을 분배하고, 제어부(400)는 제 1, 2, 3, 4 유압라인(370, 372, 374, 376)의 압력을 각각 제어한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 50톤 이상의 고중량 구조물을 트롤리상에 고정하여 이송함으로써 안전사고없이 이송이 가능하다. 그리고, 구조물을 신속하게 트롤리 상에 체결하여 고정할 수 있고, 필요한 경우 신속하게 체결해제할 수 있다. 따라서, 열차 운행이 중단되는 짧은 심야시간대(약 3시간 ~ 4시간 동안)에 적어도 한 구간을 교체할 수 있다.

그리고 고중량 구조물을 트롤리상에 편심되도록 탑재하여도 수평을 유지하면서 이송될 수 있다. 따라서, 구조물이 기존 철도를 따라 이송하더라도 철도 주변의 시설물이나 역내 플래폼과 간섭을 일으키지 않으며, 고중량 구조물이 전복되거나 낙하하는 안전하고를 방지할 수 있다.

아울러, 본원의 스프링을 교체할 수 있기 때문에 적재되는 구조물의 하중 및 편심 정도에 따라 스프링을 교체하여 적절하게 수평을 유지할 수 있다.

또한, 트롤리 상부에 설치된 복수의 승강잭을 개별적으로 컴퓨터 제어함으로써 트롤리가 이송중에도 정확하게 구조물을 적재할 수 있고, 전도되거나 트롤리가 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따라 고중량 구조물을 이송하기 위한 4축 트롤리(100)의 정면도,
도 1b는 도 1a에 도시된 4축 트롤리(100)의 평면도,
도 1c은 도 1a에 도시된 4축 트롤리(100)의 측면도,
도 2는 본 발명의 일실시예로써 자가모터(190)가 장착된 3축 트롤리(100)의 정면도,
도 3는 도 2에 도시된 3축 트롤리(100)의 평면도,
도 4는 도 1b중 A-A방향의 단면도,
도 5a는 도 1a중 차륜(130) 주변에 대한 부분 단면도,
도 5b는 도 1a중 제동장치(150)가 없는 차륜에 대한 측단면도,
도 6은 본 발명에 따른 트롤리를 복수개 연결하고 상부에 신규 구조물(20)을 적재한 뒤 추진 및 견인체(50)로 이동하는 상태를 나타내는 사용상태도,
도 7은 도 6에 도시된 사용상태도의 측면도,
도 8은 도 6에 도시된 사용상태도의 평면도,
도 9는 도 6에 도시된 사용상태도에서 신규구조물(20)과 트롤리(100) 사이를 체결하는 브라켓(200) 및 그 주변을 나타내는 부분 확대도,
도 10은 도 9에 도시된 브라켓(200)의 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 트롤리(100)를 4개 연결하고 유압회로를 구성한 평면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 트롤리에 대해 수직 동하중에 재하되었을 때를 시뮬레이션한 것으로, 응력의 분포 상태를 나타내는 3차원 해석도이고,
도 13은 도 12 중 최대 응력이 발생하는 영역을 부분확대한 해석도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

실시예의 구성

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 먼저, 도 1a는 본 발명의 일실시예에 따라 고중량 구조물을 이송하기 위한 4축 트롤리(100)의 정면도, 도 1b는 도 1a에 도시된 4축 트롤리(100)의 평면도, 도 1c은 도 1a에 도시된 4축 트롤리(100)의 측면도이다. 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 트롤리(대차, 100)는 대략 8개의 차륜(130)과 H빔으로 제작되는 프레임(110)으로 구성된다.

8개의 승강잭(120)은 프레임(110)의 상면에 설치되는 유압실린더이며, 제어부(400)를 통해 개별적으로 승강 높이가 제어된다.

걸쇠(170)는 프레임(110)의 상면에 4개가 설치되며, 지게차(미도시)의 리프트가 끼워져 트롤리(100) 전체를 들어 올릴때 사용한다.

유압커넥터(180)는 프레임(110)에 일측에 구비되어 유압분배기(310)로부터 유압이 공급되며, 공급된 유압은 각 승강잭(120)과 제동장치(150)에 공급된다. 유압커넥터(180)는 제 1 차륜(130a)용과 제 2 차륜(130b)용을 위해 2채널로 구성된다.

