KR102518822B1

KR102518822B1 - 신축 이음용 레일 조인트

Info

Publication number: KR102518822B1
Application number: KR1020220123345A
Authority: KR
Inventors: 성봉근; 전민오
Original assignee: 주식회사 케이원레일
Priority date: 2022-09-28
Filing date: 2022-09-28
Publication date: 2023-04-10

Abstract

본 발명은 신축 이음용 레일 조인트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 앵커바의 상부에 타설되는 후타콘크리트의 피복 두께를 두껍게 하여 장시간 하중이 가해지더라도 후타콘크리트가 파손되는 것을 방지할 수 있으며, 강한 하중이 가해지더라도 앵커바와의 결합부가 파손되거나 변형되는 것을 방지 수 있는 신축 이음용 레일 조인트에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 신축 이음부에 설치되는 몸체와, 상기 몸체의 측부에 돌출되도록 설치되는 앵커바로 이루어지고, 상기 몸체와 앵커바 사이에는 앵커 브라켓이 더 구비되되, 상기 앵커 브라켓이 상부는 상기 몸체의 측면에 용접 결합되고, 상기 앵커 브라켓의 하부에는 상기 앵커바의 단부가 용접 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

신축 이음용 레일 조인트{a rail joint for expantion joint}

본 발명은 신축 이음용 레일 조인트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 앵커바의 상부에 타설되는 후타콘크리트의 피복 두께를 두껍게 하여 장시간 하중이 가해지더라도 후타콘크리트가 파손되는 것을 방지할 수 있으며, 강한 하중이 가해지더라도 앵커바와의 결합부가 파손되거나 변형되는 것을 방지 수 있는 신축 이음용 레일 조인트에 관한 것이다.

일반적으로 중량이 많이 나가는 차륜(자동차)이 통과하는 교량 등에는 온도 변화에 의한 충격 뿐만 아니라 자동차 중량 및 이동에 따른 충격하중을 많이 받게된다.

상기한 충격하중 및 온도 변화에 의한 교량의 파손을 방지함과 동시에 안전한 주행을 도모할 수 있도록 상판이 변위 및 변형되어지게 되는데, 상기 변위 및 변형은 상판과 상판을 연결 해주는 신축 이음 장치에 의해 이루어지게 된다.

상기와 같이 상판의 변위 및 변형에 따라 신축되어지는 종래의 교량 신축 이음 장치는 도1에서와 같다.

상기 종래의 교량 신축 이음 장치는, 상,하로 소정의 길이를 가짐과 동시에 상판과 상응하는 길이를 가지고, 서로 마주하는 면에 신축 이음부재(4)의 고정부(5)가 체결되는 체결홈부(2)를 가지고 있으며, 체결홈부(2)와 반대되는 면에는 타설 형성되는 상판으로 매설되는 앙카바(3)를 가지고 있는 바디(1)와; "V"자 형상으로 바디(1)의 전폭과 상응하는 길이를 가지고 있고, 양단에 바디(1)의 체결홈부(2)에 대응하는 형상의 고정부(5)로 이루어진 신축 이음부재(4)로 구성된 것이다.

상기와 같이 구성된 종래의 교량 신축 이음 장치는, 콘트리트가 타설되는 상판으로 앙커바(3)가 매설 고정되고, 상판을 교각으로 위치 시켰을 때 마주하게 되는 바디(1)의 체결홈부(2)에 신축 이음부재(4)의 고정부(5)를 대고 별도의 치공구를 이용하여 밀어 넣는다.

그런데, 이러한 종래의 신축 이음을 위한 레일 조인트는 장시간 사용할 경우, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 차량의 하중이 레일 조인트를 구성하는 바디(1)에 가해지기 때문에 바디(1)와 앙카바(3)의 결합부분이 파단되거나 휘어지는 등의 파손이 발생할 수도 있고, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 지속되는 차량의 하중이 바디(1)에 가해지게 되면 바디(1)는 하방으로 하중을 받지만 앙카바(3)는 반대로 상부로 상방으로 이동하는 힘이 가해지기 때문에 앙카바(3)의 상부에 타설된 후타콘크리트에 균열이 발생하는 등의 문제점이 있다.

