KR19990077524A - 철침목 - Google Patents

Abstract

본 발명은 침하 및 돌출을 방지할 수 있고, 레일로부터의 과도한 하중을 받아도 잘 변형되지 않는 철 침목을 제공한다.

침목이 평판형의 상부 플렌지(5)와 평판형의 하부 플렌지(6)를 가지고, 상부 플렌지 및 하부 플렌지의 폭 방향으로 양 플렌지의 중앙부를 접속하도록 수직 웨브(7)가 침목 길이 방향으로 연속하여 형성되어 있다. 철 침목이 폭 방향으로 대략 I자형 단면을 가지고, 침목 길이 방향의 양 단부면이 돌출 방지판(8)으로 봉쇄되고, 상부 플렌지(5), 하부 플렌지(6), 수직 웨브(7)와 돌출 방지판(8)으로 둘러싸인 공간이 침목의 측면에서 외부로 개방되어 있다. 레일로부터 전달되는 하중이 상부 플렌지 및 하부 플렌지 양자를 통해 밸러스트에 전달된다.

Description

철 침목 {STEEL SLEEPER}

본 발명은 침목에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 침하 및 돌출을 확실하게 방지할 수 있고 레일 상의 과도한 하중으로 인한 변형을 방지할 수 있는 철 침목에 관한 것이다.

철도 궤도를 따라 서로 소정의 간격으로 배열되는 침목 상에 레일을 체결하는 것이 일반적이다. 최근, 용이한 보수 관리 및 동작 비용의 감축을 위해 차고 내의 궤도와 같은 신호회로가 적은 궤도에서는 나무 침목이나 콘크리트 침목 등 대신, 철 침목을 채용하는 것이 많아지고 있다.

이 종류의 제안된 철 침목이 도 17에 도시되어 있는데, 여기서 침목(31)(이하, "종래의 침목 1"로 불리움)은 단면 외형이 대략 사다리꼴 형상이고 중공 내부 공간을 가지면서 바닥이 개방되어 있다. 내부 공간은 밸러스트를 충전하여 침하를 방지하고, 길이 방향에서 침목의 양 단부는 평판으로 봉쇄되어 있다. 이러한 배열은 침목 및 침목 내부를 충전하는 밸러스트가 궤도에 대해 측방향으로 이동되는 것을 방지하는데, 이 측방향 이동은 돌출로 불리운다.

도 18은 레일의 이음매를 침목으로 지지하는 서스펜디드 조인트법을 도시하는데, 여기서 레일(34)(이하, "종래의 침목 2"로 불리움)는 레일(32)의 이음매(33)의 양측면에 근접하여 배치된다.

교상용 침목(bridge sleeper)은 교량 상에 사용되며 밸러스트를 갖추고 있지 않다. 교상용 침목이 지면 상에 레일을 지지하는데 사용되는 침목보다 더 큰 충격 및 하중을 받기 때문에, 교상용 침목은 통상적으로 상질의 목재가 사용되며 큰 단면적을 갖는다. 상기 교상용 침목은 도 19에 도시되는데, 도19에서 목재 침목(35)(이하, "종래의 침목 3"으로 불리움)은 훅(hook) 볼트(38)에 의해 다리 횡목(bridge beam)(36) 상으로 체결되며, 목재 침목(35) 및 다리 횡목(36) 사이에는 목재 또는 합성수지로 만들어진 패킹(37)이 개재된다.

종래의 침목(1)은 타이 탬퍼(tie tamper)로 침목의 측방으로부터 침목의 바닥을 향하여 밸러스트에 압력을 가함으로써 침목의 내부를 충전시키는 것이 필요하다. 이러한 동작은 수행하기가 매우 어렵고, 밸러스트로 침목의 내부를 충분히 충전할 수 없는 일이 많다. 침목이 밸러스트로 충분히 충전되지 않는 경우, 침목의 침하 또는 돌출과 같은 문제가 발생할 수 있다. 또한, 종래의 침목 1의 구조는 침목이 레일로부터 큰 하중을 받고 있는 경우 도 17에 이점쇄선으로 표시되는 바와 같이 측벽의 하부가 외부 방향으로 변형되고 침목의 상면이 중앙에서 함몰되는 방식으로 변형되는 문제점을 갖는다. 이것은 레일 체결 장치에 체결 장치의 허용 공차를 초과하는 하중이 작용하여 체결 장치에 고장을 일으킬 수 있다.

종래의 침목 2의 경우, 널리 사용되고 있으며 전기 절연성이 좋은 나무 침목을 사용할 수 있지만, 레일 지지 성능(즉, 내침하성능(耐沈下性能))은, 도 20에 도시한 바와 같이 레일(32)의 이음매(32)가 광폭의 대반(大盤) 침목(39)의 중심에 위치되는 서포티드 조인트법에 비하여 떨어진다. 대반 침목은 나무로 만들어지지만, 나무 침목은 고가이다. 콘크리트로 만들어지는 대반 침목은 중량이 매우 커서 취급이 불편하다.