전방연결구(140a)는 프레임(110)의 일측에 구비되어, 후방연결구(140b)는 프레임(110)의 타측에 구비되어 연속적인 트롤리(100)의 연결을 가능하게 한다.

스프링(160)은 각 차륜(130)마다 두쌍씩 구비되며, 프레임(110)과 차륜(130) 사이에서 구조물(20)의 하중을 지탱하면서 이송중 충격을 완화하는 기능을 한다.

제동장치(150)는 트롤리(100)를 감속시키기 위한 브레이크로서, 외부로부터의 제동신호에 따라 필요한 제동 유압을 발생시키고 이를 브레이크 디스크(152)와 브레이크 패드(154)로 전달한다. 제동장치(150)가 설치된 트롤리(100)도 있고, 제동장치(150)가 설치되지 않은 트롤리(100)도 있다. 도 1a에서 8개의 차륜(130)중 4개의 차륜(130)에 대해서만 제동장치(150)가 설치되어 있다.

도 1c에 도시된 바와 같이, 제동장치(150)는 제 1 차륜(130a)과 제 2 차륜(130b) 사이에 설치되며, 각 차륜(130a, 130b)의 양측에는 브레이크 디스크(152)가 설치되어 있다.

도 4는 도 1b중 A-A방향의 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 차축(135)을 중심으로 차륜(130)과 브레이크 디스크(152)가 일체로 회전하고, 둘레 방향에는 브레이크 패드(154)가 설치된다. 이러한 구성은 자동차 등에서 널리 적용되는 공지의 구성이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 5a는 도 1중 차륜(130) 주변에 대한 부분 단면도이고, 도 5b는 도 1a중 제동장치(150)가 없는 차륜에 대한 측단면도이다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 프레임(110)은 상부프레임(112), 차륜프레임(111) 및 하부프레임(116)으로 이루어진다.

상부프레임(112)은 프레임(110) 상면에 형성되거나 일체로 제작될 수 있다.

차륜프레임(111)은 상부프레임(112)과 일체로 연결되고 한쌍이 이격되도록 설치되어 그 사이에 차축블록(117)이 슬라이딩 가능하게 위치한다.

하부프레임(116)은 이격된 한쌍의 차륜프레임(111)의 하단에서 볼트(113)로 체결되며 차축블록(117)의 하부를 지지한다.

차축블록(117)은 중심영역에 차축(135)이 회전 가능하게 설치되고, 하단은 하부프레임(116)에 지지되며, 양측면은 차륜프레임(111)으로 안내된다.

한쌍의 하부스토퍼(115)는 차축블록(117)의 상면에 일체로 돌출되어 있으며, 스프링(160)의 내경에 끼워질 수 있는 정도의 외경을 갖는다.

한쌍의 상부스토퍼(114)는 프레임(110)의 하면으로부터 일체로 돌출되어 있으며, 스프링(160)의 내경에 끼워질 수 있는 정도의 외경을 갖는다.

두쌍의 스프링(160)은 압축 코일 스프링이며, 각 스프링(160)의 상단은 상부스토퍼(114)에 의해 조립되고, 하단은 하부스토퍼(115)에 의해 조립된다. 스프링(160)은 판스프링, 비틀림 스프링으로 대체될 수 있고, 그에 따른 스프링 지지 구조도 적절히 변경될 수 있다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 제 1 차륜(130a)에는 4개의 제 1 스프링(160a)이 설치되고, 제 2 차륜(130b)에는 4개의 제 2 스프링(160b)이 설치된다. 도 7에 도시된 편심(62)의 크기, 구조물(20)의 중량, 트롤리(100)의 진행방향(40)에 따라 제 1 스프링(160a)의 스프링상수(k1)와 제 2 스프링(160b)의 스프링상수(k2)를 다르게 할 수 있다. 즉, k1 < k2 또는 k1 > k2로 선택하거나, k1 << k2 또는 k1 >> k2로 선택할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예로써 자가모터(190)가 장착된 3축 트롤리(100)의 정면도이고, 도 3는 도 2에 도시된 3축 트롤리(100)의 평면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 프레임(110) 하부에 자가모터(190)를 설치하고 차륜축과 체인(195)으로 연결하여 구동력을 전달할 수 있다. 자가모터(190)는 저속 고토오크를 출력하거나 이를 위한 감속기를 포함하는 전기모터 또는 유압모터이다. 동력전달을 위해 체인(195) 이외에 기어열을 사용할 수 있다. 이러한 자가모터(190)는 정역회전 및 속도제어가 가능한 모터인 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명에 따른 트롤리를 복수개 연결하고 상부에 신규 구조물(20)을 적재한 뒤 추진 및 견인체(50)로 이동하는 상태를 나타내는 사용상태도이고, 도 7은 도 6에 도시된 사용상태도의 측면도이며, 도 8은 도 6에 도시된 사용상태도의 평면도이다. 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 기존 선로(10) 상에서 제 1, 2, 3, 4, 5 트롤리(100a, 100b, 1`00c, 100d, 100e)를 일렬로 연결하고, 상부에 신규 구조물(20)을 적재한다. 추진 및 견인체(50)는 연결봉(30)을 통해 제 5 트롤리(100e)와 연결되며, 추진 및 견인체(50)는 진행방향(40)으로 이송을 할 수 있다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 신규 구조물(20)은 고중량의 콘크리트 슬래브 구조물이고, 그 상부에 기초(24), 다수의 침목(23) 및 신규 선로(22)가 완전히 조립된 상태이다. 신규 구조물(20)이 선로가 아닌 도로교인 경우도 가능하다.

