KR102273901B1

KR102273901B1 - 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법

Info

Publication number: KR102273901B1
Application number: KR1020210046587A
Authority: KR
Inventors: 천완길
Original assignee: 주식회사 케이알티씨
Priority date: 2021-04-09
Filing date: 2021-04-09
Publication date: 2021-07-06

Abstract

본 발명은 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법에 관한 것으로, 그 목적은 몰탈을 철도 콘크리트 도상에 타설하고 양생하여 신설침목을 형성하도록 이루어진 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 측량작업을 통해 노반 침하가 발생된 구간을 확인하고, 신설침목이 형성될 위치와 높이를 결정 단계; 레일 하부에 작업공간을 확보하기 위해 레일 높이를 조정하는 단계; 철도 콘크리트 도상 중 신설침목이 형성될 위치에 함몰된 구조의 치핑부를 형성하는 단계; 치핑부의 내부에 콘크리트 접착제를 바르는 단계; 철도 콘크리트 도상에 형성된 치핑부의 수직 상부에 신설침목의 성형을 위한 거푸집을 설치하는 단계; 상기 거푸집의 내부에 몰탈을 타설하고 양생시켜 신설침목을 성형하는 단계; 신설침목의 성형이 완료된 후 거푸집을 해체하는 단계; 거푸집의 해체로 인해 노출된 신설침목의 표면을 다듬어 정리하는 단계; 레일 체결구를 신설침목에 고정하기 위한 매립전이 설치되는 구멍을 신설침목에 가공하고, 가공된 구멍에 매립전을 설치하는 단계; 레일에 결합되어 있는 기존 레일 체결구를 해체하고, 신설침목과 레일의 사이에 새 레일 체결구의 설치를 위한 공간이 확보되도록 레일을 인상시키는 단계: 및 신설침목과 레일 사이에 새 레일 체결구를 배치하고, 레일 체결구를 신설침목 및 레일에 결속시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법을 제공한다.

Description

철도 콘크리트 도상의 보수시공방법{Method for repairing sleeper on concrete bed}

본 발명은 철도 콘크리트 도상에 마련된 침목의 보수를 위한 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철도 콘크리트 도상의 침하로 인해 침목의 높이 조절이 요구되는 경우 그리고 철도 콘크리트 도상에 설치된 침목의 노후화로 인해 침목의 재시공이 요구되는 경우, 철도 콘크리트 도상에 거푸집을 설치하고 몰탈을 타설하여 철도 콘크리트 도상과 일체화된 침목을 현장에서 구성할 수 있도록 한 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 철도 궤도는 침목, 도상, 레일체결장치 및 레일을 포함하며, 견고한 노반 위에 도상을 일정한 두께로 설치하고, 그 위에 침목을 일정 간격으로 부설하며, 부설된 침목 위에 레일을 평행하게 체결한 것을 말한다.

이러한 철도 궤도는 자갈도상궤도와 콘크리트 도상궤도로 구분할 수 있다.

상기 자갈도상궤도는 건설비용이 상대적으로 저렴하고, 궤도 비틀림 시 복구가 비교적 쉽다는 장점이 있지만, 선형유지를 위하여 주기적인 유지보수가 필요하다는 단점이 있다.

상기 콘크리트 도상궤도는 자갈도상궤도 보다 궤도 틀림이 덜하고, 궤도 및 도상의 손상 및 마모가 적으며, 지속적인 유지보수가 덜 요구되는 장점이 있으며, 이러한 장점으로 인하여 콘크리트 도상궤도가 자갈도상궤도 보다 많이 건설되고 있다.

한편, 콘크리트 도상궤도의 보수는 선로유지관리지침의 궤도정비기준에 따라 선형(궤간, 면맞춤, 줄마춤, 수평, 캔트 등)을 정정하게 되며, 콘트리트 도상 하부의 노반 침하가 발생된 경우 실시되는 면맞춤 보수작업은 침목과 레일 사이에 조절패드를 삽입하는 방식으로 실시되고 있으나, 조절패드를 이용한 면맞춤 보수작업은 최대 56㎜까지만 보수가 가능하여 제한적으로 실시될 수밖에 없고, 철도 콘크리트 도상에서의 침목교체는 시간이 많이 필요하게 되어 열차운행에 지장을 초래하게 되는 문제점이 있다.

한편, 특허문헌1에는 노반 침하가 발생된 철도 콘크리트 도상에 합성수지층을 형성하고, 형성된 합성수지층 위에 레일 고정 플레이트를 설치하여 레일을 지지하도록 한 침하 노반 콘크리트궤도 복구 시스템이 개시되어 있다.

상기 침하 노반 콘크리트궤도 복구 시스템은 합성수지층을 형성하기 위한 거푸집이 철도 콘크리트 도상과 레일 고정 플레이트의 사이에 형성된 공간을 둘러싸도록 설치하고, 합성수지가 레일 고정 플레이트의 저면까지 차오르도록 거푸집에 타설한 후 양생시킴으로써 레일 고정 플레이트를 지지하는 합성수지층을 레일 고정 플레이트의 하부에 형성하도록 이루어져 있다.

