KR102433171B1 - 무도상 철도교량의 침목 고정장치 - Google Patents

무도상 철도교량의 침목 고정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무도상 철도교량의 침목 고정장치에 관한 것으로, 설치 높이 조절이 가능하도록 구성됨으로써 침목과 거더의 높이 오차가 발생된다 하더라도 침목을 거더에 견고히 고정되도록 하고, 침목과 거더의 결합력 증가를 통해 종, 횡방향 저항력이 향상되도록 하여 장대레일화가 가능하도록 하는 무도상 철도교량의 침목 고정장치를 제공함에 있다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명은, 거더의 상부에 서로 이격되도록 설치되는 다수의 침목을 고정해주는 무도상 철도교량의 침목 고정장치에 있어서, 상기 침목을 관통하도록 설치되는 적어도 2개 이상의 스터드볼트; 상기 스터드볼트에 끼워지면서 침목 상에서의 설치 높이 조절이 가능하도록 적어도 2개 이상의 경사진 슬롯홀이 형성되고 하부 일측면에는 상기 거더에 걸려질 수 있도록 걸림홈이 형성되어 있는 침목고정판; 상기 스터드볼트에 체결되어 침목고정판을 침목에 고정해주는 너트; 상기 너트와 침목고정판 사이에 개재되도록 설치되어 체결력이 향상되도록 하는 와셔;를 포함하여 구성된 것을 요지로 한다.

Description

무도상 철도교량의 침목 고정장치{Device for fixing railway sleepers}
본 발명은 무도상 철도교량의 침목 고정장치에 관한 것으로, 설치 높이 조절이 가능하도록 구성됨으로써 침목과 거더의 높이 오차가 발생된다 하더라도 침목을 거더에 견고히 고정되도록 하고, 침목과 거더의 결합력 증가를 통해 종, 횡방향 저항력이 향상되도록 하여 장대레일화가 가능하도록 하는 무도상 철도교량의 침목 고정장치에 관한 것이다.
하천 또는 도로 등 지장물을 통과하기 위한 철도 철교 중에는 철교의 강재 거더 위에 자갈이나 콘크리트 궤도(도상) 없이 침목이 바로 올려져 있는 구조가 있는데, 통상 이를 무도상 교량이라고 칭한다.
이러한 무도상 교량은 궤광과 교량이 직접 연결되는 구조적인 면 이외에도 상부구조의 자중이 교량을 통과하는 열차보다 상대적으로 경량인 구조적 특성 등으로 인하여 심각한 소음 및 진동이 발생하는 문제점이 있으며, 목침목, 교량 받침, 보자리의 손상이 잦은 단점이 있어, 2000년대 중반부터 상부구조를 개량하여 자갈궤도를 부설하는 유도상화를 위한 교체 또는 목침목을 플라스틱 침목으로 교체하는 등의 상부구조 변경이 이루어지고 있는 추세이다.
한편 유도상화 방법 이외에 무도상 교량에서 발생하는 소음 및 진동을 저감시키기 위한 방법으로는 교량 상에 부설된 레일을 장대화하는 방법이 있으며, 레일 장대화 만으로도 열차 증속, 유지보수비용 절감 등의 추가적인 효과를 기대할 수 있다.
그러나 무도상 교량의 궤도는 약 20~50m 길이의 레일을 이음매판으로 연결하여 사용하고 있으며, 거더의 온도신축으로 인한 궤도의 안정성 저하 우려로 레일 장대화가 쉽게 이루어지지 못하고 있는 실정이다.
즉 열차 증속 및 승차감 향상, 소음진동 저감을 위해 일반 구간의 정척레일 구간을 장대레일(200~300m 연속레일)을 적용하고 있으나 무도상 교량 구간은 궤도의 특성상 강성이 작아 장대레일 온도신축 등에 의해 발생되는 종방향력, 횡방향력에 대한 저항성능이 현저하게 부족하다.
이에, 레일의 장대화를 위해서는 궤도와 교량의 안전, 안정성 및 장기사용성과 열차의 안정된 주행을 확보할 수 있는 방안이 요구되며, 이를 위해 궤도구성품의 역학적 특성 및 궤도와 교량의 상호작용에 대한 불확실성을 해소할 수 있는 기술 개발이 요구된다.