도 7을 기준으로 신규 구조물(20)은 차량한계선(26)까지 최대로 밀착하여 우측으로 배치될 수 있으며, 차량한계선(26)을 넘으면 선로 주변의 시설물이나 연내 플래폼과 간섭을 일으킨다. 그리고, 트롤리(100)는 기존 선로(10) 위에 놓여져야 하므로, 도 7에 도시된 바와 같이, 구조물(21)의 중심선과 트롤리 중심선(60) 사이에는 편심(62)이 발생한다. 이와 같은 편심(62)은 특히 복선 노선에서 발생한다.

도 9는 도 6에 도시된 사용상태도에서 신규구조물(20)과 트롤리(100) 사이를 체결하는 브라켓(200) 및 그 주변을 나타내는 부분 확대도이고, 도 10은 도 9에 도시된 브라켓(200)의 사시도이다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 구조물(20)의 저면(25)에는 8개(4개씩 2열)의 저면돌출편(210)이 일체로 돌출되어 있다. 단면이 "U" 형상인 연결브라켓(23)은 상부에서 제 1 볼트(240)에 의해 저면돌출편(210)과 체결되고, 하부에서 제 2 볼트(250)에 의해 체결된다.

제 2 볼트(250)와 볼트축(270)은 일체이며, 볼트축(270)은 수직으로 연장되어 슬롯(280)을 관통한다.

프레임돌출편(220)은 플레임(110)의 측면에서 4개씩 2열로 총 8개가 일체로 용접되어 있다. 프레임돌출편(220)은 측면이 삼각형상이고, 그 내부에는 슬롯(280)이 형성되어 있다. 따라서, 너트(260)는 볼트축(270)에 끼워져 프레임돌출편(220)에 대해 단단히 체결된다.

승강잭(120)의 승강높이가 달라져도 너트(260)가 체결될 수 있고, 볼트와 너트(260)를 체결해제하여 구조물(20)과 트롤리(100)를 쉽고 신속하게 분리할 수 있다.

실시예의 동작

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명하기로 한다.

먼저 도 6 내지 도 8에 도시된 신규 구조물(20)을 기존 철도(10) 인근에서 완성한다.

그 후, 도 10에 도시된 브라켓(200)을 이용하여 구조물(20)과 5대의 트롤리(100)를 체결한다. 이 때, 도 7에 도시된 바와 같이 신규 구조물(20)과 트롤리(100)는 편심(62)을 유지한다. 그리고, 트롤리(100)는 신규 구조물(20)의 저면(25)에 매달린 상태가 된다.