한국등록실용신안 제20-0272166호(2002.04.02.등록)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 신축 이음용 레일 브라켓을 구성하는 몸체에 앵커바를 결합할 때, 앵커 브라켓을 더 구비하여 결합하도록 하여 앵커바가 몸체의 하부에 위치하도록 함으로써, 앵커바의 상부에 타설되는 후타콘크리트의 피복 두께를 두껍게 하여 장시간 몸체에 하중이 가해지더라도 쉽게 파손되지 않도록 하는 신축 이음용 레일 조인트를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 앵커 브라켓을 V자 형상으로 형성하여 몸체의 측부에 용접하되, 앵커 브라켓의 용접면에 일정 간격으로 용접홈을 형성함으로써, 용접 면적을 보다 넓게 하여 결합력 및 지지력을 높여줄 수 있으며, 앵커 브라켓의 절곡되는 부분의 반경을 앵커바의 외경의 반경과 동일하도록 형성하여 완전히 밀착된 상태로 용접하여 몸체에 큰 하중이 가해지더라도 결합부가 파손되거나 변형되는 것을 방지할 수 있는 신축 이음용 레일 조인트를 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;

신축 이음부에 설치되는 몸체와, 상기 몸체의 측부에 돌출되도록 설치되는 앵커바로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 몸체와 앵커바 사이에는 앵커 브라켓이 더 구비되되, 상기 앵커 브라켓의 상부는 상기 몸체의 측면에 용접 결합되고, 상기 앵커 브라켓의 하부에는 상기 앵커바가 용접 결합되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 앵커 브라켓은 'V'자 형상으로 형성되고, 상기 몸체의 측면에 용접되는 상기 앵커 브라켓의 용접면에는 일정 간격으로 용접홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 앵커 브라켓의 절곡되는 결합부의 상면은 상기 앵커바의 외경의 곡률반경과 동일한 곡률반경으로 형성되어 상기 앵커바의 단부가 밀착되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 앵커 브라켓의 절곡된 각도는 45° ~ 55°로 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 앵커 브라켓의 하부는 상기 몸체의 하부로 돌출되어 상기 앵커바가 상기 몸체의 하부에 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 신축 이음용 레일 브라켓을 구성하는 몸체에 앵커바를 결합할 때, 앵커 브라켓을 더 구비하여 결합하도록 하여 앵커바가 몸체의 하부에 위치하도록 함으로써, 앵커바의 상부에 타설되는 후타콘크리트의 피복 두께를 두껍게 하여 장시간 몸체에 하중이 가해지더라도 쉽게 파손되지 않도록 하는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 앵커 브라켓을 V자 형상으로 형성하여 몸체의 측부에 용접하되, 앵커 브라켓의 용접면에 일정 간격으로 용접홈을 형성함으로써, 용접 면적을 보다 넓게 하여 결합력 및 지지력을 높여줄 수 있으며, 앵커 브라켓의 절곡되는 부분의 반경을 앵커바의 외경의 반경과 동일하도록 형성하여 완전히 밀착된 상태로 용접하여 몸체에 큰 하중이 가해지더라도 결합부가 파손되거나 변형되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 신축 이음용 레일 조인트의 개념도이다.
도 2는 종래의 신축 이음용 레일 조인트의 손상 상태를 보여주는 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 신축 이음용 레일 조인트의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 신축 이음용 레일 조인트가 설치된 상태의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 신축 이음용 레일 조인트의 용접부분을 보여주는 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 신축 이음용 레일 조인트의 앵커 브라켓의 절곡된 각도를 보여주는 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 신축 이음용 레일 조인트의 압축 시험 전후를 보여주는 시험 성적서이다.
도 8은 종래의 신축 이음용 레일 조인트의 압축 시험 전후를 보여주는 시험 성적서이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 신축 이음용 레일 조인트의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 신축 이음용 레일 조인트가 설치된 상태의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 신축 이음용 레일 조인트의 용접부분을 보여주는 예시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 신축 이음용 레일 조인트의 앵커 브라켓의 절곡된 각도를 보여주는 예시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 신축 이음용 레일 조인트의 압축 시험 전후를 보여주는 시험 성적서이고, 도 8은 종래의 신축 이음용 레일 조인트의 압축 시험 전후를 보여주는 시험 성적서이다.

본 발명은 교량 등과 같이 신축 이음이 필요한 부분에 설치되는 신축 이음용 레일 조인트에 관한 것으로 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이 그 구성은 교량 등에 형성되는 신축 이음부에 설치되는 몸체(100)와 상기 몸체(100)의 측부에 돌출되도록 설치되는 앵커바(130)로 이루어진다.