또한, 종래의 침목 3은 내구성이 떨어지고, 고가인데다가 시간의 경과에 따른 변화에 의하여 나무 침목(35)이 가늘어져 훅 볼트(38)가 이완되어 회전하기 쉬워진다. 열차 통과 시 발생되는 진동에 의하여 너트가 이완되어, 훅 볼트(38)가 결국 탈락될 수 있다. 또한, 훅 볼트(38)는 나무 침목(35)의 상면에서 결합되도록 좀더 길게 만들어짐으로써, 횡압(橫壓)을 받은 경우에 구부러지기 쉽다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하도록 이루어졌다. 따라서, 본 발명의 목적은 침목의 침하 및 돌출을 방지할 수 있고, 레일 상에서 과도한 하중을 받아도 잘 변형되지 않는 철 침목을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 레일 지지 성능(즉, 내침하성능)이 우수하고, 저가이고, 비교적 취급하기 쉬운 철 침목을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 추가적인 목적은 내구성이 우수하고, 저가이고 교량용으로 적합한 철 침목을 제공하는 것이다.

도 1(a)는 본 발명에 따른 철 침목의 일 실시예의 측면도이며, 도 1(b)는 그 평면도.

도 2는 도 1의 철 침목의 우측 방향 또는 좌측 방향의 단부면을 도시하는 개략적인 다이어그램.

도 3(a)는 본 발명에 따른 철 침목의 다른 실시예의 측면도이며, 도 3(b)는 그 평면도.

도 4는 도 3의 철 침목의 우측 방향 또는 좌측 방향의 단부면을 도시하는 개략적인 다이어그램.

도 5(a)는 레일 체결 장치에 사용되는 홀더부를 도시하는 측면도이며, 도 5(b)는 그 평면도.

도 6(a)는 레일 체결 장치에 사용되는 와셔의 측면도이며, 도 6(b)는 그 평면도이며, 도 6(c)는 그 저면도.

도 7은 레일 체결 장치를 도시하는 정면도.

도 8은 레일 체결 장치를 도시하는 평면도.

도 9는 종래의 철 침목의 작용을 예시하는 개략적인 다이어그램.

도 10은 본 발명의 철 침목의 작용을 예시하는 개략적인 다이어그램.

도 11(a)는 본 발명에 따른 철 침목의 다른 실시예의 평면도이며, 도 11(b)는 도 11(a)의 우측 방향 또는 좌측 방향의 단부면을 도시하는 개략적인 다이어그램.

도 12는 본 발명에 따른 철 침목의 또 다른 실시예를 도시하는 평면도.

도 13은 본 발명에 따른 철 침목의 또 다른 실시예를 도시하는 측면도.

도 14(a)는 본 발명에 따른 철 침목의 또 다른 실시예의 중요 부분을 도시하는 측면도이며, 도 14(b)는 도 14(a)의 좌측 방향의 단부면을 도시하는 개략적인 다이어그램.

도 15(a)는 본 발명에 따른 철 침목의 또 다른 실시예의 단부면을 도시하는 도면이며, 도 15(b)는 그 중요 부분의 측면도이며, 도 15(c)는 그 중요 부분의 평면도.

도 16(a)는 본 발명에 따른 철 침목의 또 다른 실시예의 단부면을 도시하는 도면이며, 도 16(b)는 도 (16a)의 중요 부분의 측면도이며, 도 16(c)는 도 16(a)의 중요 부분의 평면도.

도 17은 종래의 침목의 일 실시예를 도시하는 단면도.

도 18은 종래의 침목에 의한 레일 지지 방법의 일 실시예를 예시하는 개략적인 다이어그램.

도 19는 종래의 나무 침목의 중요 부분을 도시하는 단면도.

도 20은 종래의 침목에 의한 레일 지지 방법의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 다이어그램.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1：트랙 바닥

2：철 침목

3：레일

4：레일 체결 장치

5：상부 플렌지,

6：하부 플렌지

7：수직 웨브

8：돌출 방지판

19：다리 횡목

20：충격 완충재

21：보강판

상기 목적을 달성하기 위하여, 제1 발명은 트랙 바닥에 설치되어 밸러스트로 충전될 수 있고, 레일 체결 장치에 의해 레일을 체결하는 철 침목을 제공하는 것이다. 상기 철 침목은 평판형의 상부 플렌지와 평판형의 하부 플렌지를 가지고, 상부 플렌지 및 하부 플렌지의 폭 방향으로 양 플렌지의 중앙부에서 상부 플렌지 및 하부 플렌지를 접속하는 수직 웨브가 침목 길이 방향으로 연속하여 형성됨으로써 침목의 폭 방향 단면이 대략 I자형 형상을 가진다. 침목 길이 방향으로 침목의 양 단부면은 돌출 방지판으로 봉쇄되고, 상기 상부 플렌지, 하부 플렌지, 수직 웨브와 돌출 방지판으로 둘러싸인 공간의 측면이 외부로 개방되어 레일로부터의 하중이 상부 플렌지 및 하부 플렌지의 양자를 통해 밸러스트에 전달된다.