등록특허번호 제10-2236299호 등록특허번호 제10-2112965호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 설치 높이 조절이 가능하도록 구성됨으로써 침목과 거더의 높이 오차가 발생된다 하더라도 침목을 거더에 견고히 고정되도록 하고, 침목과 거더의 결합력 증가를 통해 종, 횡방향 저항력이 향상되도록 하여 장대레일화가 가능하도록 하는 무도상 철도교량의 침목 고정장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은, 거더의 상부에서 서로 이격되도록 설치되는 다수의 침목을 거더에 고정해주는 무도상 철도교량의 침목 고정장치에 있어서, 상기 침목을 관통하도록 설치되는 적어도 2개 이상의 스터드볼트; 상기 스터드볼트의 양측으로 끼워지면서 침목 상에서의 설치 높이 조절이 가능하도록 적어도 2개 이상의 경사진 슬롯홀이 형성되고 하부 일측면에는 상기 거더에 걸려질 수 있도록 걸림홈이 형성되어 있는 한 쌍의 침목고정판; 상기 스터드볼트에 체결되어 침목고정판을 침목에 고정해주는 너트; 상기 너트와 침목고정판 사이에 개재되도록 설치되어 체결력이 향상되도록 하는 와셔;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 침목고정판에는 슬롯홀의 양측에서 슬롯홀의 길이방향을 따라 슬롯홀 미끄럼방지돌기들이 형성되고, 상기 와셔의 일측면에는 상기 슬롯홀 미끄럼방지돌기에 맞물려 슬롯홀 상에서 미끄러지지 않도록 하는 와셔 미끄럼방지돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 침목고정판은, 거더와의 접촉면적을 증가시켜 체결력이 향상될 수 있도록 걸림홈의 하부측면과, 내부측면에 침목고정판의 폭 보다 넓은 폭을 갖는 확장판이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 와셔와 너트 사이에 설치되어 진동과 충격을 흡수해주는 스프링와셔를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 거더와 침목 사이에 개재되도록 설치되어 침목을 받쳐주는 침목받침대를 더 포함하여 구성되고, 상기 침목받침대는, 상기 침목과 거더 사이에 개재되도록 설치되어 침목의 높이 설정 및 진동을 흡수해주는 받침대몸체와, 상기 받침대몸체의 전,후 양단에서 하부방향으로 연장되도록 형성되어 거더의 양측에 걸려지게 되는 한 쌍의 거더걸림돌기와, 상기 받침대몸체의 좌,우 양단에서 상부방향으로 연장되도록 형성되어 침목의 양측에 걸려지게 되는 한 쌍의 침목걸림돌기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 침목고정판에 형성되는 경사진 형태의 슬롯홀을 통해 설치 높이 조절이 가능함으로써 침목과 거더의 제작시 발생되는 오차나, 현장에서의 설치 환경에 따른 다양 형태의 높이 오차에 대응하여 무도상 철도교량의 침목 고정장치의 설치가 가능하여 사용성이 매우 우수한 효과가 있다.
또한 슬롯홀을 경사지게 형성함으로써 침목고정판을 체결하는 과정에서 거더에 걸려진 상태에서 당겨지면서 체결되고, 와셔 미끄럼방지돌기와 슬롯홀 미끄럼방지돌기가 서로 맞물려 체결됨으로써 체결이 매우 향상되고 강한 구속력을 발휘되어 종, 횡방향의 지지력이 증가되며 궤도구조의 구조적인 안정성이 향상되어 장대레일의 설치가 가능한 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 의한 무도상 철도교량의 침목 고정장치를 이용하여 침목을 거더에 고정한 상태를 나타낸 사시도,
도 2 는 본 발명에 의한 무도상 철도교량의 침목 고정장치를 이용하여 침목을 거더에 고정한 상태를 상세히 나타낸 저면사시도,
도 3 은 본 발명에 의한 무도상 철도교량의 침목 고정장치를 이용하여 거더에 침목을 고정한 상태를 나타낸 정면도,
도 4 는 본 발명에 의한 무도상 철도교량의 침목 고정장치를 이용하여 거더에 침목을 고정한 상태를 나타낸 단면도,
