KR102381955B1 - 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 철도노반 하단에 H빔과 콘크리트블록으로 흙막이 옹벽을 설치하여, 사면유실을 방지하고, 시공기면폭을 확보하여 유지보수요원들의 선로내 출입용이 및 안전사고를 예방할 수 있으며, 기존 옹벽구조물 설치에 따른 가시설 등이 불필요하고 공정이 간단하여 경제적이며, 시공이 용이한 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물을 제공한다.
이러한 본 발명은 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물로서, 일정 간격을 두고 철도 노반에 일정 깊이로 등 간격을 이루게 설치되는 H빔으로 된 기초말뚝과, 상기 기초말뚝의 상부에 양단이 H빔에 끼워지도록 설치되는 콘크리트패널로 이루어지는 흙막이 옹벽부; 및 상기 흙막이 옹벽부에 구비되는 H빔에 끼워지는 콘크리트패널의 단부를 마감할 수 있도록 설치되는 콘크리트패널 마감부;를 포함한다.

Description

철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물{Pile-type Retaining wall structure for railway roadbed maintenance}

본 발명은 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 성토노반 구간 하부에 H빔과 콘크리트블록으로 사면유실 방지용 흙막이 옹벽을 설치하여 안정성 있는 노반형태와 자갈도상궤도의 흘러내림을 방지할 수 있도록 한 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물에 관한 것이다.

국내의 경우, 전국토의 70% 이상이 산지로 구성되어 있고, 철도사면이 전국적으로 수많이 분포하고 있으며, 이 중에서도 과거에 만들어진 철도사면들은 사면의 지질 및 지반 공학적 특성 등을 고려하지 않고 강도에만 근거하여 표준경사를 적용하는 방식으로 설계 및 시공된 경우가 대부분이어서 불안정한 상태로 남아 있는 경우가 많다. 또한, 국내의 경우, 연평균 강우량(1,000~1,283㎜)의 2/3 정도가 여름철에 집중되는 기후 특성 때문에 사면 붕괴가 발생하기 쉬운 취약한 자연조건에 놓여 있으며, 최근 지구의 온난화 현상으로 인하여 국지성 호우에 의한 선로나 그 연변 사면의 붕괴는 유실이 커다란 문제로 부각되고 있다.

철도는 다른 교통수단과 달리 우회할 수 있는 교통수단이 아니기 때문에 유실되면 복구하기 전까지 많은 비용이 소요되므로 긴급한 복구가 절실하다. 또한, 국지성 호우나 게릴라성 집중 호우에 의한 선로나 그 연변 사면의 붕괴나 유실로 인하여 이를 복구하기 위해 소요되는 비용이 점점 증가하고 있고, 그 피해 또한 크며, 유지 보수가 만만치 않은 실정이다. 이러한 선로를 복구하기 위해서는 현재 긴급 보수하는 방법으로는 소요비용이 많을 뿐 아니라 그 품질관리와 유지보수면에서도 많은 문제가 생겨나고 있다.

이러한 철도노반은 궤도를 충분히 견고하게 지지하고 적당한 탄성을 부여하며, 상부노반 연약화를 방지하며, 노상으로 열차 하중을 분산, 전달하는 기능을 가지고 있다. 이러한 노반이 사용년수의 경과, 열차의 반복 충격하중, 우수의 침입 등에 의해 내구성과 지지력이 저하됨으로서 도상자갈의 노반으로의 관입에 따른 침하 등에 의해 궤도틀림을 유발하게 되면 이로 인한 안전사고가 발생될 수 있다.

따라서 안전, 신속, 정확한 물류 수송과 열차 운행상의 안정성 확보를 위해 철도노반의 내구성 및 지지력을 강화할 수 있는 적극적인 대책 수립이 요구되며, 기존선 개량, 신설 및 고속전철 건설로 천연 골재 부족에 따른 대체 골재로서 활용할 수 있는 노반 재료의 확보와 궤도 생력화를 통한 궤도 보수 주기 연장 및 설계, 시공의 표준화 또는 최적화로 철도신설 및 보선업무의 효율화가 요구된다.

