KR102359527B1 - 신축이음장치를 이용한 레일구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

종방향(교축방향)으로 온도에 의한 신축에 의한 변위를 보다 효과적으로 흡수 및 상쇄시킬 수 있어 소음 및 진동을 감소시킴에 따라 주행성 및 유지관리에 유리한 신축이음장치를 이용한 레일구조물 및 그 시공방법이 갯기되며, 상기 레일구조물은 1차신축으로서, 종방향으로 탄성적으로 회전거동하여 종방향 신축을 흡수하여 상쇄하는 기둥브라켓을 이용하고, 2차신축으로서, 종방향 신축을 약축으로 하여 배치되어 탄성적으로 거동하여 종방향 신축을 추가로 흡수하여 상쇄하도록 거더 상면과 레일조립체 저면 사이에 설치된 수직판재 형태의 레일지지플레이트를 이용하고, 3차신축으로서, 레일조립체와 레일조립체 사이의 수평면상으로 설치하여 스프링을 포함하는 탄성수단이 탄성적으로 거동하면서 종방향 신축을 추가로 흡수하여 상쇄하는 레일신축이음장치를 이용하게 된다.

Description

신축이음장치를 이용한 레일구조물 및 그 시공방법{RAIL STRUCTURE USING EXPANSION JOINT AND CONSTRUCTION METHOD THEREFOR}

본 발명은 다중 신축이음장치를 이용한 레일구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 종방향(교축방향)으로 온도에 의한 신축에 의한 변위를 보다 효과적으로 흡수 및 상쇄시킬 수 있어 소음 및 진동을 감소시킴에 따라 주행성 및 유지관리에 유리한 신축이음장치를 이용한 레일구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.

도 1a는 종래 자전거교량의 시공예시도이다.

상기 자전거교량은 신속한 조립 시공을 위하여 기둥, 거더, T형 횡거더 및 상판을 미리 공장 제작하여 현장에 운반 후, 바로 조립 시공하도록 하게 되는데 이를 위해 통상 기둥(10), 거더(20)은 주로 강관부재를 이용하여 제작한 것을 이용하게 된다.

즉, 기둥(10)은 일정한 직경을 가진 원형 강관을 수직으로 시공하고, 원형 강관 상부에는 수평판 형태의 주두부(11)를 일체로 시공함을 알 수 있으며,

상기 주두부 상면에 교량받침(12)을 설치한 후, 교량받침(12) 상면에는 원형 강관인 거더(20)를 지지하는 거더용 지지브라켓(13)을 설치하고 있음을 알 수 있다.

또한, 거더(20) 상면에는 상판(40)을 지지할 수 있도록 하부는 거더(20)를 감싸도록 하면서 상부는 횡방향으로 연장된 확장플랜지와 종방향봉부재(31,32)로 형성된 T형 횡거더(30)를 설치하여 상기 T형 횡거더(30)를 거더(20) 상에 다수를 이격 설치함으로서 상판(40)이 다수의 T형 횡거더(30)에 의하여 안정적으로 지지되도록 하고 있음을 알 수 있다.

이때 강재로 제작되는 거더(20), 상판(40)은 특히 온도에 의한 영향을 많이 받아 종방향(교축방향)으로 신축하게 되데, 이러한 종방향 변위를 흡수하여 상쇄시키지 않을 경우, 거더(20)와 상판(40)이 서로 좌굴 등이 발생하여 진동 및 소음이 증가하여 사용성을 확보하기 어려워, 도 1a의 경우에는 특히 교량받침(22)를 설치하고 있음을 알 수 있다.

이러한 교량받침(22)은 일반 교량에 사용되는 거더의 종방향 변위를 흡수하기 위한 받침 구조물인데, 자전거교량에 이러한 교량받침(22)을 사용하는 경우, 다소 고가이기도 하고, 설치에 많은 노력과 비용이 요구되고, 유지관리에 다소 불리하다는 한계가 있게 된다.

도 1b는 종래 브라켓 플레이트 거더 보도교의 시공예시도이다.

도 1a와 대비하여 교량받침(12)을 사용하지 않고, 역시 일반교량에 사용되는 신축이음장치(14)를 이용하는 경우라 할 수 있다.

즉, 역시 기둥(10)은 수직으로 시공되는 원형 강관을 이용하고 있으며, 기둥(10) 두부에는 횡거더(51)가 측방으로 연장 설치되는 두부캡(50)을 별도 설치하고 있음을 알 수 있다.

이러한 두부캡(50)을 이용하게 되면 상면에 바로 거더(20)를 안착 설치할 수 있다는 장점이 있어, 두부캡(50) 상면에 오일 슬리브를 설치하고, 오일 슬리브 상면에 거더부착 철판을 설치 한 후, 연속지점부 보강거더(53)를 설치한 후, 상기 연속지점부 보강거더(53) 상에 거더(20)를 추가로 설치하고 있음을 알 수 있다.