그 다음, 열차 운행이 중단된 심야 시간대를 통해 기존 철도(10) 수직하게 설치된 횡진선로(미도시)와 횡진선로상에 올려진 횡진트롤리(미도시)를 이용하여 구조물(20)과 트롤리(100)를 기존 선로(10)위에 올린다. 이때, 신규 구조물(20)의 하중이 제 1 차륜(130a)과 제 2 차륜(130b)에 각각 다르게 재하된다. 예를 들어, 제 1 차륜(130a)측에는 10톤이 재하되고, 제 2 차륜(130b)측에는 4톤이 재하된다. 신규 구조물(20)이 수평상태를 유지하도록 제 1 차륜(130a)의 스프링상수(k1)와 제 2 차륜(130b)의 스프링상수(k2)를 미리 고려하여 결정한다. 즉, 도 5a에 도시된 바와 같이 볼트(113), 하부프레임(116) 및 차축블록(117)을 해체한 후 원하는 스프링상수를 가진 스프링으로 교체한다.

또한, 8개의 승강잭(120)을 컴퓨터로 개별 제어하여 구조물(20)의 하중이 편중되지 않도록 한다.

그 다음, 도 6과 같이 연결봉(30)과 추진 및 견인체(50)를 연결한다. 이후, 교체대상인 철도교량의 상부까지 이동한 후, 유동상화공법에 따라 노후교량의 상부와 신규 구조물(20) 및 트롤리(100)를 함께 하강한다. 그리고, 신규 구조물(20)이 원하는 위치에 놓여진 후에는 브라켓(200)을 해제하여 트롤리(100)를 분리한다.

이와 같은 과정을 통해 노후 철도교량의 상부 한 구간을 교체할 수 있으며 이와 같은 과정을 반복하여 교량 전체 구간을 순차적으로 교체할 수 있다.

트롤리 응력해석

도 12는 본 발명에 따른 트롤리에 대해 수직 동하중에 재하되었을 때를 시뮬레이션한 것으로, 응력의 분포 상태를 나타내는 3차원 해석도이고, 도 13은 도 12 중 최대 응력이 발생하는 영역을 부분확대한 해석도이다. 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 트롤리에 대해 수직 동하중이 재하되었을 때(신규 구조물을 싣고 이동중인 상황과 유사함) 최대응력은 91.6 MPa이 발생하고, 발생위치는 프레임(110)과 스프링의 경계면이었다. 이러한 최대응력은 설계상의 허용응력 범위내에 있는 것으로 확인되었다.

트롤리 열차

도 11은 본 발명에 따른 트롤리(100)를 4개 연결하고 유압회로를 구성한 평면도이다. 도 11에 도시된 바와 같이 제 1, 2, 3, 4 트롤리(100a, 100b, 100c, 100d)로 연결되어 트롤리 열차를 구성한다.

제 1 그룹승강잭(320)은 제 3, 4 트롤리(100c, 100d)의 제 1 차륜(130a)측 승강잭(120)을 포함한다. 제 2 그룹승강잭(330)은 제 3, 4 트롤리(100c, 100d)의 제 2 차륜(130b)측 승강잭(120)을 포함한다. 제 3 그룹승강잭(340)은 제 1, 2 트롤리(100a, 100b)의 제 1 차륜(130a)측 승강잭(120)을 포함한다. 제 4 그룹승강잭(350)은 제 1, 2 트롤리(100a, 100b)의 제 2 차륜(130b)측 승강잭(120)을 포함한다.

제 1 유압라인(370)은 유압분배기(310)로부터 제 1 그룹승강잭(320)에 연결되어 유압을 공급함으로써 제 1 그룹승강잭(320)의 승강 높이를 제어한다. 제 2 유압라인(372)은 유압분배기(310)로부터 제 2 그룹승강잭(330)에 연결되어 유압을 공급함으로써 제 2 그룹승강잭(330)의 승강 높이를 제어한다. 제 3 유압라인(374)은 유압분배기(310)로부터 제 3 그룹승강잭(340)에 연결되어 유압을 공급함으로써 제 3 그룹승강잭(340)의 승강 높이를 제어한다. 제 4 유압라인(376)은 유압분배기(310)로부터 제 4 그룹승강잭(350)에 연결되어 유압을 공급함으로써 제 4 그룹승강잭(350)의 승강 높이를 제어한다.

유압펌프(300)는 유압을 발생시켜 유압분배기(310)로 전달한다. 유압분배기(310)는 제어부(400)의 지령에 따라 제 1, 2, 3, 4 그룹승강잭(320, 330, 340, 350) 각각에 압력을 분배한다.