제2 발명은 트랙 바닥에 설치되어, 밸러스트로 충전될 수 있으며 레일 체결 장치에 의하여 레일을 체결하는 철 침목에 관한 것으로, 상기 철 침목은 평판형의 상부 플렌지와 평판형의 하부 플렌지를 가지고, 상부 플렌지 및 하부 플렌지의 폭 방향으로 양 플렌지의 중앙부에서 상부 플렌지 및 하부 플렌지를 접속하는 수직 웨브가 침목 길이 방향으로 연속하여 형성됨으로써 침목의 폭 방향 단면이 대략 I자형 형상을 가진다. 상부 플렌지와 하부 플렌지는 침목 길이 방향에서 침목의 중앙으로부터 길이 방향으로 대략 등거리에 위치되는 좌우 2개 위치에서 돌출 방지판으로 접속된다. 상기 상부 플렌지, 하부 플렌지, 수직 웨브와 돌출 방지판으로 둘러싸인 공간의 측면이 외부로 개방되어 레일로부터의 하중이 상부 플렌지 및 하부플렌지 양자를 통해 밸러스트에 전달된다.

제3의 발명은 상기 제1 또는 제2의 발명의 철 침목을 제공하는데, 여기서 레일 체결 장치는 상부 플렌지의 폭 방향으로 상부 플렌지의 중앙부에 설치된다.

제4의 발명은 트랙 바닥에 설치되어 밸러스트로 충전될 수 있으며 레일 체결 장치에 의하여 레일이 체결되는 철 침목에 관한 것으로, 동일 구성의 2개의 철 침목이 침목 길이 방향으로 나란히 서로 평행하게 접합된다. 철 침목 각각은, 평판형의 상부 플렌지와 평판형의 하부 플렌지를 가지며, 상부 플렌지 및 하부 플렌지의 폭 방향으로 양 플렌지의 중앙에서 상부 플렌지 및 하부 플렌지를 접속하는 수직 웨브가 침목 길이 방향으로 연속하여 형성됨으로써 폭 방향 단면이 대략 I자형 형상을 가진다. 침목 길이 방향으로 침목의 양 단부면은 돌출 방지판으로 봉쇄된다. 상기 상부 플렌지, 하부 플렌지, 수직 웨브와 돌출 방지판으로 둘러싸인 공간의 측면은 외부로 개방되어 레일로부터의 하중이 상부 플렌지 및 하부 플렌지 양자를 통해 밸러스트에 전달된다.

제5의 발명은 상기 제4의 발명의 철 침목을 제공하는데, 여기서 2개의 평행한 철 침목의 한 쪽의 수직 웨브와 철 침목의 다른 쪽의 수직 웨브 사이에 위치되는 상부 플렌지 및 하부 플렌지의 적어도 하나는 그 중앙에서 부분적으로 절단된다.

제6의 발명은 교량 상에 설치되어 레일 체결 장치에 의하여 레일이 체결되는 철 침목에 관한 것으로, 교상용 철 침목은, 평판형의 상부 플렌지와 평판형의 하부 플렌지를 가지고, 상부 플렌지 및 하부 플렌지의 폭 방향으로 양 플렌지의 중앙에서 상부 플렌지 및 하부 플렌지를 접속하는 수직 웨브가 침목 길이 방향으로 연속하여 형성됨으로써 침목의 폭 방향 단면이 대략 I자형 형상을 가진다. 침목 길이 방향에서 침목의 중심으로부터 길이 방향으로 대략 등거리에 위치되는 좌우 2개 위치에서 상부 플렌지와 하부 플렌지는 보강판으로 접속된다. 충격 완충재는 하부 플렌지의 하부면과 다리의 횡목과의 사이 또는 상부 플렌지의 상부면과 레일과의 사이, 또는 이러한 양 위치 중 적어도 하나에 삽입된다.

제1의 발명의 하나의 특징은, 폭 방향 단면이 대략 I자형 형상을 가지고, 침목 길이 방향으로 침목의 양 단부면은 돌출 방지판으로 봉쇄된다는 것이다. 상기 상부 플렌지, 하부 플렌지, 수직 웨브와 돌출 방지판으로 둘러싸인 공간의 측면이 밸러스트로 용이하게 충전될 수 있도록 외부로 개방되어 침목의 침하 및 돌출이 방지될 수 있다. 또한, 상부 플렌지와 하부 플렌지가 밸러스트와 접촉되고 레일로부터의 하중이 상부 플렌지 및 하부 플렌지의 양 플렌지를 통해 밸러스트에 전달되기 때문에, 하중 전달 면적이 증가하고, 침목의 침하가 더 확실하게 방지될 수 있다.