이에 보강거거(53)와 일체화된 거더(20)의 종방향 신축은 수평레일이 서로 겹쳐지도록 설치되는 핑거형 신축이음장치(14)를 설치하고 있음을 알 수 있다.

결국 종래 레일바이크, 자전거 교량과 같은 레일구조물들은 종방향 신축에 의한 변위를 흡수하기 위하여 일반 교량에 사용되는 교량받침, 신축이음장치를 그대로 이용하고 있음을 알 수 있는데 이러한 교량받침, 신축이음장치는 레일바이크용 교량(레일구조물)에 그대로 적용하는 것은 가능하지만 효율성과 경제성이 떨어질 수밖에 없음을 알 수 있다.

대한민국 특허 제10-1663591호(발명의 명칭: 상부 두부를 보강한 브라켓 플레이트 거더 보도교, 공개일자: 2016년10월07일) 대한민국 특허 제10-1360883호(발명의 명칭: 트러스 결합구조의 강관 및 T형 횡거더를 이용한 자전거 교량 및 그 시공방법, 공개일자: 2014년02월12일) 대한민국 특허 제10-1120672호(발명의 명칭: 조립식 거더 교량, 공개일자: 2012년03월12일)

이에 본 발명은 레일바이크용 교량과 같은 레일구조물에 있어, 종방향 신축에 의한 변위를 흡수 및 상쇄시키기 위하여 신축이음장치를 기둥브라켓, 레일지지플레이트, 레일신축이음장치와 같이 분산 제공하여, 레일 구조물 시공 과정에 따라 간단하게 설치 할 수 있으며, 유지 및 보수도 용이하여 시공성과 경제성을 확보할 수 있는 신축이음장치를 이용한 레일구조물 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

또한, 레일신축이음장치는 서로 인접한 레일조립체 사이에 간단하게 조립 설치 및 해체가 용이 하도록 하여 소형화에 따른 장점을 확보할 수 있는 신축이음장치를 이용한 레일구조물 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 다른 기술적 과제로 한다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 신축이음장치를 이용한 레일구조물 및 그 시공방법은, 기둥구조물의 두부에 설치된 기둥브라켓에 안착된 거더 상부에 설치되는 레일조립체를 포함하는 신축이음장치(A)를 이용한 레일구조물에 있어서, 상기 신축이음장치(A)는, 1차신축으로서, 종방향으로 탄성적으로 회전거동하여 종방향 신축을 흡수하여 상쇄하는 기둥브라켓을 이용하고, 2차신축으로서, 종방향 신축을 약축으로 하여 배치되어 탄성적으로 거동하여 종방향 신축을 추가로 흡수하여 상쇄하도록 거더 상면과 레일조립체 저면 사이에 설치된 수직판재 형태의 레일지지플레이트를 이용하고, 3차신축으로서, 레일조립체와 레일조립체 사이의 수평면상으로 설치하여 스프링을 포함하는 탄성수단이 탄성적으로 거동하면서 종방향 신축을 추가로 흡수하여 상쇄하는 레일신축이음장치를 이용하며,
상기 레일지지플레이트는, 수직판재로서 거더 상면에 하부가 고정되고, 상부는 레일조립체에 고정되어 거더와 레일조립체에 종방향 신축에 의한 변위가 발생하게 되면 거더의 상면을 고정점으로 하여 종방향을 약축으로 하여 종방향으로 회전거동이 가능하도록 다수가 서로 이격되어 형성되록 하게 된다.

본 발명에 의하면, 레일바이크용 교량과 같은 레일구조물의 종방향 변위를 수용하기 위하여 이용하는 신축이음장치는 필수적이기는 하지만 하자 발생에 의하여 주행성과 소음 및 진동에 의한 사용성이 저하되는 문제점을 신축이음장치의 분산과 소형화시켜 이러한 문제점을 최소화 시킬 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, 레일신축이음장치는 스프링과 같은 종방향 탄성력을 가지도록 하여 레일바이크용 교량과 같은 레일구조물의 종방향 변위를 효과적으로 흡수하면서 구조가 간단하여 하자 발생 여지를 감소시키고, 간단하게 조립 및 해체가 가능하여 유지관리에 보다 효과적인 신축이음장치를 이용한 레일구조물 및 그 시공방법 제공이 가능하게 된다.

도 1a는 종래 자전거교량의 시공예시도
도 1b는 종래 브라켓 플레이트 거더 보도교의 시공예시도,
도 2는 본 발명의 신축이음장치(A)를 이용한 레일구조물의 구성예시도,
도 3a 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 신축이음장치(A)를 이용한 레일구조물의 작용예시도,
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 신축이음장치(A)를 이용한 레일구조물의 효과예시도,
도 5는 본 발명의 레일신축이음장치의 구성예시도
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 신축이음장치를 이용한 레일구조물의 시공순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[ 본 발명의 신축이음장치(A)를 이용한 레일구조물(100) ]

도 2는 본 발명의 신축이음장치(A)를 이용한 레일구조물(100)의 구성예시도, 도 3a 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 신축이음장치(A)를 이용한 레일구조물(100)의 작용예시도, 도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 신축이음장치(A)를 이용한 레일구조물(100)의 효과예시도, 도 5는 본 발명의 레일신축이음장치(150)의 구성예시도이다.