이러한 특허문헌1은 레일 고정 플레이트가 합성수지층의 높이만큼 높아진 위치에서 레일을 지지하게 되므로 노반 침하로 인해 낮아진 철도 콘크리트 도상의 높이를 보완하게 된다.

그러나, 특허문헌1은 합성수지층의 높이가 레일에 매달린 레일 고정 플레이트에 의해 결정되므로 정밀한 보수작업이 어려운 문제점이 있다.

즉, 특허문헌1은 레일체결장치와 레일 고정 플레이트를 조립한 상태에서 레일 고정 플레이트의 하부에 거푸집을 설치한 후, 레일 고정 플레이트의 저면까지 합성수지를 타설하게 되므로, 결국 합성수지층의 높이는 지반 침하로 인해 낮아진 콘크리트 도상의 높이를 계측하여 결정되는 것이 아닌 레일에 매달린 레일 고정 플레이트의 높이에 의해 결정되므로 정밀한 보수작업이 불가능하다.

등록특허공보 제10-2199351호(2021.01.06.공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 몰탈을 철도 콘크리트 도상에 타설하고 양생하여 신설침목을 형성하도록 이루어진 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 노반 침하로 인해 실시되는 면맞춤 보수작업의 작업시간을 줄여 열차운행에 지장이 없도록 한 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 조절패드의 삽입을 통한 보수작업이 불가능할 정도로 심한 노반 침하가 발생된 구간에서도 대규모 교체 공사 없이 보수가 가능한 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 신설침목의 높이를 현장 여건에 대응하여 자유롭게 조절하면서 정밀한 보수작업이 가능하게 하는 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 측량작업을 통해 노반 침하가 발생된 구간을 확인하고, 신설침목이 형성될 위치와 높이를 결정하는 단계(S10); 레일 하부에 작업공간을 확보하기 위해 레일 높이를 조정하는 단계(S20); 철도 콘크리트 도상 중 신설침목이 형성될 위치에 함몰된 구조의 치핑부를 형성하는 단계(S30); 치핑부의 내부에 콘크리트 접착제를 바르는 단계(S40); 철도 콘크리트 도상에 형성된 치핑부의 수직 상부에 신설침목의 성형을 위한 거푸집을 설치하는 단계(S50); 상기 거푸집의 내부에 몰탈을 타설하고 양생시켜 신설침목을 성형하는 단계(S60); 신설침목의 성형이 완료된 후 거푸집을 해체하는 단계(S70); 거푸집의 해체로 인해 노출된 신설침목의 표면을 다듬어 정리하는 단계(S80); 레일 체결구를 신설침목에 고정하기 위한 매립전이 설치되는 구멍을 신설침목에 가공하고, 가공된 구멍에 매립전을 설치하는 단계(S90); 레일에 결합되어 있는 기존 레일 체결구를 해체하고, 신설침목과 레일의 사이에 새 레일 체결구의 설치를 위한 공간이 확보되도록 레일을 인상시키는 단계(S100); 및 신설침목과 레일 사이에 새 레일 체결구를 배치하고, 레일 체결구를 신설침목 및 레일에 결속시키는 단계(S110);로 이루어진 것을 특징으로 하는 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법을 제공한다.

한편 상기 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법에 있어서, 상기 S30 단계는 치핑부의 형성 후, 치핑부의 바닥으로부터 치핑부의 상부로 돌출되는 보강철근을 더 설치할 수 있다.

한편 상기 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법에 있어서, 상기 거푸집은, 철도 콘크리트 도상에 함몰된 구조로 형성된 치핑부의 바로 위에서 치핑부의 둘레를 따라 연장되는 벽을 형성하도록 철도 콘크리트 도상에 고정되게 설치되는 하부 형틀; 상기 하부 형틀의 개방된 상부를 덮어주면서 신설침목의 상면을 형성하도록 하부 형틀에 조립되어 하부 형틀과 함께 신설침목의 성형을 위한 공간을 형성하도록 이루어지되, 하부 형틀에 결합된 채로 상하로 이동하면서 신설침목의 높이가 조절되게 하는 상부 형틀; 및 상기 하부 형틀과 상부 형틀을 연결하며, 작업자의 조작에 의해 작동하면서 상부 형틀을 상하로 이동시켜 상부 형틀의 높이를 조절하는 위치조절기구; 로 구성되며, 상기 S50 단계는 거푸집의 설치과정에서 위치조절기구를 이용하여 상부 형틀의 위치를 신설침목의 높이에 대응하여 조절하는 것으로 이루어질 수 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 레일의 면맞춤 보수작업을 위해 요구되는 높이의 침목을 현장에서 철도 콘크리트 도상에 일체형의 구조로 형성하게 되므로, 작업의 편의성을 향상시킬 수 있고 우수한 강도를 갖는 침목을 철도 콘크리트 도상에 형성할 수 있다.

또한, 신속한 보수작업이 가능하여 열차운행에 지장을 주지 않고 보수작업이 가능하다.

또한, 조절패드를 이용한 보수작업이 불가능한 구간에서 대규모 교체 공사 없이 보수작업이 가능하므로 보수비용을 절감할 수 있다.