침목의 폭 방향 단면은 대략 I자형 형상을 기본적으로 포함하는 것이면 되고, 내부 공간이 밸러스트로 충전되는 것을 저해하지 않는 범위로 부가되는 다른 형상을 포함할 수 있다.

상부 플렌지는 레일이 체결되는 부분이므로, 상부 플렌지가 레일로부터의 하중에 견딜 수 있는 충분한 강도를 가지는 것이 중요하다. 이러한 강도는 상부 플렌지의 구성 재질 또는 두께를 적절히 선택함으로써 달성될 수 있다.

수직 웨브는 상부 플렌지와 하부 플렌지를 접속하고, 상부 플렌지로부터의 하중을 하부 플렌지에 전달하는 것이므로, 상부 플렌지으로부터의 하중에 견딜 수 있는 충분한 강도를 가지는 것이 중요하다. 이러한 강도는 수직 웨브의 구성 재질 또는 두께를 적절히 선택함으로써 달성될 수 있다.

돌출 방지판은, 상부 플렌지와 하부 플렌지를 접속하며, 판재를 용접 등에 의하여 접합되는 평판일 수 있다.

제2의 발명과 같이, 상부 플렌지와 하부 플렌지가 양 단부면이 아니라 길이 방향으로 침목의 중앙으로부터 대략 등거리에 위치되는 좌우 2개 위치에서 돌출 방지판으로 접속되는 경우, 상부 플렌지, 하부 플렌지, 수직 웨브와 돌출 방지판으로 둘러싸인 공간에 포함되는 밸러스트 양은 길이 방향으로 침목의 양 단부면을 돌출 방지판으로 봉쇄하는 경우보다 적다. 따라서, 측방향 변위에 대한 침목의 저항력이 감소하고, 궤도에 대해 측방향으로 침목이 이동되는 것, 이른 바 돌출을 방지하는 효과가 길이 방향으로 침목의 양 단부면을 돌출 방지판으로 봉쇄하는 경우에 비하여 약간 작아지게 된다. 그러나, 돌출 방지판을 레일 바로 아래의 위치에 설치함으로써 상부 플렌지 및 하부 플렌지의 강도가 증가될 수 있다.

제3의 발명과 같이, 레일 체결 장치는 상부 플렌지의 폭 방향으로 상부 플렌지의 중앙에 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 구성의 경우, 레일로부터의 하중이 수직 웨브의 양측의 상부 플렌지 및 하부 플렌지 부분에 균등하게 분산됨으로써, 침목의 변형이 방지되고 레일 체결 장치의 이상이 확실하게 방지된다.

레일 체결 장치의 방식은 특정 타입으로 한정되지 않고, 바람직한 실시예와 관련하여 기술되는 와셔(washer) 타입 또는 와이어 스프링 클립(wire spring clip) 타입이 또한 사용될 수 있다. 철 침목의 특성 때문에, 레일 체결 장치는 용접에 의하여 부착하는 것이 바람직하고, 그 경우에는 체결 볼트용의 구멍을 뚫을 필요가 없다. 따라서, 철 침목의 갈라짐 등이 발생할 우려를 해소하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

제4의 발명에 따르면, 단면 계수가 매우 큰 단면적의 철 침목을 제공되어, 잘 변형되지 않아, 레일 지지 성능이 향상된다.

제5의 발명에 따르면, 상부 플렌지, 하부 플렌지, 수직 웨브와 돌출 방지판에 의하여 둘러싸이는 밀폐 공간에서 레일 상을 주행하는 차량에 의하여 발생하는 소음의 공명으로 인한 불쾌한 소음의 발생이 방지될 수 있다.

내부 공간이 밸러스트로 충전되지 않는 교상용 침목은 일반적으로 침목이 밸러스트로 충전되는 다른 구간 보다 더 큰 충격 및 더 큰 하중을 받지만, 제6의 발명은 상부 플렌지와 레일의 사이 또는 하부 플렌지와 다리 횡목의 사이에 삽입되는 충격 완충재에 의하여 차량 주행시 충격이 완화되어, 내구성이 우수한 철 침목을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 이하에 기술된다. 도 1 및 도 2에서 트랙 바닥(1)에는 철 침목(2)이 레일의 길이 방향으로 소정의 간격으로 배치되어 있다. 철 침목(2)의 상면에는 2개의 레일(3, 3)이 서로 소정 거리로 이격되는 레일 체결 장치(4)에 의하여 체결되어 있다.