도 5 는 본 발명에 의한 침목고정판을 나타낸 사시도,
도 6 은 본 발명에 의한 침목받침대를 상면에서 바라본 사시도,
도 7 은 본 발명에 의한 침목받침대를 저면에서 바라본 사시도,
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 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 1 은 본 발명에 의한 무도상 철도교량의 침목 고정장치를 이용하여 침목을 거더에 고정한 상태를 나타낸 사시도, 도 2 는 본 발명에 의한 무도상 철도교량의 침목 고정장치를 이용하여 침목을 거더에 고정한 상태를 상세히 나타낸 저면사시도, 도 3 은 본 발명에 의한 무도상 철도교량의 침목 고정장치를 이용하여 거더에 침목을 고정한 상태를 나타낸 정면도, 도 4 는 본 발명에 의한 무도상 철도교량의 침목 고정장치를 이용하여 거더에 침목을 고정한 상태를 나타낸 단면도, 도 5 는 본 발명에 의한 침목고정판을 나타낸 사시도로서,
도면에서와 같이 본 발명의 무도상 철도교량의 침목 고정장치(10)는, 거더(30)의 상부에 서로 이격되도록 설치되고 레일(40)을 지지해주는 다수의 침목(20)을 거더(30)에 고정해주는 것으로, 상기 침목(20)을 관통하도록 설치되는 적어도 2개 이상의 스터드볼트(100)와, 상기 스터드볼트(100)의 양측으로 끼워지면서 침목(20) 상에서의 설치 높이 조절이 가능하도록 적어도 2개 이상의 경사진 슬롯홀(220)이 형성되고 하부 일측면에는 상기 거더(30)에 걸려질 수 있도록 걸림홈(240)이 형성되어 있는 한 쌍의 침목고정판(200)과, 상기 스터드볼트(100)에 체결되어 침목고정판(200)을 침목(20)에 고정해주는 너트(300)와, 상기 너트(300)와 침목고정판(200) 사이에 개재되도록 설치되어 체결력이 향상되도록 하는 와셔(400)로 구성된다.
상기 거더(30)는 강재 거더(30)로 구성할 수 있으며, 서로 마주하는 상부플랜지(32) 및 하부플랜지(31)와 상기 상부플랜지(32)와 하부플랜지(31)의 중심을 연결하는 웹(33)을 포함하여 구성할 수 있으며, 상기 침목고정판(200)은 상기 거더(30)의 상부플랜지(32)에 걸려지도록 설치된다.
상기 침목(20)은 플라스틱 침목(20)으로 구성할 수 있으며 이에 따라 설계된 형상에 맞도록 용이하게 제작할 수 있다.
또한 상기 침목(20)과 거더(30) 사이에는 침목받침대(600)가 설치되어 침목(20)의 높이를 조절하면서 진동과 충격을 흡수할 수 있도록 한다.
한편 스터드볼트(100)는 양단에 나사산이 형성되고 침목(20)에 형성되는 볼트홀에 끼워져 침목(20)을 관통하도록 설치됨으로써 침목(20)의 양측으로 상기 침목고정판(200)이 결합되고 너트(300)를 통해 체결될 수 있도록 한다.
상기 침목고정판(200)은 침목(20)과 거더(30)를 연결해주는 고정판몸체(210)와, 상기 스터드볼트(100)에 체결될 수 있도록 상기 고정판몸체(210)의 상부에 형성되되, 침목(20)의 높이 오차에 대응하여 설치될 수 있도록 경사진 형태로 형성되는 슬롯홀(220)과, 상기 고정판몸체(210)의 하부 일측에서 내측방향으로 오목하게 형성되어 상기 거더(30)의 상부플랜지(32)에 걸려질 수 있도록 하는 걸림홈(240)으로 구성된다.
이러한 침목고정판(200)은 스터드볼트(100)와의 체결을 위해 형성되는 볼트홀이 경사진 형태의 슬롯홀(220)로 형성됨으로써 현장에서 발생되는 거더(30)와 침목(20)간의 높이 오차에 대응하여 높이 조절이 가능하면서 거더(30)와 침목(20)을 연결해주게 된다.
한편 상기 침목고정판(200)은 슬롯홀(220)의 양측에는 슬롯홀(220)의 길이방향을 따라 다수의 슬롯홀 미끄럼방지돌기(230)들이 형성되고, 상기 와셔(400)의 일측면에는 상기 슬롯홀 미끄럼방지돌기(230)에 맞물려 슬롯홀(220) 상에서 미끄러지지 않도록 하는 와셔 미끄럼방지돌기(410)들이 형성된다.