또한, 신설침목의 형성을 위한 거푸집의 설치과정에서 상부 형틀의 높낮이 조절을 통해 신설침목의 높이를 현장 여건에 맞추어 정밀하게 조절할 수 있으므로, 정밀한 보수작업이 가능하고, 레일의 지지를 위해 요구되는 정확한 높이로 신설침목이 형성됨에 따라 열차 운행의 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보수시공방법의 순서도,
도 2 는 본 발명의 S20 단계에 따라 침목과 레일 체결구의 사이에 높이조절용 패드를 삽입하여 레일의 높이를 조정한 상태를 보인 예시도,
도 3 은 본 발명의 S30 단계에 따라 철도 콘크리트 도상에 치핑부가 형성된 상태를 보인 예시도,
도 4 는 치핑부에 보강철근이 더 설치된 상태를 보인 사시도,
도 5 는 본 발명에 따른 보수시공방법에 사용된 거푸집의 사시도,
도 6 은 본 발명에 따른 보수시공방법에 사용된 거푸집의 분해 사시도,
도 7 은 철도 콘크리트 도상의 치핑부 위에 하부 형틀이 배치된 상태를 보인 사시도,
도 8 은 거푸집에 구성된 위치조절기구의 상세구조를 보인 사시도,
도 9 는 하부 형틀의 개방을 통해 상부 형틀을 하부 형트로 분리하는 상태를 보인 예시도,
도 10 은 철도 콘크리트 도상에 신설침목이 형성된 상태를 보인 사시도,
도 11 은 철도 콘크리트 도상에 신설침목이 형성된 상태를 보인 예시도,
도 12 는 신설침목에 매립전이 설치된 상태를 보인 예시도,
도 13 은 신설침목과 레일이 결속된 상태를 보인 예시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보수시공방법의 순서도를, 도 2는 본 발명의 S20 단계에 따라 침목과 레일 체결구의 사이에 높이조절용 패드를 삽입하여 레일의 높이를 조정한 상태를 보인 예시도를, 도 3은 본 발명의 S30 단계에 따라 철도 콘크리트 도상에 치핑부가 형성된 상태를 보인 예시도를, 도 4는 치핑부에 보강철근이 더 설치된 상태를 보인 사시도를, 도 5는 본 발명에 따른 보수시공방법에 사용된 거푸집의 사시도를, 도 6은 본 발명에 따른 보수시공방법에 사용된 거푸집의 분해 사시도를, 도 7은 철도 콘크리트 도상의 치핑부 위에 하부 형틀이 배치된 상태를 보인 사시도를, 도 8은 거푸집에 구성된 위치조절기구의 상세구조를 보인 사시도를, 도 9는 하부 형틀의 개방을 통해 상부 형틀을 하부 형트로 분리하는 상태를 보인 예시도를, 도 10은 철도 콘크리트 도상에 신설침목이 형성된 상태를 보인 사시도를, 도 11은 철도 콘크리트 도상에 신설침목이 형성된 상태를 보인 예시도를, 도 12는 신설침목에 매립전이 설치된 상태를 보인 예시도를, 도 13은 신설침목과 레일이 결속된 상태를 보인 예시도를 도시하고 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법은 측량작업을 통해 노반 침하가 발생된 구간을 확인하고, 신설침목(500)이 형성될 위치와 높이를 결정하는 단계(S10); 레일(20) 하부에 작업공간을 확보하기 위해 레일(20) 높이를 조정하는 단계(S20); 신설침목(500)이 형성될 위치에 함몰된 구조의 치핑부(30)를 형성하는 단계(S30); 치핑부(30)의 내부에 콘크리트 접착제를 바르는 단계(S40); 철도 콘크리트 도상(10)에 형성된 치핑부(30)의 수직 상부에 신설침목(500)의 성형을 위한 거푸집(F)을 설치하는 단계(S50); 상기 거푸집(F)의 내부에 몰탈을 타설하고 양생시켜 신설침목(500)을 성형하는 단계(S60); 신설침목(500)의 성형이 완료된 후 거푸집(F)을 해체하는 단계(S70); 거푸집(F)의 해체로 인해 노출된 신설침목(500)의 표면을 다듬어 정리하는 단계(S80); 레일 체결구를 신설침목(500)에 고정하기 위한 매립전(510)이 설치되는 구멍을 신설침목(500)에 가공하고, 가공된 구멍에 매립전(510)을 설치하는 단계(S90); 레일(20)에 결합되어 있는 기존 레일 체결구(40)를 해체하고, 신설침목(500)과 레일(20)의 사이에 새 레일 체결구의 설치를 위한 공간이 확보되도록 레일(20)을 인상시키는 단계(S100): 및 신설침목(500)과 레일(20) 사이에 레일 체결구를 배치하고, 레일 체결구를 신설침목(500) 및 레일(20)에 결속시키는 단계(S110);로 이루어진다.

상기 S10 단계는 측량작업을 통해 레일면고를 측정하여 레일(20)의 처짐이 발생된 구간을 확인하는 것과 함께 레일(20)의 면맞춤 보수작업을 위해 요구되는 신설침목(500)의 위치와 높이를 결정하는 것으로 이루어진다.