철 침목(2)은 상부 플렌지(5)와 하부 플렌지(6)를 가지고, 상부 플렌지(5) 및 하부 플렌지(6)의 폭 방향의 중앙부를 접속하는 수직 웨브(7)이 침목 길이 방향으로 연속하여 형성되어 침목의 폭 방향 단면이 대략 I자 형상을 갖는다. 침목(2)의 길이 방향의 양 단면은, 돌출 방지판(8)으로 봉쇄되어 있다.

상부 플렌지(5), 하부 플렌지(6), 수직 웨브(7) 및 돌출 방지판(8)으로 둘러싸인 부분의 측면은 외부로 개방됨으로써, 밸러스트로 충전될 수 있는 밸러스트 충전 공간(9)을 형성한다. 돌출 방지판(8)은 공간(9) 내에 밸러스트를 유지하며, 밸러스트와 함께 침목(2)이 궤도에 대해 측방향으로 이동되는 것을 방지한다.

레일 베이스부(11)로부터 소정 거리에서 용접되는 한 쌍의 홀더부(holder piece)(10, 10)가 상부 플렌지(5) 상면의 폭 방향으로 상부 플렌지(5)의 중앙 근처에 체결되어 있다.

도 3은 돌출 방지판(8)의 위치를 제외하고는 도 1의 구성과 유사한 구성을 도시한다. 상부 플렌지(5)와 하부 플렌지(6)가 레일(3)의 바로 아래의 위치(침목 길이 방향의 중심으로부터 길이 방향으로 대략 등거리에 위치되는 좌우 2개소의 위치)에서 돌출 방지판(8)에 의해 접속되어 있다.

도 5a에 도시되는 바와 같이, 홀더부(10)은 자신의 레일(3) 측면 상에, 측면에서 보아 둔각으로 굽혀진 가이드부(12)를 가지며, 가이드부(12)는 레일의 폭 방향과 높이 방향의 두 방향으로 경사져 있다.

도 1(a) 및 (b)에 도시되는 바와 같이, 와셔(13)가 홀더부(10)와 레일 베이스부(11) 사이에 삽입되어 있고, 이 와셔(13)는 도 6(a)의 측면도에 도시되는 바와 같이, 와셔(13)의 레일 베이스(11) 측면에 형성되며 대략 직각으로 형성되는 홀딩부(holding portion)(14)을 가져, 홀딩부(14)는 레일 베이스부(11)의 상면 및 외부 에지에 대해 압력을 가한다. 와셔(13)은 외측 부위에 가이드부(15)를 가지며, 가이드부(15)는 레일의 폭 방향과 높이 방향의 두 방향으로 경사져 있다. 와셔(13)의 가이드부(15)는 홀더부(10)의 가이드부(12)와 슬라이드 접촉하도록 구성되어 레일 폭 방향 및 높이 방향으로 그 위치가 조정될 수 있다.

도 7에 도시되는 바와 같이, 가이드부(15)는 와셔(13)의 홀딩부(14)가 레일 베이스부(11)의 외단면과 접촉하는 부분과, 레일(3)의 반대측의 와셔(13)의 가이드부(15) 하단 사이의 거리(L)를 반경으로 하는 원호(a)의 가이드부(15) 하단에서의 접선(b)보다 레일 베이스부(11) 쪽으로 경사져 있다. 가이드부(15)가 접선(b)보다 레일 베이스부(11) 쪽으로 경사져 있기 때문에, 와셔(13)가 상방으로 빠지는 것이 방지되어 레일(3)이 쓰러지는 것을 방지할 수 있다.

도 7, 8에 도시한 바와같이, 레일 체결 장치(4)에 의한 레일(3)의 체결은 철 침목(2) 상의 홀더부(10, 10) 사이에 레일(3)을 배치한 후, 먼저 와셔(13)의 더 작은 폭의 단부를 홀더부(10)와 레일 베이스부(11) 사이에 삽입하고, 와셔(13)의 더 큰 폭의 단부를 햄머 등으로 타격하여 와셔(13)를 박아 넣음으로써 수행될 수 있다. 레일(3)이 나사 또는 대못을 사용하지 않고 철 침목(2)에 체결될 수 있기 때문에, 보수 및 점검의 주기가 대폭 감소된다. 와셔(13)을 박아 넣은 후, 와셔(13)의 가이드부(15)와 홀더부(10)의 내부 접촉부를 점용접(點溶接)으로 결합시킴으로써 와셔(13)가 빠지는 것이 방지될 수 있다. 또한, 철 침목(2)에 레일 체결 볼트용의 구멍을 뚫을 필요가 없으므로, 철 침목(2)이 갈라지는 것과 같은 문제점이 발생할 가능성이 배제되어, 철 침목(2)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 와셔(13)의 위치는, 홀더부(10) 및 와셔(13)에 가이드부(12) 및 (15)를 제공하고 홀더부(10)에 대해 레일의 길이 방향으로 와셔(13)를 이동시킴으로써 레일의 폭 방향 및 길이 방향으로 조정될 수 있다. 제조 공정의 에러로 인한 레일 베이스(11)의 폭 및 높이의 방향으로의 편차가 조절됨으로써 열차가 레일 상으로 통과하는 경우 발생되는 진동을 방지할 수 있다.