상기 신축이음장치(A)를 이용한 레일구조물(100)은 레일바이크 교량을 예시로 하여 살펴보도록 하겠으며, 이러한 레일구조물(100)은 기둥구조물(110) 두부에 거더를 지지하는 기둥브라켓(120)이 설치되고, 기둥브라켓(120)을 이용하여 거더(130)가 지지되도록 하게 된다.

또한 거더(130) 상면에 레일지지플레이트(140)가 다수 이격되어 설치되고, 레일지지플레이트(140) 상면에 레일조립체(160)가 설치된다.

이때 상기 거더(130)와 레일조립체(160)는 온도에 의하여 종방향으로 신축에 의한 변위가 발생하게 되는데, 이러한 변위를 흡수하여 상쇄시키기 위하여 본 발명은 신축이음장치(A)를 채택하게 되며, 이러한 신축이음장치(A)는,

1차신축으로서, 종방향으로 탄성적으로 회전거동하여 종방향 신축을 흡수하여 상쇄하는 기둥브라켓(120)을 이용하고, 2차신축으로서, 종방향 신축을 약축으로 하여 배치되어 탄성적으로 거동하여 종방향 신축을 추가로 흡수하여 상쇄하는 레일지지플레이트(140)를 이용하고, 3차신축으로서, 레일조립체와 레일조립체 사이의 수평면상으로 설치하여 스프링과 같은 탄성수단(153)이 탄성적으로 거동하면서 종방향 신축을 추가로 흡수하여 상쇄하는 레일신축이음장치(150)를 이용하게 된다.

이로서 본 발명의 신축이음장치(A)는 다수로 분산 설치된 기둥브라켓(120), 레일지지플레이트(140), 레일신축이음장치(150)를 이용하여 1차, 2차 및 3차로 종방향 신축을 흡수 및 상쇄시키고 있으며, 이러한 신축이음장치(A)는 레일구조물(100) 시공 과정에 따라 간단하게 설치 할 수 있고, 레일신축이음장치(150)는 특히 소형화되어 구조도 간단하여 유지 관리에 보다 효과적이게 된다.

이에 상기 본 발명의 신축이음장치(A)를 이용한 레일구조물(100)은 도 2와 같이, 기둥구조물(110), 기둥브라켓(120), 거더(130), 레일지지플레이트(140), 레일신축이음장치(150), 레일조립체(160)를 포함하게 된다.

먼저, 상기 기둥구조물(110)은 도 2와 같이, 레일구조물(100)이 시공되는 방향(종방향)으로 다수가 서로 이격되어 설치되는 강관구조물을 포함하며, 통상 원형강관을 이용하게 된다.

이에 원형강관을 수직으로 지반(G)에 하단이 관입 되도록 시공하고, 두부를 커팅하여 일정한 높이를 가지도록 시공하여 간단하게 기둥구조물(110)을 시공할 수 있다.

이러한 기둥구조물(110)은 도 2의 경우, 2개가 서로 종방향으로 이격되도록 시공되는 것이 개시되어 있으나, 설치개수는 레일구조물(100)의 연장과 거더(130)의 연장길이등을 고려하여 결정되고, 미도시 하였으나 횡방향으로 2개 이상 이격되어 설치할 수 도 있음은 당연하며 이는 레일구조물(100)의 횡방향 폭에 대응하여 결정하면 된다.

다음으로 상기 기둥브라켓(120)은 도 2와 같이, 레일구조물(100)에서 발생하는 종방향 신축에 의한 변위를 1차로 흡수 및 상쇄시키는 역할을 하게 되며, 이러한 작용을 1차신축이라고 지칭하기로 하고, 기둥구조물(110)의 두부에 하강 삽입되도록 하는 방식으로 설치되고, 인접한 거더(130) 저면을 하부에서 지지하도록 설치된다.

도 3a를 참조하면, 서로 인접한 거더(130)의 단부면은 서로 이격되어 있어 온도의 영향으로 종방향으로 레일조립체(160)와 거더(130)가 서로 신축하여 변위가 발생하게 되면 거더(130)를 지지하는 기둥브라켓(120)은 상기 변위를 수용할 수 있도록 종방향으로 회전거동 하도록 설치하게 됨을 알 수 있다.