신규구조물(20)이 트롤리 열차에 탑재(재하)될 때 또는 트롤리 열차와 함께 이동중에 진동이나 충격으로 인해 수평이 어긋나거나 편중되는 경우, 제어부(400)는 제 1, 2, 3, 4 그룹승강잭(320, 330, 340, 350)의 압력을 각각 제어하여 수평을 유지하도록 한다. 트롤리 열차의 이동은 저속으로 이루어지므로 수평여부는 작업자(수평계)나 승강잭(120)의 변위센서에 의해 실시간으로 판단할 수 있다.

변형 실시예

비록, 본 발명에서는 선로(10)와 차륜(130)을 개시하였으나 일반 도로(콘크리트 도로 또는 아스팔트 도로)와 타이어로 대체하여 적용 가능하다. 필요한 경우 조향장치를 부설하여 원하는 방향으로 이송도 가능하다.

복수의 트롤리중 전체 트롤리에 제동장치를 구비할 수도 있고, 일부 트롤리에 대해서만 제동장치를 구비할 수도 있다.

트롤리 열차의 각 승강잭 그룹은 2대의 트롤리를 연결하여 총 4대의 트롤리를 연결하였으나, 연결할 수 있는 트롤리의 댓수는 신규구조물(20)의 크기나 길이에 따라 증감할 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

10 : 선로,
20 : 신규 구조물,
21 : 구조물 중심선,
22 : 신규선로,
23 : 침목,
24 : 기초,
25 : 저면,
26 : 차량한계선,
30 : 연결봉,
40 : 진행방향,
50 : 추진 및 견인체,
60 : 트롤리 중심선,
62 : 편심,
100 : 트롤리,
100a, 100b, 100c, 100d, 100e : 제 1, 2, 3, 4, 5 트롤리,
110 : 프레임,
111 : 차륜프레임,
112 : 상부프레임,
113 : 볼트,
114 : 상부스토퍼,
115 : 하부스토퍼,
116 : 하부프레임,
117 : 차축블록,
120 : 승강잭,
130 : 차륜,
130a : 제 1 차륜,
130b : 제 2 차륜,
135 : 차축,
140a : 전방연결구,
140b : 후방연결구,
150 : 제동장치,
152 : 브레이크 디스크,
154 : 브레이크 패드,
160 : 스프링,
160a : 제 1 스프링,
160b : 제 2 스프링,
170 : (지게차)걸쇠,
180 : 유압커넥터,
190 : 자가모터,
195 : 체인,
200 : 브라켓,
210 : 저면돌출편,
220 : 프레임돌출편,
230 : 연결브라켓,
240 : 제 1 볼트,
250 : 제 2 볼트,
260 : 너트,
270 : 볼트축,
280 : 슬롯,
300 : 유압펌프,
310 : 유압분배기,
320 : 1그룹 승강잭,
330 : 2그룹 승강잭,
340 : 3그룹 승강잭,
350 : 4그룹 승강잭,
360 : 승강잭라인,
370 : 제 1 유압라인,
372 : 제 2 유압라인,
374 : 제 3 유압라인,
376 : 제 4 유압라인,
400 : 제어부.

Claims (13)