이렇게 와셔(400)가 슬롯홀(220)에 미끄럼방지돌기를 통해 맞물리도록 고정됨으로써 침목고정판(200)이 체결된 위치에서 미끄러지지 않게 되어 침목고정판(200)의 견고하고 안정적인 설치가 가능하게 되고 이로 인해 종, 횡방향의 저항력이 향상되는 것이다.
또한 와셔(400)와 너트(300) 사이에는 보다 견고한 조임 및 진동흡수를 위한 스프링와셔(500)를 추가적으로 더 설치할 수 있다.
한편 침목고정판(200)은 거더(30) 및 침목받침대(600)와의 접촉면적을 증가시켜 체결력이 향상될 수 있도록 걸림홈(240)의 하부측면과, 내부측면에 침목고정판(200)의 폭 보다 넓은 폭을 갖는 확장판(250)을 더 형성할 수 있다.
이를 보다 상세히 설명하면, 상기 침목고정판(200)은 판재 형태로 구성되기 때문에 거더(30)의 상부플랜지(32)에 걸려지면서 침목받침대(600)에 밀착될 경우 상부플랜지(32) 및 침목받침대(600)와의 접촉 면적이 작아 결합력이 저하되거나 뒤틀릴 수가 있는데 상기와 같이 거더(30)의 상부플랜지(32)와 접촉되는 걸림홈(240)의 하부측면과 침목받침대(600)와 접촉되는 걸림홈(240)의 내부측면에 침목고정판(200)의 폭 보다 넓은 폭을 갖는 확장판(250)을 형성하여 접촉면적을 증가시켜 안정적이고 견고한 체결이 가능하게 된다.
이와 같이 거더(30) 및 침목받침대(600)와의 접촉부분에만 확장판(250)을 형성함으로써 자재비를 절감시키면서도 접촉면적을 증가시켜 결합강도를 향상시켜줄 수 있게 되는 것이다.
한편 상기 침목받침대는 도 6.7에서와 같이 침목(20)과 거더(30) 사이에 개재되도록 설치되어 침목(20)의 높이 설정 및 진동을 흡수해주는 받침대몸체(610)와, 상기 받침대몸체(610)의 전, 후 양단에서 하부방향으로 연장되도록 형성되어 거더(30)에 걸려지게 되는 한 쌍의 거더걸림돌기(620)와, 상기 받침대몸체(610)의 좌, 우 양단에서 상부방향으로 연장되도록 형성되어 침목(20)의 양측에 걸려지게 되는 한 쌍의 침목걸림돌기(630)로 구성된다.
상기 침목받침대(600)는 서로 교차되는 방향으로 위치하는 거더걸림돌기620)와 침목걸림돌기(630)를 통해 거더(30)의 상부에 견고히 설치되면서 침목(20)의 이탈을 방지하면서 받쳐주게 됨으로써 열차의 이동에 의해 지속적인 진동이 발생된다 하더라도 거더(30)와 침목(20)에서 이탈되지 않고 침목(20)을 안정적으로 받쳐주게 되며 거더(30)의 종,횡방향 저향력을 향상시켜 주게 된다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 무도상 철도교량의 침목 고정장치(10)를 이용하여 거더(30)의 상부에 침목(20)을 고정하는 과정을 설명하면,
상기 침목(20)은 침목받침대를 통해 거더(30)의 상부에 놓여지도록 설치되어 있으며, 상기 침목(20)을 관통하도록 2개 이상의 스터드볼트(100)를 설치한다.
상기 침목고정판(200)은 슬롯홀(220)을 통해 상기 스터드볼트(100)에 끼워지도록 설치하고 와셔(400)와 너트(300)를 이용하여 가 조립되록 하며, 이때 걸림홈(240)으로는 상기 거더(30)의 상부플랜지가 일부 삽입된 된다.
이후 상기 침목고정판(200)은 슬롯홀(220)을 통해 상향 경사 방향으로 당겨지도록 하고 이에 따라 걸림홈(240)의 하부측면과 내부측면이 거더(30)의 상부플랜지(32)와 침목받침판(630)에 밀착되면 상기 스터드볼트(100)에 너트(300)를 완전히 체결하게 되면서 설치가 완료된다.