또한, 침목(2)의 폭 방향 단면이 대략 I자 형상을 가지며, 철 침목(2)의 길이 방향의 양 단부가 돌출 방지판(8)으로 봉쇄되거나, 또는 철 침목(2)의 길이 방향의 중심으로부터 길이 방향으로 대략 등거리에 위치되는 좌우 2개 위치에 돌출 방지판(8)이 설치되고, 상부 플렌지(5), 하부 플렌지(6), 수직 웨브(7), 및 돌출 방지판(8)으로 둘러싸인 공간의 측면이 외부로 개방되어 있기 때문에, 밸러스트는 개방된 측면을 통해 충전되며, 따라서 철 침목의 내부 공간을 밸러스트로 용이하게 충전할 수 있다. 그 결과, 철 침목(2)은 침하가 방지될 수 있다. 특히, 철 침목(2)의 길이 방향의 양 단부면이 돌출 방지판(8)으로 봉쇄되는 경우, 철 침목(2)의 내부를 충전시키는 밸러스트와 돌출 방지판(8)에 의하여 철 침목(2)의 돌출이 확실히 방지될 수 있다. 또한, 상부 플렌지(5) 및 하부 플렌지(6)의 강도가 돌출 방지판(8)을 레일(3)의 바로 아래의 위치에 설치함으로써 증가될 수 있다.

종래의 철 침목의 경우, 도 9에 도시되는 바와 같이, 트랙 바닥(1) 상의 밸러스트는 침목(16)의 저면의 양단으로부터 외부 및 하방향으로 대략 45°의 각도로 넓어지는 면적(S1)에서 철 침목(16)으로부터 하중을 받는다. 그 반면, 본 발명의 철 침목(2)의 경우, 도 10에 도시한 바와 같이, 철 침목(2)의 상부 플렌지(5)와 하부 플렌지(6) 사이의 공간이 밸러스트로 충전되므로, 트랙 바닥(1) 상의 밸러스트가 하부 플렌지(6)뿐만 아니라, 상부 플렌지(6)로부터도 하중을 받아, 철 침목(2)으로부터 하중을 받는 밸러스트의 하중 지지 영역이 S2만큼 더 커지고, 철 침목(2)의 침하를 좀더 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 도 1(b)에 도시한 바와 같이, 홀더부(10) 및 와셔(13)이 철 침목(2)의 상면의 폭 방향의 중앙 근처에 배치되어 있기 때문에, 레일(3)로부터 전달되는 하중은 철 침목(2)의 상부 플렌지(5), 수직 웨브(7) 및 하부 플렌지(6)에 균일하게 분산된다. 따라서, 철 침목(2)이 잘 변형되지 않아, 체결 장치(4)의 이상이 방지될 수 있다.

도 11(a)는 본 발명의 다른 실시형태를 도시하는데, 도 1에 도시되는 동일한 구성의 2개의 철 침목이 자신의 길이 방향으로 나란히 평행하게 배치되어 용접에 의해 접합된다. 이러한 구성은 단면 계수를 증가시킴으로써 레일로부터의 과도한 하중을 받아도 잘 변형되지 않는 내침하성능이 우수한 구조를 이루어, 레일 이음매용 철 침목으로 적합하다. 이러한 경우, 상부 플렌지, 하부 플렌지, 수직 웨브와 돌출 방지판에 의하여 둘러싸인 밀폐 공간(18)은 미리 밸러스트로 충전될 수 있거나 또는 대안적으로 밸러스트로 충전되지 않아도 된다. 도 12는 그 응용 예를 도시한 것으로, 평행한 2개의 철 침목 중 하나의 수직 웨브와 다른 철 침목의 수직 웨브 사이에 위치되는 상부 플렌지의 중앙부가 부분적으로 절단되어 개구부(17)를 형성한다. 개구부(17)가 형성되는 경우, 공간(18)은 더 이상 밀폐 공간이 아니며, 상부 플렌지, 하부 플렌지, 수직 웨브와 돌출 방지판에 의하여 둘러싸이는 공간(18)에서 레일 상을 주행하는 열차에 의하여 발생하는 소음이 공명으로 인한 불쾌한 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예를 도시하는데, 여기서 충격 완충재(20)(예를 들어, 경질 고무판)가 상부 플렌지(5)와 레일(3) 사이 및 하부 플렌지(6)와 다리 횡목(19) 사이에 접착제를 사용하여 부착됨으로써, 레일(3)로부터 철 침목(2)에 전달되는 충격이 충격 완충재(20)에 의하여 완화된다. 참조 부호 (21)은 보강판을 나타낸다.