이러한 S10 단계는 좌우측 레일(20) 각각에 대해 레일면고 종단현황을 측량하는 방식으로 실시될 수 있으며, 신설침목(500)이 형성될 위치를 철도 콘크리트 도상(10)에 표시하게 된다.

상기 S20 단계는 철도 콘크리트 도상(10)과 레일(20) 사이에 작업공간을 확보하기 위하여 레일(20)을 높이는 공정으로, 기존 레일 체결구(40)를 침목(11)으로부터 해체한 후, 기존 레일 체결구(40)와 침목(11)의 사이에 높이조절용 패드(50)를 설치하는 것으로 이루어진다.

이러한 S20 단계는 신설침목(500)이 형성될 지점을 기준으로 20여 미터 전후 구간에 대해 실시될 수 있다.

상기 S30 단계는 철도 콘크리트 도상(10)에 치핑부(30)를 형성하는 공정으로, 사각형의 평면구조를 가지며 대략 40㎜의 깊이를 갖는 홈을 철도 콘크리트 도상(10)의 컷팅과 파쇄작업을 통해 형성하는 것으로 이루어진다.

한편, 상기 S30 단계를 통해 철도 콘크리트 도상(10)에 치핑부(30)를 형성한 후, 치핑부(30)에 보강철근(400)을 설치하는 공정이 더 실시될 수 있다.

상기 보강철근(400)은 치핑부(30)의 바닥과 신설침목을 연결하여 신설침목이 보다 견고한 구조로 철도 콘크리트 도상에 고정되게 하는 것으로, 다수의 보강철근(400)이 치핑부(30)의 내부에 설치되되, 일부 보강철근(400)은 하단부가 치핑부(30)의 바닥에 고정되어 기립되고, 나머지 보강철근(400)은 기립된 보강철근(400)의 상단부를 서로 연결하도록 설치된다.

한편, 보강철근(400)의 설치는 치핑부(30)의 바닥에 보강철근(400)의 설치를 위한 다수의 구멍을 천공하고, 천공된 구멍에 보강철근(400)의 하단부를 삽입하여 고정하되, 보강철근(400)이 기립된 상태를 유지하면서 상단부가 상부 형틀(200)의 안쪽에 위치할 수 있도록 보강철근(400)을 치핑부(30)에 고정하게 된다.

한편, 보강철근(400)을 구멍에 고정하기 위해 케미컬앙카가 사용될 수 있다.

한편, 기립되게 설치된 보강철근(400)의 상단부는 또 다른 보강철근(400)에 의해 서로 연결되어 다수의 보강철근(400)이 치핑부(30)의 내부에 격자형의 보강구조를 형성하게 된다.

상기 S40 단계는 철도 콘크리트 도상(10)에 형성된 치핑부(30)의 내부에 신구 콘크리트의 부착력 확보를 위한 콘크리트 접착제를 도포하는 것으로 이루어진다.

상기 S50 단계는 신설침목(500)을 철도 콘크리트 도상(10)에 직접 성형하기 위한 거푸집(F)을 설치하는 공정으로, 철도 콘크리트 도상(10)에 형성된 치핑부(30)의 수직 상부에 거푸집(F)을 설치하는 것으로 이루어진다.

한편, 본 발명에 따른 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법에 사용되는 거푸집(F)은 하부 형틀(100)과 상부 형틀(200) 및 위치조절기구(300)로 구성될 수 있다.

상기 하부 형틀(100)은 침목(11)의 아래쪽 부분을 성형하기 위한 공간을 형성하면서 상부 형틀(200)을 지지하는 것으로, 4개의 형강재(101,102,103,104)가 사각의 평면구조를 형성하도록 서로 결합된 것으로 구성된다.

이와 같이 4개의 형강재(101,102,103,104)로 이루어진 하부 형틀(100)은 철도 콘크리트 도상(10)에 함몰된 구조로 가공된 치핑부(30)의 바로 위에 위치하도록 철도 콘크리트 도상(10)에 설치되며, 치핑부(30)의 둘레를 따라 연장되는 벽을 형성하도록 이루어진다.

한편, 하부 형틀(100)을 구성하는 형강재(101,102,103,104)는 ㄱ자 형상의 단면을 갖는 앵글로 구성될 수 있으며, 앵글의 한쪽 측면은 철도 콘크리트 도상(10)에 밀착된 채로 앵커볼트에 의해 철도 콘크리트 도상(10)에 고정되고, 다른 한쪽 측면은 치핑부(30)의 벽과 연속된 구조의 벽을 형성하면서 몰탈이 타설되는 공간을 형성하도록 구성된다.

또한, 하부 형틀(100)을 형성하는 4개의 형강재(101,102,103,104) 중, 하나(101)는 분리 가능한 구조로 인접한 두 형강재(102,103)와 결합되어 하부 형틀(100)의 한쪽 부분을 선택적으로 개방하도록 구성될 수 있다.

보다 구체적으로, 하부 형틀(100)을 형성하는 4개의 형강재(101,102,103,104) 중, 개방측에 위치하는 형강재(101)의 양끝단에는 수평방향으로 연장되면서 해당 형강재(101)의 외측 방향으로 돌출되는 고정볼트(105)가 설치되고, 개방측에 인접한 두 형강재(102,103)의 일측 단부에는 상기 고정볼트(105)가 삽입되는 슬릿(106)이 형성되며, 고정볼트(105)는 슬릿(106)에 삽입된 채로 너트(107)와 체결됨으로써 슬릿(106)이 형성된 형강재(102,103)에 분리 가능한 구조로 고정된다.