즉, 기둥브라켓(120)은 기둥구조물(110)의 두부에 삽입 설치되어 있고, 기둥구조물(110)은 하단이 지반(G)에 관입 고정되어 있으므로 종방향 신축에 의한 변위가 발생하게 되면 기둥구조물(110)의 하단을 고정점으로 하여 기둥브라켓(120)이 설치된 두부는 일종의 자유단으로로 회전 거동이 가능하도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명의 기둥브라켓(120)은 회전 거동이 원활하게 이루어질 수 있는 플렉서블한 재질로 제작하게 된다.

이로서 거더(130) 상면의 레일조립체(160)와 함께 거더(130)가 종방향으로 신축하여 변위가 발생하게 되면 1차신축으로서 기둥브라켓(120)이 이를 1차적으로 수용되도록 함을 알 수 있고, 도 4a를 참조하면, 종래 단순 캡부재 형태로 기둥구조물(110) 두부에 삽입 설치된 기둥브라켓은 온도하중에 의하여 발생되는 종방향 신축에 의한 변위(+22.6mmm,-22.6mm)가 발생하는 반면,

본 발명에 의한 기둥브라켓(120)은 온도하중에 의하여 발생되는 종방향 신축에 의한 변위(+14.3mmm,-14.3mm)로 수용되어 제어되는 효과를 가질 수 있음을 알 수 있어 기둥브라켓(120)은 1차신축으로서 종방향으로 탄성적으로 거동하여 종방향 신축을 흡수하여 상쇄하고 있음을 알 수 있다.

이에 상기 기둥브라켓(120)은 도 6a를 참조하면, 캡부재(121), 브라켓(122), 거더안착부(123)를 포함시켜 형성시킬 수 있음을 알 수 있다.

이에 상기 캡부재(121)는 도 6a와 같이, 기둥구조물(110)의 두부를 감싸 설치될 수 있도록 상면은 폐색되고 하부는 개방된 원통형 부재를 이용할 수 있다.

이때 상기 브라켓(122)은 도 6a와 같이, 캡부재(121) 외주면으로부터 상방으로 경사지게 형성된 원통형 부재를 이용하되, 같은 종방향면에 위치하도록 하여 거더(130)를 하부에 종방향 지지하도록 형성시키고 있음을 알 수 있다.

이에 브라켓(122)의 상면은 거더안착부(123)가 추가로 설치되고, 상기 거더안착부(123)는 하방으로 만곡된 상면에 거더(130)가 삽입 거치되도록 하여 안정적인 거더(130) 지지 역할도 하게 된다.

다음으로 상기 거더(130)는 도 2와 같이, 상부로는 레일지지플레이트(140)를 이용하여 설치되는 레일조립체(160)를 지지하고, 하부로는 앞서 살펴본 기둥브라켓(120)에 의하여 지지되는 종방향으로 연장되는 빔부재로서 기둥브라켓(120)에 의하여 단부가 서로 이격되도록 인접 설치된다.

이로서 레일조립체(160)를 통행하는 레일바이크의 하중이 거더(130)로 전달되고 전달된 하중은 기둥브라켓(120)을 통해 기둥구조물(110) 및 지반(G)으로 전달되도록 하는 역할을 하게 된다.

이러한 거더(130)로서 역시 일정한 직경을 가진 원형강관을 이용하여 단부가 서로 이격되도록 기둥구조물(110) 사이사이에 신속하게 설치할 수 있으며, 저면은 기둥브라켓(120)의 거더안착부(123)에 안착되도록 설치되도록 하고, 상면에는 레일지지플레이트(140)가 다수 이격되어 종방향으로 설치되고 있음을 알 수 있다.

다음으로 상기 레일지지플레이트(140)는 도 2와 같이, 기둥브라켓(120)이 레일구조물(100)에서 발생하는 종방향 신축에 의한 변위를 1차로 흡수 및 상쇄시키는 역할을 하는 것이라면, 레일지지플레이트(140)는 기둥브라켓(120)과 함께 특히 레일조립체(160)에서 발생하는 종방향 신축에 의한 변위를 2차로 흡수 및 상쇄시키는 역할을 하는 것으로서 본 발명은 이를 2차신축이라고 지칭하기로 하고, 거더(130) 상면에 하단이 고정되고, 상부로는 레일조립체(160)의 저면과 고정된다.

도 3b를 참조하면, 서로 인접한 거더(130)의 상부면에 레일조립체(160)가 설치되어 있어 온도의 영향으로 종방향으로 레일조립체(160)가 신축하여 변위가 발생하게 되면 레일조립체(160)를 거더(130) 상에서 지지하는 레일지지플레이트(140)는 상기 변위를 수용할 수 있도록 종방향으로 역시 회전거동 하도록 설치하게 됨을 알 수 있다.