한편, 해외 선진국의 경우, 재래노반의 지지력 증대를 위한 노상 및 노반 개량 공법으로 배수공법, 고결 공법 노반 기능 보강법 등 다양한 공법을 개발하여 활용하고 있으나 국내의 경우, 고속철도에만 쇄석강화 노반을 적용하고 있어 분니, 침하 및 지지력 저하 문제를 계속 야기하고 있는 실정이다.

도 1은 일반적인 철도 성토노반을 나타낸 도면이고, 도 2는 시간경과에 따른 철도노반의 사면이 유실된 상태를 나타낸 도면이고, 도 3과 도 4는 현재 적용되고 있는 공법으로, 흙막이 가시설을 이용하여 사면하단에 콘크리트 옹벽을 설치하는 일반적인 공법을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 철도 성토노반은 도상(1)과 유지관리를 위한 노반폭을 확보한 성토체(2) 끝단에서 사면(3)을 형성하여 원지반(G)과 연결되는 형태를 가지고 있다.

그러나 이러한 종래의 철도노반은 건설 당시의 단면형상을 지속적으로 유지할 수 있도록 보존 및 관리되어야 하나, 열차운행시 진동으로 인한 도상이완 및 자갈비산, 유지보수요원이 선로내 출입으로 인한 도상 어깨 단면 붕괴와 우수로 인한 사면유실 등 복합적인 요인으로 인하여 장시간 경과 후, 도 2와 같이 노반폭이 축소되면서 자갈유실이 발생하게 되어, 지속적인 도상정리 및 자갈보충 등을 시행하여 도상 단면 유지 및 저항력을 확보토록 관리해야 하는 문제점을 안고 있을 뿐만 아니라, 노반 폭 축소로 선로 보수요원들의 선로 내 출입시에도 안전사고의 위험을 내포하고 있다.

성토부 노반폭 확보는 추가 흙쌓기가 가장 경제적이며 간단한 시공법이지만, 사면의 유실을 영구적으로 해결하지 못하여 노반폭 감소현상이 반복적으로 발생되므로 영구 구조물인 옹벽 등 강성 구조체의 설치가 필요하다.

또한, 기존 옹벽형식의 경우 시공을 위해 철도노반 하부의 굴착이 필요하여 열차운행 안전성 확보가 불가하므로, 도 3 및 도 4와 같이 가설 흙막이 시설의 설치가 불가피하여 공사비가 과다하게 책정되므로 이에 대한 개선이 필요한 실정이다.

국내 특허 공개번호 10-2008-0077721호 옹벽용 블록 축조방법. 국내 특허 공개번호 10-2005-118318호, 친환경 굴착면 및 사면 지반 보강공법.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 노반폭이 부족한 도상구간(일반, 분기기 구간)에 H빔과 프리케스트 콘크리트블록으로 흙막이 옹벽을 설치하여, 시공기면폭 감소에 따른 공사비 절감, 자갈도상 어깨부의 단면붕괴 및 자갈손실 방지, 유지보수요원들의 선로내 출입용이 및 선로측면의 여유 있는 통로확보를 통한 보수노력의 경감과 소요 자갈량 절감 및 보다 안정성 있는 노반형태를 유지할 수 있도록 한 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물로서, 일정 간격을 두고 철도 사면하단에 일정 깊이로 등 간격을 이루게 설치되는 H빔으로 된 기초말뚝과, 상기 기초말뚝의 상부에 양단이 H빔에 끼워지도록 설치되는 프리케스트 콘크리트패널로 이루어지는 흙막이 옹벽부; 및 상기 흙막이 옹벽부에 구비되는 H빔에 끼워지는 콘크리트패널의 단부를 마감할 수 있도록 설치되는 콘크리트패널 마감부;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 콘크리트패널 마감부는: 상기 콘크리트패널의 단부를 마감할 수 있도록 설치되어 접한 콘크리트패널의 벌어진 틈으로 흙이 빠져나가는 것과 우수의 침투를 방지토록 인접한 콘크리트패널을 덮도록 상부면과 전면 및 후면으로 이루어지는 스틸플레이트와, 상기 스틸플레이트를 콘크리트패널에 고정할 수 있도록 설치되는 고정부재로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 고정부재는: 인접한 콘크리트패널 중 어느 하나에만 스틸플레이트의 일측이 고정되도록 설치되어 날씨 변화에 따른 신축에 대응토록 하는 것이 바람직하다.