도 14(a)는 충격 완충재를 사용하는 실시예를 도시하는데, 여기서 충격 완충재(20)가 다리 횡목(19)과 철 침목(2)의 하부 플렌지(6) 사이에 삽입되고, 훅 볼트(22)에 의해 이러한 구성 요소가 체결된다. 도 14(b)는 단부면의 단면도이다. 훅 볼트를 하부 플렌지에 부착함으로써, 훅 볼트의 길이가 짧아져, 잘 구부러지지 않게 된다.

도 15(a)는 충격 완충재를 사용하는 다른 실시예를 도시하는데, 여기서 충격 완충재(20)가 U자형 브라켓(23)과 철 침목(2)의 하부 플렌지 사이에 삽입되고, 볼트(24)가 U자형 브라켓(23)에 형성되는 구멍을 통해 조여져 충격 완충재(20)를 하부 플렌지(6)의 하부면에 부착한다. U자형 브라켓(23)은 다리 횡목(19)에 용접된다. 이러한 구성은 철 침목(2)에 볼트 구멍을 뚫을 필요가 없도록 해준다. 도 15(b)는 도(15a)의 구성의 중요 부분의 측면도이며, 도 15(c)는 도(15a)의 구성의 중요 부분의 평면도이다.

도 16(a)는 충격 완충재를 사용하는 또 다른 실시예를 도시하는데, 여기서 충격 완충재(20)는 U자형 브라켓(25)과 철 침목(2)의 하부 플렌지(6) 사이에 삽입되고, 도 16(c)에 도시되는 바와 같이, 수직 웨브(7)의 양측에 배치되는 부재(26)와 형강(27)을 볼트를 조임으로써 체결하고, 형강(27)과 U자형 브라켓(25)은 볼트를 조임으로써 체결함으로써 충격 완충재(20)를 하부 플렌지(6)의 하부면에 대해 밀어 접촉시키고, U자형 브라켓(25)을 다리 횡목(19)에 용접한다. 도 16(b)는 도(16a)의 구성에 대한 중요 부분의 측면도이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 다음의 효과를 가진다.

(1) 청구범위 제1항에 기재된 발명에 따르면, 밸러스트는 철 침목의 측면 개구부를 통해 철 침목 내에 용이하게 충전될 수 있다. 그 결과, 철 침목의 침하가 방지될 수 있으며, 소위 돌출로 불리우는 궤도에 대한 길이 방향으로의 철 침목의 변위가 철 침목 내부를 충전하는 밸러스트와 돌출 방지판에 의하여 방지될 수 있다. 또한, 철 침목이 대략 I자 형상의 단면을 가지며, 상부 플렌지와 하부 플렌지 사이의 공간은 밸러스트로 충전되기 때문에, 레일로부터의 하중이 상부 플렌지 및 하부 플렌지 양자를 통해 밸러스트에 전달됨으로써, 하중 전달 면적을 증가시켜 철 침목의 침하를 더 확실하게 방지할 수 있다.

(2) 청구범위 제3항에 기재된 발명에 따르면, 돌출 방지판을 레일 바로 아래에 제공함으로써, 상부 플렌지및 및 하부 플렌지의 강도가 증가될 수 있다.

(3) 청구범위 제2항 및 제4항에 기재된 발명에 따르면, 레일로부터 과도한 하중을 받아도 잘 변형되지 않는 철 침목이 제공될 수 있다.

(4) 청구범위 제5항에 기재된 발명에 따르면, 단면 계수가 매우 커서 잘 변형되지 않으며, 내침하성능이 우수한 철 침목이 제공될 수 있다.

(5) 청구항 6에 기재된 발명에 따르면, 상부 플렌지, 하부 플렌지, 수직 웨브와 돌출 방지판에 의하여 둘러싸이는 밀폐 공간에서 레일 상을 주행하는 차량에 의하여 발생하는 소음의 공명으로 인한 불쾌한 소음이 발생하는 것이 방지될 수 있다.

(6) 청구항 7에 기재된 발명에 따르면, 차량 주행 시의 충격을 완화하고, 내구성이 우수한 교상용 철 침목이 제공될 수 있다.