즉, 레일지지플레이트(140)는 거더(130) 상면에 하부가 고정되어 있고, 상부는 레일조립체(160)에 고정되어 있으므로 종방향 신축에 의한 변위가 발생하게 되면 거더(130)의 상면을 고정점으로 하여 레일지지플레이트(140)는 레일조립체(160)와 함께 회전거동이 가능하도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명의 레일지지플레이트(140)도 회전 거동이 원활하게 이루어질 수 있는 플렉서블한 재질로 제작하게 되며, 이를 위해 레일지지플레이트(140)는 수직평면상에 설치된 수직판재 형태로 형성시켜 종방향을 약축으로 하여 종방향으로 회전거동 하게 되고, 간단하면서도 설치도 용이하고 1차신축에 추가로 종방향 신축에 의한 변위 흡수가 가능하게 된다.

이로서 거더(130) 상면의 레일조립체(160)가 종방향으로 신축하여 변위가 발생하게 되면 2차신축으로서 레일지지플레이트(140)가 이를 2차적으로 수용되도록 함을 알 수 있고, 도 4b를 참조하면, 종래 I형 단면의 철골강재 형태로 거더 상면에 하부가 고정되고 상부는 레일조립체에 고정되는 레일지지플레이트는 온도하중에 의하여 발생되는 종방향 신축에 의한 변위(+15.8mmm,-15.8mm)가 발생하는 반면,

본 발명에 의한 레일지지플레이트(140)는 온도하중에 의하여 발생되는 종방향 신축에 의한 변위(+14.3mmm,-14.3mm)로 수용되어 제어되는 효과를 가질 수 있음을 알 수 있어 레일지지플레이트(140)는 2차신축으로서 종방향으로 탄성적으로 거동하여 종방향 신축을 흡수하여 상쇄하고 있음을 알 수 있다.

상기 레일신축이음장치(150)는 도 2와 같이, 기둥브라켓(120)과 레일지지플레이트(140)는 레일구조물(100)에서 발생하는 종방향 신축에 의한 변위를 1차 및 2차로 흡수 및 상쇄시키는 역할을 하는 것이라면 레일신축이음장치(150)는 기둥브라켓(120), 레일지지플레이트(140)과 함께 특히 레일조립체(160)의 연결부위에서 발생하는 종방향 신축에 의한 변위를 3차로 흡수 및 상쇄키는 역할을 하게 된다.

도 3c를 참조하면, 서로 인접한 거더(130)의 상부면에 레일조립체(160)가 설치되어 있어 온도의 영향으로 종방향으로 레일조립체(160)가 신축하여 변위가 발생하게 되면 레일조립체(160)의 연결부위에 설치된 레일신축이음장치(150)는 상기 변위를 수용하기 위하여 종방향으로 수평 압축 및 복원되는 스프링과 같은 탄성수단(153)을 포함하게 된다.

레일조립체(160)는 레일(161)을 포함하고 있어 특히 온도에 의하여 종방향 신축이 크게 발생하게 되는데 종래 교량용 신축이음장치를 그대로 레일구조물에 적용할 경우, 설치 및 유지관리가 용이하지 않기 때문에, 본 발명은 신축이음장치를 소형화시켜 레일과 레일 사이에 수평으로 직접 설치하여 제작, 운반 및 설치와 해체가 용이하도록 하게 된다.

이로서 거더(130) 상면의 레일조립체(160)가 종방향으로 신축하여 변위가 발생하게 되면 3차신축으로서 레일신축이음장치(150)가 이를 3차적으로 수용되도록 함을 알 수 있고, 도 4c를 참조하면, 종래 레일조립체(160) 사이는 필요유간이 형성된 상태이서 레일바이크등이 통행할 때 필요유간에 바퀴가 빠지는 방식으로 접하면서 소음과 진동이 발생하는 반면, 본 발명에 의한 레일신축이음장치(150)는 레일조립체(160) 사의 필요유간을 메워주는 형태로 설치되어 상면으로 레일바이크등이 통행하더라도 달리 소음과 진동이 발생하지 않도록 하고 있음을 알 수 있다.

이에 도 5를 참조하여 레일신축이음장치(150)를 살펴보면 수몸통부(151), 암몸통부(152), 탄성수단(153)을 포함하고 있음을 알 수 있다.

이에 상기 수몸통부(151)는 도 5와 같이, 레일조립체의 필요유간과 같이 서로 이격된 부위에 세팅될 수 있도록 수평으로 연장되도록 하되, 원형 단면등의 플랜지부(151a)보다 작은 직경으로 원형 봉 형태의 스프링마운트부(151b)로 형성되고, 스프링마운트부(151b)의 외주면에 돌출된 걸림부(151c)가 서로 대향되도록 형성되어 있음을 알 수 있다.

상기 암몸통부(152)는 도 5와 같이, 역시 레일조립체의 필요유간과 같이 서로 이격된 부위에 세팅될 수 있도록 수평으로 연장되도록 하되, 수몸통부(151)의 스프링마운트부(151b)가 삽입 수용되는 중공부(S)가 형성된 원통형 플랜지부(152a)로 가 형성된 것으로서, 중공부(S)의 초입에는 수몸통부(151)의 걸림부(151c)가 삽입되도록 걸림삽입부(152b)가 역시 서로 대향되도록 형성되어 있음을 알 수 있다.