1. 고중량의 구조물(20)을 이송하기 위한 트롤리에 있어서,
   상기 트롤리(100)의 프레임(110) 상에 설치되어 상기 구조물(20)을 승강하는 승강잭(120); 및
   상기 프레임(110)과 차륜(130) 사이에 설치되어 상기 구조물(20)의 하중을 지탱하면서 충격을 완화하는 스프링(160);을 포함하며,
   상기 차륜(130)은 선로(10)상에서 이동가능한 제 1 차륜(130a)과 제 2 차륜(130b)을 포함하고, 그리고
   상기 스프링(160)은 상기 제 1 차륜(130a)에 설치되는 제 1 스프링(160a)과 상기 제 2 차륜(130b)에 설치되는 제 2 스프링(160b)을 포함하며,
   상기 구조물(20)은, 상기 구조물(20)의 중심선(21)과 상기 트롤리의 중심선(60) 사이에서 소정의 편심(62)이 발생하도록 재하되고, 그리고
   상기 구조물(20)이 수평을 유지하도록 상기 제 1 스프링(160a)의 스프링상수(k1)와 상기 제 2 스프링(160b)의 스프링상수(k2)가 상이한 것을 특징으로 하는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 구조물(20)은 신규 선로(22), 침목(23) 및 도로교중 적어도 하나를 포함하는 신규 구조물(20)인 것을 특징으로 하는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 차륜(130)은 교체 대상인 선로(10)를 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 스프링(160)은 상기 프레임(110)으로부터 탈착 가능한 것을 특징으로 하는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 스프링(160)의 일측이 상기 프레임(110)과 닿는 영역에 설치되어 상기 스프링(160)의 일측과 조립되는 상부 스토퍼(114);
   상기 차륜(130)을 지지하는 차축블록(117); 및
   상기 스프링(160)의 타측이 상기 차축블록(117)과 닿는 영역에 설치되어 상기 스프링(160)의 타측과 조립되는 하부스토퍼(115);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 트롤리(100)를 제동하기 위한 제동장치(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 구조물(20)과 상기 트롤리(100) 사이를 체결하거나 체결해제하는 브라켓(200)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 브라켓(200)은,
    상기 구조물(20)의 저면(25)으로부터 돌출되는 저면돌출편(210);
    상기 프레임(110)으로부터 돌출되고 슬롯(280)이 형성된 프레임돌출편(220);
    일단이 상기 저면돌출편(210)에 체결되는 제 2 볼트(250);
    상기 제 2 볼트(250)로부터 일체로 연장되고, 상기 슬롯(280)을 통과하는 볼트축(270); 및
    상기 볼트축(270)과 상기 프레임돌출편(220) 사이에서 체결되는 너트(260);로 구성되는 것을 특징으로 하는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 차륜(130)을 구동시키기 위한 자가모터(190)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리.
12. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 6 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 트롤리(100)가 복수개 연결되고,
    상기 각 트롤리(100)의 차륜(130)은 선로(10)상에서 이동가능한 제 1 차륜(130a)과 제 2 차륜(130b)을 포함하고,
    스프링(160)은 상기 제 1 차륜(130a)에 설치되는 제 1 스프링(160a)과 상기 제 2 차륜(130b)에 설치되는 제 2 스프링(160b)을 포함하며,
    구조물(20)은, 상기 구조물(20)의 중심선(21)과 상기 트롤리의 중심선(60) 사이에서 소정의 편심(62)이 발생하도록 재하되고, 그리고
    상기 구조물(20)이 수평을 유지하도록 상기 제 1 스프링(160a)의 스프링상수(k1)와 상기 제 2 스프링(160b)의 스프링상수(k2)가 상이하며,
    상기 제 1 차륜(130a)측의 승강잭(120)에 유압을 공급하는 제 1 유압라인(370);
    상기 제 2 차륜(130b)측의 승강잭(120)에 유압을 공급하는 제 2 유압라인(372);
    상기 제 1 유압라인(370)과 상기 제 2 유압라인(372)에 유압을 분배하는 유압분배기(310);
    상기 유압분배기(310)로 유압을 공급하는 유압펌프(300); 및
    상기 제 1 유압라인(370)과 상기 제 2 유압라인(372)의 압력을 제어하는 제어부(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리 열차.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 트롤리(100)는 적어도 제 1, 2, 3, 4 트롤리(100a, 100b, 100c, 100d)로 연결되고,
    상기 제 1, 2 트롤리(100a, 100b)의 상기 제 1 차륜(130a)측 승강잭(120)에 유압을 공급하는 제 3 유압라인(374);
    상기 제 1, 2 트롤리(100a, 100b)의 상기 제 2 차륜(130b)측 승강잭(120)에 유압을 공급하는 제 4 유압라인(376);
    상기 제 3, 4 트롤리(100c, 100d)의 상기 1 차륜(130a)측 승강잭(120)에 유압을 공급하는 상기 제 1 유압라인(370); 및
    상기 제 3, 4 트롤리(100c, 100d)의 상기 2 차륜(130b)측 승강잭(120)에 유압을 공급하는 상기 제 2 유압라인(372);을 포함하고,
    상기 유압분배기(310)는 상기 제 1, 2, 3, 4 유압라인(370, 372, 374, 376)에 유압을 분배하고,
    상기 제어부(400)는 상기 제 1, 2, 3, 4 유압라인(370, 372, 374, 376)의 압력을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 고중량 구조물을 이송하기 위한 트롤리 열차.
    
    

Images