따라서, 개방측 형강재(101)에 형성된 고정볼트(105)가 인접한 두 형강재(102,103)의 슬릿(106)에 삽입되도록 개방측 형강재(101)를 배치하고, 슬릿(106)을 통해 돌출된 고정볼트(105)의 단부에 너트(107)를 체결함으로써, 개방측 형강재(101)와 그에 인접한 두 형강재(102,103)를 분리 가능한 구조로 결속시키게 된다.

한편, 상기 고정볼트(105)는 형강재(101)의 양측에 각각 하나의 볼트를 설치한 것으로 구성되거나, 수평한 자세로 연장되면서 양끝단이 형강재(101)의 양측으로 돌출될 수 있을 정도로 충분히 긴 하나의 전산볼트로 구성될 수도 있다.

상기 상부 형틀(200)은 하부 형틀(100)의 개방된 상부를 덮어주면서 신설침목의 상면을 형성하도록 하부 형틀(100)의 상단부에 조립되어 하부 형틀(100)과 함께 신설침목의 성형을 위한 공간을 형성하는 것으로, 하부 형틀(100)의 안쪽으로 삽입되어 하부 형틀(100)과 결합되며 신설침목의 측면을 형성하는 측면 성형부(210)와, 상기 측면 성형부(210)를 구성하는 부재들의 상단부를 서로 연결하되 성형하고자 하는 신설침목의 상부 형상에 대응하는 형상을 구현하면서 측면 성형부(210)를 구성하는 부재들을 서로 연결하는 덮개(234,235,236)부(220)로 구성된다.

이때, 상기 측면 성형부(210)는 수직하거나 수직에 근접한 자세로 기울어지거나 굽어진 형상을 갖는 4개의 판재가 사각의 평면구조를 형성하도록 결합된 것으로 구성될 수 있다.

이때 각 판재의 기울기나 형상은 성형하고자 하는 침목(11)의 측면 구조에 따라 자유롭게 결정될 수 있다.

상기 덮개(234,235,236)부(220)는 측면 성형부(210)의 상부에 일체형의 구조로 형성되어 침목(11)의 상면이 요구되는 형태로 성형되게 하는 것으로, 양끝단에 돌출부가 형성되고, 두 돌출부의 사이에 상대적으로 낮은 높이의 안착부가 형성된 신설침목을 성형하도록 구성된다.

이를 위하여 상기 덮개(234,235,236)부(220)는 신설침목의 일측 돌출부를 성형하도록 상부 방향으로 볼록하게 굽어진 형상을 갖는 제1성형부(221)와, 타측 돌출부를 성형하도록 상부 방향으로 볼록하게 굽어진 형상을 갖는 제2성형부(222)와, 제1성형부(221)와 제2성형부(222)의 사이에서 상대적으로 낮은 높이로 형성되어 안착부를 성형하는 제3성형부(223)로 구성된다.

이와 같이 구성된 상부 형틀(200)에 있어서, 몰탈의 원활한 주입을 위해 3개의 주입구(231,232,233)가 상부 형틀(200)에 분산되게 형성된다.

보다 구체적으로, 상기 주입구(231,232,233)는 제1성형부(221)와 제2성형부(222) 및 제3성형부(223)에 각각 형성되며, 이때 제3성형부(223)에 형성되는 제3주입구(233)는 나머지 두 주입구(231,232)를 향하여 길게 연장된 장방형의 형상으로 제3성형부(223)의 일부를 개방하도록 형성되고, 제1성형부(221)에 형성되는 제1주입구(231)와 제2성형부(222)에 형성되는 제2주입구(232)는 제3주입구(233)와 직교하는 방향으로 길게 연장된 장방형의 형상으로 제1성형부(221)와 제2성형부(222)의 일부를 각각 개방하도록 형성된다.

이와 같은 제1주입구(231)와 제2주입구(232) 및 제3주입구(233)에는 덮개(234,235,236)가 각각 설치되며, 덮개(234,235,236)의 설치와 분해를 통해 각각의 주입구(231,232,233)를 독립적으로 개폐하도록 이루어진다.

또한, 상기 상부 형틀(200)에는 몰탈의 양생 후 상부 형틀(200)을 신설침목(500)으로부터 원활하게 분리시킬 수 있게 하는 이형유도볼트(240)가 더 설치될 수 있다.

상기 이형유도볼트(240)는 다수개가 상부 형틀(200)에 분산되게 설치될 수 있으며, 바람직하게는 4개의 이형유도볼트(240)가 상부 형틀(200)에 분산되게 설치된다.

한편, 각각의 이형유도볼트(240)는, 수직한 자세로 상부 형틀(200)을 관통하되 상부 형틀(200)에 나사결합되어 회전방향에 따라 상승하거나 하강하는 볼트축(241)을 포함하는 것으로 구성된다.