본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 완전히 실시예의 방법으로 기술되었지만, 다양한 변경 및 변형이 행해질 수 있다는 것은 당업자에게 명백히 이해될 수 있다. 따라서, 상기 변경 및 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면, 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

1. 밸러스트로 충전될 수 있으며 트랙 바닥(track bed)에 설치되고, 레일 체결 장치에 의하여 레일을 체결하는 철 침목에 있어서,

   평판형의 상부 플렌지와 평판형의 하부 플렌지를 포함하고, 상기 상부 플렌지 및 하부 플렌지의 폭 방향으로 양 플렌지의 중앙에 상부 플렌지 및 하부 플렌지를 접속하는 수직 웨브(vertical web)가 침목의 길이 방향으로 연속하여 형성되어 침목의 폭 방향 단면이 대략 I자형 형상을 가지며, 상기 침목의 길이 방향으로 침목의 양 단부면이 돌출 방지판으로 봉쇄되고, 상기 상부 플렌지, 하부 플렌지, 수직 웨브, 및 돌출 방지판으로 둘러싸인 공간의 측면이 외부로 개방되어 레일로부터의 하중이 상기 상부 플렌지 및 하부 플렌지 양자를 통해 밸러스트에 전달되는 철 침목.
2. 제1항에 있어서,

   상기 레일 체결 장치가 상부 플렌지의 폭 방향으로 상부 플렌지의 중앙에 설치되는 철 침목.
3. 밸러스트로 충전될 수 있으며 트랙 바닥(track bed)에 설치되고, 레일 체결 장치에 의하여 레일을 체결하는 철 침목에 있어서,

   평판형의 상부 플렌지와 평판형의 하부 플렌지를 포함하고, 상기 상부 플렌지 및 하부 플렌지의 폭 방향으로 양 플렌지의 중앙에 상부 플렌지 및 하부 플렌지를 접속하는 수직 웨브가 침목의 길이 방향으로 연속하여 형성되어 침목의 폭 방향 단면이 대략 I자형 형상을 가지며, 상부 플렌지와 하부 플렌지가 침목 길이 방향에서 침목의 중앙으로부터 길이 방향으로 대략 등거리에 위치되는 좌우 2개 위치에서 돌출 방지판과 접속되고, 상기 상부 플렌지, 하부 플렌지, 수직 웨브, 및 돌출 방지판으로 둘러싸인 공간의 측면이 외부로 개방되어 레일로부터의 하중이 상기 상부 플렌지 및 하부 플렌지 양자를 통해 밸러스트에 전달되는 철 침목.
4. 제3항에 있어서,

   상기 레일 체결 장치가 상부 플렌지의 폭 방향으로 상부 플렌지의 중앙에 설치되는 철 침목.
5. 밸러스트로 충전될 수 있으며 트랙 바닥에 설치되고, 레일 체결 장치에 의하여 레일을 체결하는 철 침목에 있어서,

   각 침목의 길이 방향으로 나란히 서로 평행하게 접합되는 동일한 구성의 철 침목 2개를 포함하고, 상기 각 철 침목은 평판형의 상부 플렌지와 평판형의 하부 플렌지를 가지고, 상기 상부 플렌지 및 하부 플렌지의 폭 방향으로 양 플렌지의 중앙에 상부 플렌지 및 하부 플렌지를 접속하는 수직 웨브가 침목의 길이 방향으로 연속하여 형성되어 침목의 폭 방향 단면이 대략 I자형 형상을 가지며, 상기 침목의 길이 방향으로 침목의 양 단부면이 돌출 방지판으로 봉쇄되고, 상기 상부 플렌지, 하부 플렌지, 수직 웨브, 및 돌출 방지판으로 둘러싸인 공간의 측면이 외부로 개방되어 레일로부터의 하중이 상기 상부 플렌지 및 하부 플렌지 양자를 통해 밸러스트에 전달되는 철 침목.
6. 제5항에 있어서,

   상기 두 개의 평행한 철 침목 중 하나의 수직 웨브와 다른 철 침목의 수직 웨브 사이에 위치되는 상부 플렌지와 하부 플렌지 중 적어도 하나가 그 중앙에서 부분적으로 절단되는 철 침목.
7. 레일 체결 장치에 의하여 레일을 체결하는 다리 상에 위치되는 철 침목에 있어서,

   평판형의 상부 플렌지와 평판형의 하부 플렌지를 포함하고, 상기 상부 플렌지 및 하부 플렌지의 폭 방향으로 양 플렌지의 중앙부에 접속하는 수직 웨브가 침목 길이 방향으로 연속하여 형성됨으로써 폭 방향 단면이 대략 I자형 형상을 가지고, 침목 길이 방향으로 침목의 중심으로부터 대략 등거리로 위치되는 좌우 2개 위치에서 상부 플렌지와 하부 플렌지가 보강판으로 접속되고, 하부 플렌지의 하부면과 다리 횡목(橫木) 사이, 상부 플렌지의 상부면과 레일 사이 또는 양 위치 중의 어느 하나의 위치에 충격 완충재가 삽입되는 철 침목.