이에 수몸통부(151)의 걸림부(151c)는 연통된 암몸통부(152)의 걸림삽입부(152b)로 삽입시킨 상태에서 수몸통부(151)의 걸림부(151c)를 회전시키면 걸림부(151c)와 걸림삽입부(152b)는 서로 연통상태에서 어긋나면서, 수몸통부(151)와 암몸통부(152)는 서로 수평으로 연결될 수 있게 된다.

상기 탄성수단(153)은 도 5와 같이, 상기 수몸통부(151)와 암몸통부(152)는 서로 수평으로 연결된 상태에서 수몸통부(151)와 암몸통부(152)가 서로 수평으로 압착 및 복원되면서 수몸통부(151)와 암몸통부(152)에 연결된 레일조립체(160)의 온도에 의한 신축의 변위를 흡수 및 상쇄시키는 역할을 하게 된다.

이에 탄성스프링을 이용하되, 수몸통부(151)의 스프링마운트부(151b)에 삽입되고 일측이 수몸통부(151)의 플랜지부(151a)와 접하고, 타측이 암몸통부(152)의 플랜지부(152a)에 접하도록 설치하여 결국, 수몸통부(151), 암몸통부(152), 탄성수단(153)는 일체로 거동할 수 있고, 암몸통부(152)로부터 수몸통부(151)를 간단하게 회전에 의하여 연결 및 분리할 수 가 있기 때문에, 유지 관리에 매우 효율적이게 된다.

이에 현장에서 수몸통부(151)의 플랜지부(151a)를 필요유간에서 레일조립체(160)의 내측 일단에 고정시키고, 수몸통부(151)의 스프링마운트부(151b)에 탄성수단(153)을 설치하고, 상기 스프링마운트부(151b)를 암몸통부(152)의 플랜지부(152a)에 형성된 중공부(C) 내부로 삽입시키면서 탄성수단(153)이 압착되도록 한 상태에서, 상기 암몸통부(152)의 플랜지부(152a)를 필요유간에서 레일조립체(160)의 타측 일단에 고정시키는 방식으로 레일신축이음장치(150)를 설치하면 된다.

이러한 레일신축이음장치(150)는 도 6b를 참조하면 레일조립체(160)의 레일(161) 사이에 각각 설치되고 있음을 알 수 있다.

상기 레일조립체(160)는 도 2와 같이, 거더(130) 상면에 다수 이격 설치된 기둥브라켓(120)의 상부와 연결되어 지지되며, 필요유간에서 레일신축이음장치(150)에 의하여 수평으로 연결되어 레일상으로 대차(레일바이크등)가 통행할 수 있도록 설치되는 레일의 조립체이다.

이러한 레일조립체(160)는 도 6a를 참조하면, 서로 이격된 레일(161)과 서로 이격된 레일(161) 사이에 설치되어 연결시키는 가로빔(162)을 포함하게 되며, 상기 가로빔(162)의 저면에 레일지지플레이트(140)를 일체로 연결하여 거더(130) 상면에 레일지지플레이트(140)를 이용하여 수평으로 안착되도록 하는 것이 바람직하다.

[ 본 발명의 신축이음장치(A)를 이용한 레일구조물(100) 시공방법]

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 신축이음장치(A)를 이용한 레일구조물(100)의 시공방법 순서도이다.

신축이음장치(A)를 이용한 레일구조물(100)의 시공방법은 앞서 살펴본 본 발명의 신축이음장치(A)로서 기둥브라켓(120), 레일지지플레이트(140), 레일신축이음장치(150)를 이용하여 1차, 2차 및 3차로 종방향 신축을 흡수 및 상쇄시킬 수 있도록 하여 레일구조물(100)을 시공하는 방법이라 할 수 있다.

이에 도 6a를 참조하면 지반에 기둥구조물(110)을 먼저 다수 이격 시공하고, 상기 두부를 커팅하여 일정한 높이로 형성되도록 하게 되며, 각각의 기둥구조물(110)은 레일구조물의 연속지점부에 해당하여 거더(130)와 레일조립체(160)의 필요유간이 형성되게 된다.

이에 바람직하게는 미리 기둥브라켓(120)에 거더(130), 거더(130)와 일체화된 레일지지플레이트(140)와 레일신축이음장치(150)가 설치된 레일조립체(160)를 조립하고, 기둥브라켓(120)을 기둥구조물(110)의 두부에 바로 삽입시키는 방식으로 시공하는 것이 바람직하다.

이로서 도 6b와 같이, 적어도 2개 이상의 기둥구조물(110), 기둥브라켓(120), 거더(130), 레일지지플레이트(140), 레일신축이음장치(150), 레일조립체(160)가 일체로 조립 시공되어 본 발명의 레일구조물(100) 시공이 이루어지게 됨을 알 수 있다.