이와 같은 이형유도볼트(240)는 몰탈의 양생에 의한 신설침목(500)의 성형이 완료된 후, 작업자의 조작에 의해 회전하면서 하강하게 되고, 이때 볼트축(241)의 하단이 신설침목(500)의 상면에 닿으면서 상부 형틀(200)을 들어 올리는 작용을 하게 되므로, 상부 형틀(200)과 신설침목(500)을 용이하게 분리시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 상부 형틀(200)은 하부 형틀(100)에 결합된 채로 위치조절기구(300)에 의해 상하로 이동하면서 다양한 높이의 신설침목(500)을 성형하도록 구성된다.

상기 위치조절기구(300)는 하부 형틀(100)과 상부 형틀(200)을 연결하며, 작업자의 조작에 의해 작동하면서 상부 형틀(200)을 상하로 이동시켜 상부 형틀(200)의 높이를 조절하는 것으로, 다수의 지지 브라켓(310)과, 다수의 높이 조절 볼트(320)로 구성된다.

상기 다수의 지지 브라켓(310)은 상부 형틀(200)의 선단부 좌우 양측 그리고 후단부 좌우 양측에서 수평방향으로 돌출되게 형성된다.

한편, 지지 브라켓(310)과 하부 형틀(100)의 간섭으로 인해 지지 브라켓(310)의 설치가 용이하지 않을 경우, 수직한 자세의 연장부를 매개로 지지 브라켓(310)을 상부 형틀(200)에 설치하여 지지 브라켓(310)의 위치를 상부로 이동시킬 수도 있다.

상기 높이 조절 볼트(320)는 작업자의 조작에 의해 회전하면서 지지 브라켓(310)을 상하로 이동시키는 것으로, 각각의 지지 브라켓(310)에 하나의 높이 조절 볼트(320)가 설치된다.

한편, 각각의 높이 조절 볼트(320)는 수직한 자세로써 지지 브라켓(310)의 상부로부터 지지 브라켓(310)을 관통하여 하단부가 하부 형틀(100) 또는 철도 콘크리트 도상(10)에 닿도록 이루어지되, 지지 브라켓(310)에 나사 결합되거나 하나 이상의 너트(330)를 매개로 지지 브라켓(310)에 결속되도록 구성된다.

한편, 도 5, 6, 8에는 지지 브라켓(310)의 상부와 하부에 각각 위치하도록 배치된 두 개의 너트(330)에 의해 높이 조절 볼트(320)가 지지 브라켓(310)에 결속되며, 두 너트(330)를 조이거나 풀어주면서 높이 조절 볼트(320)가 지지 브라켓(310)에 결속되는 위치를 조절하여 상부 형틀(200)의 높이를 조절하도록 한 구조가 도시되어 있다.

이와 같은 위치조절기구(300)에 있어서, 높이 조절 볼트(320)가 관통하도록 지지 브라켓(310)에 형성된 구멍(311)의 일부분이 외측 방향으로 개방된 구조를 갖도록 하기 위한 절개부(312)가 지지 브라켓(310)의 외측 단부에 형성되고, 이와 더불어 높이 조절 볼트(320)의 하단부가 관통하면서 높이 조절 볼트(320)를 정위치에서 지지하는 다수의 보조 브라켓(340)이 하부 형틀(100)에 더 설치될 수 있다.

한편, 상기 절개부(312)와 보조 브라켓(340)에 의하면, 높이 조절 볼트(320)를 지지 브라켓(310)에 설치함에 있어서 지지 브라켓(310)의 측면부에서 높이 조절 볼트(320)를 밀어 넣는 방식으로 설치할 수 있으므로, 다양한 작업환경에 대응하여 높이 조절 볼트(320)의 설치와 분해 작업을 용이하게 실시할 수 있고, 보조 브라켓(340)을 이용하여 높이 조절 볼트(320)의 하단부를 정위치에서 잡아주게 되므로 높이 조절 볼트(320)의 올바른 자세 유지를 통해 높이 조절의 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 거푸집(F)을 치핑부(30)의 상부에 설치함에 있어서, 먼저 하부 형틀(100)이 치핑부(30)의 상부에 위치하도록 철도 콘크리트 도상(10)에 배치한 상태에서 앵커볼트를 이용하여 하부 형틀(100)을 철도 콘크리트 도상(10)에 고정하고, 상부 형틀(200)을 하부 형틀(100)에 조립하되, 위치조절기구(300)를 이용하여 적절한 높이에 상부 형틀(200)이 위치하도록 상부 형틀(200)을 설치하게 된다.

한편, 필요한 경우, 4개의 사각 파이프가 사각형의 구조로 연결된 것으로 이루어진 스페이서를 철도 콘크리트 도상(10)과 하부 형틀(100)의 사이에 추가적으로 배치하여 거푸집(F)의 높이를 증가시킬 수도 있다.

한편, 상기 거푸집(F)은 성형 가능한 침목(11)의 높이에 따라 여러 종류로 구분하여 준비해둘 수 있으며, A타입 거푸집(F)은 0~40㎜, B타입 거푸집(F)은 40~80㎜, C타입 거푸집(F)은 80~120㎜, D타입 거푸집(F)은 120~160㎜와 같은 방식으로 여러 종류의 거푸집(F)을 준비하고, 결정된 신설침목(500)의 높이에 따라 적절한 타입의 거푸집(F)을 선택하여 사용할 수도 있다.