또한 상기 와셔(400)의 와셔 미끄럼방지돌기(410)가 슬롯홀 미끄럼방지돌기(230)와 맞물려 견고하게 고정되며 침목고정판(200)이 상향 경사 방향으로 당겨지면서 강한 체결력이 발휘된다.
또한 걸림홈(240)에 형성되어 있는 확장판(250)에 의해 거더(30) 및 침목받침대(600)와의 접촉면적이 증가되어 침목고정판(200)이 뒤틀리지 않고 매우 안정적으로 거더(30)를 고정해주게 되는 것이다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 무도상 철도교량의 침목 고정장치(10)는, 침목고정판(200)에 형성되는 경사진 형태의 슬롯홀(220)을 통해 설치 높이 조절이 가능함으로써 침목(20)과 거더(30)의 제작시 발생되는 오차나, 현장에서의 설치 환경에 따른 다양 형태의 높이 오차에 대응하여 무도상 철도교량의 침목 고정장치(10)의 설치가 가능하여 사용성이 매우 우수하다.
또한 슬롯홀(220)을 경사지게 형성함으로써 침목고정판(200)을 체결하는 과정에서 거더(30)에 걸려진 상태에서 당겨지면서 체결되고, 와셔 미끄럼방지돌기(410)와 슬롯홀 미끄럼방지돌기(230)가 서로 맞물려 체결됨으로써 체결이 매우 향상되고 강한 구속력을 발휘되어 종, 횡방향의 지지력이 증가되며 궤도구조의 구조적인 안정성이 향상되어 장대레일의 설치가 가능하게 된다.
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.
(10) : 무도상 철도교량의 침목 고정장치 (20) : 침목
(30) : 거더 (40) : 레일
(100) : 스터드볼트 (200) : 침목고정판
(210) : 고정판몸체 (220) : 슬롯홀
(230) : 슬롯홀 미끄럼방지돌기 (240) : 걸림홈
(250) : 확장판 (300) : 너트
(400) : 와셔 (410) : 와셔 미끄럼방지돌기
(500) : 스프링와셔 (600) : 침목받침대
(610) : 받침대몸체 (620) : 거더걸림돌기
(630) : 침목걸림돌기

Claims (5)

  1. 거더의 상부에서 서로 이격되도록 설치되는 다수의 침목을 거더에 고정해주는 무도상 철도교량의 침목 고정장치에 있어서,
    상기 침목을 관통하도록 설치되는 적어도 2개 이상의 스터드볼트;
    상기 스터드볼트의 양측으로 끼워지면서 침목 상에서의 설치 높이 조절이 가능하도록 적어도 2개 이상의 경사진 슬롯홀이 형성되고 하부 일측면에는 상기 거더에 걸려질 수 있도록 걸림홈이 형성되어 있으며, 상기 슬롯홀의 양측에서 슬롯홀의 길이방향을 따라 슬롯홀 미끄럼방지돌기가 형성되는 한 쌍의 침목고정판;
    상기 스터드볼트에 체결되어 침목고정판을 침목에 고정해주는 너트;
    상기 너트와 침목고정판 사이에 개재되도록 설치되어 체결력이 향상되도록 하는 와셔;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무도상 철도교량의 침목 고정장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 침목고정판은, 거더와의 접촉면적을 증가시켜 체결력이 향상될 수 있도록 걸림홈의 하부측면과, 내부측면에 침목고정판의 폭 보다 넓은 폭을 갖는 확장판이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 무도상 철도교량의 침목 고정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 와셔와 너트 사이에 설치되어 진동과 충격을 흡수해주는 스프링와셔를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무도상 철도교량의 침목 고정장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 거더와 침목 사이에 개재되도록 설치되어 침목을 받쳐주는 침목받침대를 더 포함하여 구성되고,
    상기 침목받침대는, 상기 침목과 거더 사이에 개재되도록 설치되어 침목의 높이 설정 및 진동을 흡수해주는 받침대몸체와, 상기 받침대몸체의 전,후 양단에서 하부방향으로 연장되도록 형성되어 거더의 양측에 걸려지게 되는 한 쌍의 거더걸림돌기와, 상기 받침대몸체의 좌,우 양단에서 상부방향으로 연장되도록 형성되어 침목의 양측에 걸려지게 되는 한 쌍의 침목걸림돌기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무도상 철도교량의 침목 고정장치.
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