상기 콘크리트패널에는: 시공시 크레인에 걸리는 견인공의 역할을 하고, 시공후에는 배수공의 역할을 할 수 있도록 콘크리트패널의 전면에 관통부가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 콘크리트패널에는: 유지관리 점검자의 안전과 철도노반에 야생동물이나 일반인의 진입을 방지할 수 있는 난간 또는 울타리를 설치할 수 있도록 고정관이 매립 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 일반적인 옹벽구조물과 달리 구조물폭이 작고 기초시공을 위한 하부굴착이 최소화되어 철도용지내 시공이 가능하며, 별도의 가설구조물 설치가 불필요하여 사업비가 절감되는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 강성구조물로 노반사면의 유실을 방지하고 유지관리용 노반폭을 안정적으로 확보할 수 있는 이점이 있다.

셋째, 본 발명은 프리케스트 콘크리트판넬 사용으로 공정이 간단하며, 필요 시 판넬에 매입된 홀을 이용하여 울타리나 난간의 설치가 가능하므로, 점검자의 안전확보와 사업비 절감을 할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 철도 성토노반을 나타낸 도면이고,
도 2는 시간경과에 따른 철도노반의 사면이 유실된 상태를 나타낸 도면이고,
도 3과 도 4는 현재 적용되고 있는 공법으로, 흙막이 가시설을 이용하여 사면하단에 콘크리트 옹벽을 설치하는 일반적인 공법을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물의 설치 상태를 나타낸 도면이고,
도 6 내지 도 7은 본 발명에 따른 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물에 구비되는 인접하는 콘크리트패널에 스틸플레이트가 설치된 상태를 나타낸 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물에 구비되는 콘크리트패널의 일 예를 나타낸 도면이고,

이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 구성들은 직접적인 접촉이나 연결뿐만 아니라 구성과 구성 사이에 다른 구성을 통해 접촉이나 연결된 것도 같은 범위로 해석하도록 한다.

첨부된 도 5는 본 발명에 따른 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물의 설치 상태를 나타낸 도면이고, 도 6 내지 도 7은 본 발명에 따른 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물에 구비되는 인접하는 콘크리트패널에 스틸플레이트가 설치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물에 구비되는 콘크리트패널의 일 예를 나타낸 도면이다.

이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물은 흙막이 옹벽부(110)와 콘크리트패널 마감부(120)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 흙막이 옹벽부(110)는 일정 간격을 두고 철도 노반 사면하단에 일정 깊이로 등 간격을 이루게 설치되는 H빔으로 된 기초말뚝(112)과, 상기 기초말뚝(112)의 상부에 양단이 H빔에 끼워지도록 설치되는 콘크리트패널(114)로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 콘크리트패널은 일정 폭과 두께를 갖는 사각형상을 이루게 콘크리트를 타설하여 양생된 프리캐스트 패널이다.

또한, 상기 콘크리트패널 마감부(120)는 H빔에 끼워지는 콘크리트패널(114)의 단부를 마감할 수 있도록 설치되는 'ㄷ'자 형태의 스틸플레이트(122)와, 상기 스틸플레이트(122)를 콘크리트패널(114)에 고정할 수 있도록 설치되는 고정부재(124)로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 스틸플레이트(122)는 기초말뚝(112)의 높이가 다소 다르고, 콘크리트패널(114)의 유격이 있음으로, 외관을 좋게 하고 벌어진 틈으로 흙이 빠져나가는 것을 방지토록 마감 설치된다.

또한, 상기 스틸플레이트(122)를 콘크리트패널(114)에 고정하는 고정부재(124)는 인접한 콘크리트패널 중 어느 하나에만 스틸플레이트의 일측이 고정되도록 설치되는 것이 바람직하며, 이는 날씨 변화에 따른 신축에 대응토록 할 수 있다.