상기 S60 단계는 철도 콘크리트 도상(10)에 설치된 거푸집(F)에 초속경 몰탈을 타설하여 신설침목(500)을 형성하는 공정으로, 특수폴리머가 배합된 철도보강용 특수몰탈을 거푸집(F)에 타설하는 것으로 이루어지며, 상부 형틀(200)에 형성된 주입구(231,232,233)를 통해 주입되는 몰탈은 치핑부(30)와 거푸집(F)의 내부를 채우게 된다.

한편, 상기 특수몰탈은 유동화재 및 혼화재(무기계 팽창제, 증점제, 소포제 등)를 적정 비율로 혼합한 것으로 이루어져 철도 콘크리트 도상(10)에서 요구되는 소요강도를 가지며 50분 이내에 응결이 완료되는 초속경 몰탈이 사용될 수 있다.

상기 S70 단계는 거푸집(F)에 주입된 몰탈의 양생으로 인해 신설침목(500)의 성형이 완료된 후, 거푸집(F)을 해체하는 공정으로, 상부 형틀(200)과 하부 형틀(100)을 순차적으로 해체하는 것으로 이루어진다.

상기 거푸집(F)의 해체는 상부 형틀(200)을 들어 올려 하부 형틀(100)로부터 분리시키는 방식으로 실시될 수 있지만, 운행선상에서 이루어지는 작업의 특성상 거푸집(F)의 상부에 레일(20)이 위치하는 관계로 상부 형틀(200)을 들어올리기 위한 공간확보가 어려울 수 있다.

이러한 경우, 하부 형틀(100)의 일부를 구성하되 분리 가능한 구조로 다른 형강재(102,103)와 결합된 개방측 형강재(101)를 분리하여 하부 형틀(100)의 한쪽 측면을 개방하고, 개방된 측면 방향으로 상부 형틀(200)을 이동시키는 방식으로 상부 형틀(200)을 하부 형틀(100)로부터 분리시킬 수도 있다.

상기와 같이 거푸집(F)을 해체하는 과정에서 상부 형틀(200)이 신설침목(500)으로부터 잘 분리되지 않을 경우, 이형유도볼트(240)가 이용될 수 있다.

즉, 이형유도볼트(240)가 하강하는 방향으로 이형유도볼트(240)를 회전시키게 되면, 하단부가 신설침목(500)에 닿은 이형유도볼트(240)는 하강하지 못하고, 이형유도볼트(240)가 나사결합된 상부 형틀(200)이 상부로 들어 올려지므로, 상부 형틀(200)을 신설침목(500)으로부터 보다 용이하게 분리시킬 수 있다.

상기 S80 단계는 거푸집(F)이 신설침목(500)으로부터 분리된 후 실시되는 공정으로, 신설침목(500)을 표면을 그라인딩 작업을 통해 다듬어 정리하는 것으로 이루어진다.

상기 S90 단계는 레일 체결구를 고정하는 매립전(510)을 신설침목(500)에 설치하는 공정으로, 매립전(510)이 삽입되는 구멍을 신설침목(500)에 천공하고, 천공된 구멍에 매입전을 삽입한 후 케미컬앙카를 구멍에 주입하여 매립전(510)을 구멍에 고정시키는 것으로 이루어진다.

상기 S100 단계는 새 레일 체결구(51)의 설치를 위한 공간 확보를 위하여 레일(20)을 인상시키는 공정으로, 기존 침목(11)과 레일(20)을 결속하고 있는 기존 레일 체결구(40)를 해체하고, 레일인상장비를 이용하여 레일(20)을 높이는 것으로 으로 이루어진다.

상기 S110 단계는 신설침목(500)과 레일(20)을 새 레일 체결구(51)로 결속시키는 공정으로, 신설침목(500) 위에 새 레일 체결구(51)를 설치하고, 신설 침목(11)에 설치된 레일 체결구(51)에 레일(20)을 고정시키는 것으로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법은 현장에서 철도 콘크리트 도상(10)에 몰탈을 타설하고 양생시켜 철도 콘크리트 도상(10)과 일체화된 침목(11)을 구성할 수 있도록 함으로써 철도 콘크리트 도상의 침목 보수작업의 편의성을 현저히 향상시킨 매우 유용한 발명이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
F: 거푸집 10: 콘크리트 도상
20: 레일 30: 치핑부
40: 레일 체결구 51: 레일 체결구
100: 하부 형틀 200: 상부 형틀
300: 위치조절기구 400: 보강철근
510: 매립전