이에 레일조립체(160)로 레일바이크등이 통행하게 되면 작용하중은 레일조립체(160), 거더(130), 기둥브라켓(120), 기둥구조물(110)을 통해 지반으로 전달되며, 온도에 의한 신축에 의한 변위가 발생하게 되면,

1차신축으로서, 종방향으로 탄성적으로 거동하여 종방향 신축을 흡수하여 상쇄하는 기둥브라켓(120)을 이용하고,

2차신축으로서, 종방향 신축을 약축으로 하여 배치되어 탄성적으로 거동하여 종방향 신축을 추가로 흡수하여 상쇄하는 레일지지플레이트(140)를 이용하고,

3차신축으로서, 레일조립체와 레일조립체 사이의 수평면상으로 설치하여 스프링과 같은 탄성수단이 탄성적으로 거동하여 종방향 신축을 역시 추가로 흡수하여 상쇄하는 레일지지플레이트(140)을 이용하게 됨을 알 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 레일구조물 110: 기둥구조물
120: 기둥브라켓
121: 캡부재 122: 브라켓
123: 거더안착부
130: 거더 140: 레일지지플레이트
150: 레일신축이음장치
151: 수몸통부 151a: 플랜지부
151b: 스프링마운트부 151c: 걸림부
152: 암몸통부
152a: 플랜지부 152b: 걸림삽입부
153: 탄성수단
160: 레일조립체
161: 레일 162: 가로빔
A: 신축이음장치 S: 중공부

Claims (10)