여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 몸체(100)는 신축 이음부에 서로 마주보도록 설치되는데, 상기 몸체(100)는 서로 마주보는 면의 상부에 체결홈(110)이 형성되어 신축 이음부를 커버하기 위한 고무, 합성고무 등의 탄성재질로 이루어지는 신축 이음 부재(200)의 양측에 형성되는 체결부(210)가 삽입된다.

그래서, 온도의 변화나 자동차 중량 및 이동에 따른 충격하중에 의해 변위가 발생할 때, 이를 완충하여 줌으로써, 파손을 방지하게 된다.

그리고, 본 발명의 신축 이음용 레일 조인트를 구성하는 상기 몸체(100)와 앵커바(130)의 사이에는 앵커 브라켓(120)이 더 구비되는데, 상기 앵커 브라켓(120)의 상부는 상기 몸체(100)의 측면에 용접 방식으로 결합되고, 상기 앵커 브라켓(120)의 하부에는 상기 앵커바(130)의 단부가 용접 방식으로 결합된다.

여기서, 상기 앵커 브라켓(120)은 금속재질의 판의 중심부를 절곡하여 'V'자 형상으로 형성되는데, 도면에 도시된 바와 같이 상기 몸체(100)와 용접되는 용접면이 형성되는 부분은 상하 수직되도록 형성되고, 타측은 측부로 갈수록 하방 경사지도록 형성되어 상기 앵커 브라켓(120)의 부피는 줄이면서도 지지력은 최상으로 유지하도록 한다.

이때, 상기 앵커 브라켓(120)의 절곡된 각도는 도 6에 도시된 바와 같이, 45° ~ 55°로 형성될 수 있는데, 이 중에서 50°로 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 앵커 브라켓(120)의 절곡된 각도를 45°보다 작게 형성할 경우에는 용접 작업성이 떨어질 뿐만 아니라 앵커바(130)의 길이방향을 기준으로 측방에서 가해지는 힘에 견디는 지지력이 저하되는 문제점이 있고, 55°보다 크게 형성될 경우에는 상기 앵커바(130)와 접하는 부분이 줄어들어 결합력이 저하될 뿐만 아니라 앵커바(130)의 길이방향을 기준으로 전후 방향으로 가해지는 힘에 견디는 지지력이 저하되는 문제점이 있다.

그래서, 상기 앵커 브라켓(120)의 절곡된 각도를 45° ~ 55°로 형성함으로써, 전후, 좌우 방향에서 외력이 가해지더라도 변형되지 않고 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

또한, 상기 앵커 브라켓(120)의 하부에 절곡된 부분에는 상기 앵커바(130)의 단부가 결합되는 결합부(124)가 형성되는데, 상기 결합부(124)는 상기 앵커바(130)의 형상에 따라 라운드지도록 형성된다.

여기서, 상기 결합부(124)의 상면은 상기 앵커바(130)의 외경의 곡률반경과 동일한 곡률반경으로 형성되어 상기 앵커바(130)의 단부가 완전히 밀착되도록 함으로써, 상기 앵커 브라켓(120)에 앵커바(130)를 용접 결합할 때, 지지력 및 결합력을 높여주게 된다.

한편, 상기 앵커 브라켓(120)은 상기 몸체(100)의 측면에 용접 결합되는데, 상기 앵커 브라켓(120)는 몸체(100)와 용접되는 용접면에는 길이 방향을 따라 일정 간격으로 용접홈(122)이 형성된다.

여기서, 용접 방식을 사용할 때에는 상기 몸체(100)와 앵커 브라켓(120)과 같은 모재에 용접재료를 추가로 사용하게 되는데, 용접시 용융된 용접재료가 상기 용접홈(122)에 삽입되어 모재인 몸체(100)와 앵커 브라켓(120)을 결합하게 된다.

즉, 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 레일 조인트의 경우에는 몸체(1)와 앙카바(3)가 용접되는 부분의 각장은 약 8mm 정도이고 전체 용접 면적은 약 491mm² 정도로 형성되는데, 본 발명의 신축 이음용 레일 조인트의 경우에는 용접되는 부분의 각장은 약 6mm 정도로 낮지만 전체 용접 면적은 약 1,151mm² 정도로 형성되는 것으로, 용접 면적에서 약 2배 이상의 차이가 있다.