Claims

측량작업을 통해 노반 침하가 발생된 구간을 확인하고, 신설침목(500)이 형성될 위치와 높이를 결정 단계(S10);
레일(20) 하부에 작업공간을 확보하기 위해 레일 높이를 조정하는 단계(S20);
콘크리트 도상 중 신설침목(500)이 형성될 위치에 함몰된 구조의 치핑부(30)를 형성하는 단계(S30);
치핑부(30)의 내부에 콘크리트 접착제를 바르는 단계(S40);
콘크리트 도상(10)에 형성된 치핑부(30)의 수직 상부에 신설침목(500)의 성형을 위해 하부 형틀(100)과 상부 형틀(200)과 위치조절기구(300)로 구성된 거푸집(F)을 설치하는 단계(S50);
상기 거푸집(F)의 내부에 몰탈을 타설하고 양생시켜 신설침목(500)을 성형하는 단계(S60);
신설침목(500)의 성형이 완료된 후 거푸집(F)을 해체하는 단계(S70);
거푸집(F)의 해체로 인해 노출된 신설침목(500)의 표면을 다듬어 정리하는 단계(S80);
레일 체결구를 신설침목(500)에 고정하기 위한 매립전(510)이 설치되는 구멍을 신설침목(500)에 가공하고, 가공된 구멍에 매립전(510)을 설치하는 단계(S90);
레일(20)에 결합되어 있는 기존 레일 체결구(40)를 해체하고, 신설침목(500)과 레일(20)의 사이에 새 레일 체결구의 설치를 위한 공간이 확보되도록 레일(20)을 인상시키는 단계(S100): 및
신설침목(500)과 레일(20) 사이에 새 레일 체결구(51)를 배치하고, 레일 체결구(51)를 신설침목(500) 및 레일(20)에 결속시키는 단계(S110);로 이루어진 것을 특징으로 하는 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 S30 단계는 치핑부(30)의 형성 후, 치핑부(30)의 바닥으로부터 치핑부(30)의 상부로 돌출되는 보강철근(400)을 더 설치하는 것을 특징으로 하는 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법.
청구항 2에 있어서,
상기 보강철근(400)의 설치는 치핑부(30)의 바닥에 보강철근(400)의 설치를 위한 다수의 구멍을 천공하고, 천공된 구멍에 보강철근(400)의 하단부를 삽입하여 고정하되, 보강철근(400)이 기립된 상태를 유지하면서 상단부가 상부 형틀(200)의 안쪽에 위치할 수 있도록 보강철근(400)을 치핑부(30)에 고정하는 것을 특징으로 하는 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 거푸집(F)은,
철도 콘크리트 도상(10)에 함몰된 구조로 형성된 치핑부(30)의 바로 위에서 치핑부(30)의 둘레를 따라 연장되는 벽을 형성하도록 콘크리트 도상(10)에 고정되게 설치되는 하부 형틀(100);
상기 하부 형틀(100)의 개방된 상부를 덮어주면서 신설침목의 상면을 형성하도록 하부 형틀(100)에 조립되어 하부 형틀(100)과 함께 신설침목의 성형을 위한 공간을 형성하도록 이루어지되, 하부 형틀(100)에 결합된 채로 상하로 이동하면서 신설침목의 높이가 조절되게 하는 상부 형틀(200); 및
상기 하부 형틀(100)과 상부 형틀(200)을 연결하며, 작업자의 조작에 의해 작동하면서 상부 형틀(200)을 상하로 이동시켜 상부 형틀(200)의 높이를 조절하는 위치조절기구(300);구성되며,
상기 S50 단계는 거푸집(F)의 설치과정에서 위치조절기구(300)를 이용하여 상부 형틀(200)의 위치를 신설침목(500)의 높이에 대응하여 조절하는 것을 특징으로 하는 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법.
청구항 4에 있어서,
상기 위치조절기구(300)는,
상부 형틀(200)의 선단부 좌우 양측 그리고 후단부 좌우 양측에서 수평방향으로 돌출되게 형성된 지지 브라켓(310);
수직한 자세로 상기 지지 브라켓(310)을 관통하도록 설치되고, 하단부가 하부 형틀(100) 또는 철도 콘크리트 도상에 닿으며, 상기 지지 브라켓(310)에 나사 결합되거나 하나 이상의 너트(330)를 매개로 지지 브라켓(310)에 결속되는 높이 조절 볼트(320);로 구성된 것을 특징으로 하는 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법.
청구항 5에 있어서,
상기 지지 브라켓(310)은 높이 조절 볼트(320)가 관통하도록 형성된 구멍(311)의 일부가 외측 방향으로 개방되도록 형성되고,
상기 하부 형틀(100)에는 높이 조절 볼트(320)의 하단부가 관통하면서 높이 조절 볼트(320)를 정위치에서 지지하는 다수의 보조 브라켓(340)이 수평 방향으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법.
청구항 4에 있어서,
상기 상부 형틀(200)에 설치되어 상부 형틀(200)과 신설침목의 분리를 돕는 하나 이상의 이형유도볼트(240)를 더 포함하되,
상기 이형유도볼트(240)는 수직한 자세로 상부 형틀(200)을 관통한 채로 상부 형틀(200)에 나사결합되어 회전에 의해 상하로 이동하는 볼트축(241)을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법.
청구항 4에 있어서,
상기 하부 형틀(100)은 4개의 형강재(101,102,103,104)가 사각의 평면구조를 형성하도록 서로 연결된 것으로 이루어지되, 어느 한 형강재(101,102,103,104)는 양 끝단이 인접한 다른 두 형강재(101,102,103,104)와 분리 가능한 구조로 조립된 것을 특징으로 하는 철도 콘크리트 도상의 보수시공방법.