1. 기둥구조물(110)의 두부에 설치된 기둥브라켓(120)에 안착된 거더(130) 상부에 설치되는 레일조립체(160)를 포함하는 신축이음장치(A)를 이용한 레일구조물(100)에 있어서,
   상기 신축이음장치(A)는,
   1차신축으로서, 종방향으로 탄성적으로 회전거동하여 종방향 신축을 흡수하여 상쇄하는 기둥브라켓(120)을 이용하고,
   2차신축으로서, 종방향 신축을 약축으로 하여 배치되어 탄성적으로 거동하여 종방향 신축을 추가로 흡수하여 상쇄하도록 거더(130) 상면과 레일조립체(160) 저면 사이에 설치된 수직판재 형태의 레일지지플레이트(140)를 이용하고,
   3차신축으로서, 레일조립체(160)와 레일조립체(160) 사이의 수평면상으로 설치하여 스프링을 포함하는 탄성수단(153)이 탄성적으로 거동하면서 종방향 신축을 추가로 흡수하여 상쇄하는 레일신축이음장치(150)를 이용하며,
   상기 레일지지플레이트(140)는, 수직판재로서 거더(130) 상면에 하부가 고정되고, 상부는 레일조립체(160)에 고정되어 거더와 레일조립체에 종방향 신축에 의한 변위가 발생하게 되면 거더(130)의 상면을 고정점으로 하여 종방향을 약축으로 하여 종방향으로 회전거동이 가능하도록 다수가 서로 이격되어 형성된 신축이음장치를 이용한 레일구조물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기둥구조물(110)은,
   레일구조물(100)이 시공되는 종방향으로 다수가 서로 이격되어 설치되는 강관구조물을 포함하며, 수직으로 지반(G)에 하단이 관입 되도록 시공하고, 두부에 기둥브라켓(120)이 삽입 설치되도록 하는 신축이음장치를 이용한 레일구조물.
3. 제1항에 있어서,
   상기 기둥브라켓(120)은,
   기둥구조물(110)의 하단을 고정점으로 하여 기둥브라켓(120)이 설치된 두부는 일종의 자유단으로로 회전 거동이 가능하도록 형성된 것으로서,
   기둥구조물(110)의 두부를 감싸 설치될 수 있도록 상면은 폐색되고 하부는 개방된 원통형 부재인 캡부재(121); 캡부재(121) 외주면으로부터 상방으로 경사지게 형성된 원통형 부재를 이용하되, 같은 종방향면에 위치하도록 하여 거더(130)를 하부에 종방향 지지하도록 형성된브라켓(122); 및 상기 브라켓(122)의 상면에 설치되어 하방으로 만곡된 상면에 거더(130)가 삽입 거치되도록 하는 거더안착부(123);을 포함하는 신축이음장치를 이용한 레일구조물.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 레일신축이음장치(150)는,
   서로 인접한 거더(130)의 상부면에 온도의 영향으로 종방향으로 레일조립체(160)가 신축하여 변위가 발생하게 되면 상기 변위를 수용하기 위하여 레일조립체(160)의 연결부위에 종방향으로 수평 압축 및 복원되는 것으로서,
   레일조립체(160) 사이의 필요유간에 수몸통부(151), 암몸통부(152) 및 탄성수단(153)이 수평으로 연결되어, 상기 필요유간을 메워주는 형태로 설치되는 신축이음장치를 이용한 레일구조물.
6. 제5항에 있어서,
   상기 수몸통부(151)는,
   레일조립체의 필요유간인 서로 이격된 부위에 세팅될 수 있도록 수평으로 연장되도록 하되, 플랜지부(151a)보다 작은 직경으로 원형 봉 형태의 스프링마운트부(151b)로 형성되고, 스프링마운트부(151b)의 외주면에 돌출된 걸림부(151c)가 서로 대향되도록 형성된 신축이음장치를 이용한 레일구조물.
7. 제6항에 있어서,
   상기 암몸통부(152)는 레일조립체의 필요유간인 서로 이격된 부위에 세팅될 수 있도록 수평으로 연장되도록 하되, 수몸통부(151)의 스프링마운트부(151b)가 삽입 수용되는 중공부(S)가 형성된 원통형 플랜지부(152a)가 형성된 것으로서, 중공부(S)의 초입에는 수몸통부(151)의 걸림부(151c)가 삽입되도록 걸림삽입부(152b)가 서로 대향되도록 형성되어,
   수몸통부(151)의 걸림부(151c)는 연통된 암몸통부(152)의 걸림삽입부(152b)로 삽입시킨 상태에서 수몸통부(151)의 걸림부(151c)를 회전시키면 걸림부(151c)와 걸림삽입부(152b)는 서로 연통상태에서 어긋나면서, 수몸통부(151)와 암몸통부(152)는 서로 수평으로 연결될 수 있도록 하는 신축이음장치를 이용한 레일구조물.
8. 제5항에 있어서,
   상기 탄성수단(153)은,
   수몸통부(151)와 암몸통부(152)는 서로 수평으로 연결된 상태에서 수몸통부(151)와 암몸통부(152)가 서로 수평으로 압착 및 복원되면서 수몸통부(151)와 암몸통부(152)에 연결된 레일조립체(160)의 온도에 의한 신축의 변위를 흡수 및 상쇄시키는 신축이음장치를 이용한 레일구조물.
9. 제1항에 있어서,
   상기 레일조립체(160)는,
   거더(130) 상면에 다수 이격 설치된 기둥브라켓(120)의 상부와 연결되어 지지되며, 필요유간에서 레일신축이음장치(150)에 의하여 수평으로 연결되어 레일상으로 대차가 통행할 수 있도록 설치되는 것으로서,
   서로 이격된 레일(161)과 서로 이격된 레일(161) 사이에 설치되어 연결시키는 가로빔(162)을 포함하게 되며, 상기 가로빔(162)의 저면에 레일지지플레이트(140)를 일체로 연결하여 거더(130) 상면에 레일지지플레이트(140)를 이용하여 수평으로 안착되도록 하는 신축이음장치를 이용한 레일구조물.
10. (a) 기둥구조물(110)의 두부에 기둥브라켓(120)을 설치하는 단계; 및 (b) 상기 기둥브라켓(120)에 안착된 거더(130) 상부에 레일조립체(160)를 설치하는 단계;를 포함하는 신축이음장치(A)를 이용한 레일구조물(100) 시공방법에 있어서,
    상기 (b)단계의 레일조립체(160)은 서로 이격된 레일(161)과 서로 이격된 레일(161) 사이에 설치되어 연결시키는 가로빔(162)을 포함하게 되며, 상기 가로빔(162)의 저면에 레일지지플레이트(140)를 일체로 연결하여 거더(130) 상면에 레일지지플레이트(140)를 이용하여 수평으로 안착되도록 설치되며,
    상기 신축이음장치(A)는,
    1차신축으로서, 종방향으로 탄성적으로 회전거동하여 종방향 신축을 흡수하여 상쇄하는 기둥브라켓(120)을 이용하고, 2차신축으로서, 종방향 신축을 약축으로 하여 배치되어 탄성적으로 거동하여 종방향 신축을 추가로 흡수하여 상쇄하도록 거더(130) 상면과 레일조립체(160) 저면 사이에 설치된 수직판재 형태의 레일지지플레이트(140)를 이용하고, 3차신축으로서, 레일조립체(160)와 레일조립체(160) 사이의 수평면상으로 설치하여 스프링을 포함하는 탄성수단(153)이 탄성적으로 거동하면서 종방향 신축을 추가로 흡수하여 상쇄하는 레일신축이음장치(150)를 이용하며,
    상기 레일지지플레이트(140)는, 수직판재로서 거더(130) 상면에 하부가 고정되고, 상부는 레일조립체(160)에 고정되어 거더와 레일조립체에 종방향 신축에 의한 변위가 발생하게 되면 거더(130)의 상면을 고정점으로 하여 종방향을 약축으로 하여 종방향으로 회전거동이 가능하도록 다수가 서로 이격되어 형성된 신축이음장치를 이용한 레일구조물 시공방법.

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