여기서, 상기 고정부재(124)는 고정핀 혹은 볼트로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 고정부재(124)가 고정핀으로 이루어지는 경우 콘크리트패널의 상부면에는 고정홈을 형성하여 조립하면 되고, 볼트로 이루어지는 경우 콘트리트패널의 상부면에 암나사를 형성하여 나사 결합하면 된다.

한편, 상기 콘크리트패널(114)에는 시공시 크레인에 걸리는 견인공의 역할을 하고, 시공후에는 배수공의 역할을 할 수 있도록 콘크리트패널의 전면에 관통부(116)가 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 관통부(116)에 의해 원할한 배수가 이루어질 수 있다.

또한, 상기 콘크리트패널(114)에는 유지관리 점검자의 안전과 철도노반에 야생돌물이나 일반의 진입을 방지할 수 있는 난간 또는 울타리를 설치할 수 있도록 고정관(118)이 매립 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 고정관(118)은 콘크리트패널(114)에 수직하게 매립 설치되어 난간 또는 울타리를 고정관(118)에 삽입 고정시켜 설치할 수 있다.

본 발명에 따른 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물은, 성토노반과 맨홀 설치 주변, 선로변 신호, 제어기기 설치개소 주변 등에 설치할 수 있다.

특히, 본 발명은 H빔으로 이루어지는 기초말뚝(112)에 콘크리트패널(114)을 끼워 노반상에 견고히 설치함으로서, 횡압에 밀리는 저항력을 강화할 수 있는 구조를 갖는다.

이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

1 - 일반적인 자갈도상 2 - 노반 폭이 확보된 성토체
3 - 철도노반 사면 4 - 사면유실로 인한 노반폭 축소형태
5 - 노반 폭 확보위한 추가 성토 6 - 흙막이용 임시 가시설
7 - 성토용 콘크리트 옹벽 8 - 가시설 지지를 위한 임시 성토체
G - 성토부 하단 원지반
110 - 흙막이 옹벽부 112 - 기초말뚝
114 - 콘크리트패널 116 - 배수 및 운반용 홀
118 - 울타리 및 난간설치용 홀 120 - 콘크리트패널 마감부
122 - 스틸플레이트 124 - 고정부재

Claims (5)

1. 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물에 있어서,
   일정 간격을 두고 철도 사면하단에 일정 깊이로 등 간격을 이루게 설치되는 H빔으로 된 기초말뚝과, 상기 기초말뚝의 상부에 양단이 H빔에 끼워지도록 설치되는 프리케스트 콘크리트패널로 이루어지는 흙막이 옹벽부; 및
   상기 흙막이 옹벽부에 구비되는 H빔에 끼워지는 콘크리트패널의 단부를 마감할 수 있도록 설치되는 콘크리트패널 마감부;를 포함하며,
   상기 콘크리트패널 마감부는 상기 콘크리트패널의 단부를 마감할 수 있도록 설치되어 인접한 콘크리트패널의 벌어진 틈으로 흙이 빠져나가는 것과 우수의 침투를 방지토록 인접한 콘크리트패널을 덮도록 상부면과 전면 및 후면으로 이루어지는 스틸플레이트와, 상기 스틸플레이트를 콘크리트패널에 고정할 수 있도록 설치되는 고정부재를 포함하고,
   상기 고정부재는 인접한 콘크리트패널 중 어느 하나에만 스틸플레이트의 일측이 고정되도록 설치되어 날씨 변화에 따른 신축에 대응토록 하며,
   상기 콘크리트패널에는 시공시 크레인에 걸리는 견인공의 역할을 하고, 시공후에는 배수공의 역할을 할 수 있도록 콘크리트패널의 전면에 관통부가 형성되며,
   상기 콘크리트패널에는 유지관리 점검자의 안전과 철도노반에 야생동물이나 일반인의 진입을 방지할 수 있는 난간 또는 울타리를 설치할 수 있도록 고정관이 매립 설치되는 것을 특징으로 하는 철도 노반 유지관리용 말뚝식 옹벽구조물.
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