그래서, 상기 용접홈(122)에 의해 용접되는 부분의 면적이 넓어지게 됨으로써, 결합력을 높여주게 되고 그에 따라 차량이 주행시에 상부에서 가해지는 충격이 장시간 지속되더라도 쉽게 변형되거나 파손되지 않도록 내구성을 높여줄 수 있다.

이렇게 전술한 바와 같이 본 발명의 신축 이음용 레일 조인트를 형성함으로써, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 레일 조인트보다 큰 하중이 가해지더라도 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

이러한 사항을 확인하기 위하여 한국에스지에스(주)(건설시험연구원)을 통해서, 종래의 레일 조인트와 본 발명의 신축 이음용 레일 조인트에 하중을 가하여 변형 또는 파손되는 정도를 시험해 보았는데, 도 8에 도시된 바와 같이 종래의 레일 조인트는 몸체의 상부에서 가해지는 하중이 126.7kN에 이르게 되면 변형이 발생하게 된다.

그런데, 본 발명의 신축 이음용 레일 조인트의 경우에는 몸체(100)의 상부에서 하중을 가할 때, 도 7에 도시된 바와 같이 상부에서 가하는 하중이 301.26kN에 이르더라도 변형이 발생하지 않는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 신축 이음용 레일 조인트는 기존의 레일 조인트보다 2배 이상의 힘이 가해지더라도 변형이 발생하지 않게 되므로 보다 안정성을 높여줄 수 있고 하자 발생을 줄여주어 유지관리 비용을 절감시킬 수 있으며 관리가 용이해진다.

그리고, 상기 몸체(100)의 측부에 용접 결합되는 상기 앵커 브라켓(120)의 하부는 상기 몸체(100)의 하부로 돌출되도록 형성되는데, 상기 앵커 브라켓(120)의 하부에 형성되는 결합부(124)에 용접 결합되는 상기 앵커바(130)도 상기 몸체(100)의 하부에 위치하게 된다.

여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 앵커바(130)의 상부에 타설되는 후타콘크리트의 두께가 약 70 ~ 80mm 정도로 형성되고, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 레일 조인트의 앙카바(3)의 상부에 타설되는 후타콘크리트의 두께가 약 40 ~ 50mm 정도로 형성된다.

그래서, 본 발명의 신축 이음용 레일 조인트를 구성하는 앵커바(130)이 상부에 타설되는 후타콘크리트의 두께가 기존의 레일 조인트보다 두껍게 형성됨으로써, 교량이나 도로 등에서 차량이 주행함에 따라 몸체(100)에 장시간 하중이 가해지더라도 두꺼운 두께에 의해 후타콘크리트에 쉽게 균열이 발생하거나 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

100 : 몸체 110 : 체결홈
120 : 앵커 브라켓 130 : 앵커바
200 : 신축 이음 부재 210 : 체결부

Claims

신축 이음부에 설치되는 몸체와,
상기 몸체의 측부에 돌출되도록 설치되는 앵커바로 이루어지고,
상기 몸체와 앵커바 사이에는 앵커 브라켓이 더 구비되되, 상기 앵커 브라켓의 상부는 상기 몸체의 측면에 용접 결합되고, 상기 앵커 브라켓의 하부에는 상기 앵커바가 용접 결합되며,
상기 몸체의 측면에 용접되는 상기 앵커 브라켓의 용접면에는 용접시 용융된 용접재료가 삽입되어 내부 전체를 채워줌으로써, 용접되는 부분의 면적이 넓어지도록 하는 용접홈이 일정 간격으로 형성되고,
상기 앵커 브라켓의 하부는 상기 몸체의 하부로 돌출되어 상기 앵커바 전체 부분이 상기 몸체의 하부로 돌출되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 신축 이음용 레일 조인트.
삭제
제1항에 있어서,
상기 앵커 브라켓은 'V'자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 신축 이음용 레일 조인트.
제3항에 있어서,
상기 앵커 브라켓의 절곡되는 결합부의 상면은 상기 앵커바의 외경의 곡률반경과 동일한 곡률반경으로 형성되어 상기 앵커바의 단부가 밀착되는 것을 특징으로 하는 신축 이음용 레일 조인트.
제3항에 있어서,
상기 앵커 브라켓의 절곡된 각도는 45° ~ 55°로 형성되는 것을 특징으로 하는 신축 이음용 레일 조인트.
삭제