KR20020033337A - 철도 궤도장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양측 레일의 횡방향 위치 및 간격을 유지시키는 침목을 사용하지 않고도 콘크리트 도상에 설치가 가능하며, 열차운행시 발생되는 궤도의 진동 및 소음을 저감시키면서 열차 승차감을 쾌적하게 유지할수 있는 철도 궤도장치에 관한 것이다.

본 발명은 철도 도상에 놓여지되, 그 상면에 레일을 거치하기 위한 레일안착부가 형성된 베이스 부재; 상기 베이스부재의 외주측에 설치되어 열차의 곡선부 운행시 원심력에 의하여 궤도의 외측방향으로 작용하는 압력을 흡수할 수 있도록 하는 횡압흡수수단; 및 상기 횡압 흡수수단의 양측에 설치되어 그와 상기 베이스부재를 도상에 고정시키기 위한 고정수단; 상기 베이스 부재상에 설치되어 그에 레일을 고정하기 위한 레일체결수단; 및 상기 베이스 부재의 레일안착부와 레일사이에 설치되어 열차운행에 따른 진동 및 충격하중이 레일을 통하여 베이스 플레이트로 전달되는 것을 흡수하기 위한 방진수단을 포함하는 철도 궤도장치를 제공한다.

Description

철도 궤도장치{Non sleeper track apparatus of railroad}

본 발명은 철도를 구성하는 주요구성요소인 선로에 전달되는 진동 및 소음을 저감시키면서 유지보수의 빈도를 최소화하고 용이하게 할 수 있는 궤도 체결장치에 관한 것으로, 특히 침목이 없이도 궤도가 내구성을 가지고 콘크리트 강결도상에 설치가 가능하며, 상기 궤도에 전달되는 진동 및 소음을 최소화하고, 유지보수가 거의 필요치 않으면서 용이하게 할 수 있는 궤도 체결장치에 관한 것이다.

일반적으로, 철도 궤도는 도상, 침목 및 레일과 그 부속품들로 구성되어 있으며, 이러한 구성은 현재까지 궤도의 필수구성요건으로서 사용되어 오고 있다. 그러나, 최근들어 철도수송의 폭증현상은 철도 차량의 고속화, 중량화를 가속화 시켰고, 상대적으로 철도 궤도의 파괴현상은 한계점에 도달하면서 예전보다 더 강도높은 궤도의 유지관리 노력을 요구하게 되었다. 아울러, 국민셍활수준의 향상과 함께 궤도의 보수를 위한 유지관리 요원의 기피현상으로 상기 전문요원의 수급이 어려운 실정이다.

기존의 자갈도상 궤도구조에서는 궤도파괴와 이에 따른 유지관리 필요성은 결국 도상 자갈의 파손과 함께 변형된 궤도를 원상태로 복구시키기 위한 노력으로 자갈도상의 대체구조로서 강결도상(concrete 또는 ascon)구조가 개발되었다.

그러나, 상기의 강결도상구조는 유지, 관리에 대한 노력을 감소시킬 수 있는 반면에, 열차의 충격하중으로 인한 진동이 극심하고, 레일의 마모나 훼손이 자갈도상에 비해 상대적으로 심하며, 유지관리시 궤도의 수정 및 조정이 불가능함에 따라 문제점이 발생된 궤도라 하더라도 그 문제점을 보완하거나 해결할 수 없었다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 침목을 사용하지 않고도 양측 레일의 횡방향 위치 및 간격을 유지시키면서 콘크리트 도상에 설치가 가능하며, 열차운행시 발생되는 궤도의 진동 및 소음을 신뢰성있게 저감시키면서 열차 승차감을 쾌적하게 유지할수 있는 궤도체결장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 침목을 사용하지 않은 상태에서 궤도의 안정성을 확보하고, 레일체결장치를 통하여 레일의 상,하,좌,우조정을 임의대로 시행할 수 있게 함으로서 궤도의 궤간, 수평, 고저, 방향등의 보정을 수행하여 궤도의 유지관리를 용이하게 하는 궤도 체결장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

도1 및 도2는 본 발명이 적용되는 콘크리트 도상시스템의 일예시도.

도3은 본 발명에 의한 궤도체결장치의 일실시예 구성을 나타낸 종단면도.

도4a 내지 도4c는 본 발명의 요부인 베이스 플레이트의 구성을 나타낸 평면도, 정면도 및 측면도.

도5a 내지 도5c는 본 발명의 요부인 횡압띠의 구성을 나타낸 평면도, 정면도 및 측면도.

도6a 내지 도6c는 본 발명의 요부인 커버 플레이트의 구성을 나타낸 평면도, 정면도 및 측면도.

도7a 및 도7b는 본 발명의 요부인 크립지지 간격재의 구성을 나타낸 정면도 및 측면도.

도8a 및 도8b는 본 발명의 요부인 레일크립의 구성을 나타낸 평면도 및 정면도.

도9a 및 도9b는 본 발명의 요부인 방진상자의 구성을 나타낸 평면도 및 정면도.

도10a 내지 도10c는 본 발명의 요부인 레일패드의 구성을 나타낸 평면도, 정면도 및 측면도.

도11a 내지 도11c는 본 발명의 요부인 방진패드의 구성을 나타낸 평면도, 정면도 및 측면도.

도12는 본 발명의 철도 궤도장치에 횡압이 작용하였을 경우의 상태도.

도13a는 레일체결장치중 레일패드의 하중흡수 상태도.

도13b는 방진장치중 방진패드의 하중흡수 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 콘크리트 도상 2: 콘크리트 단침목

10: 레일 11: 베이스 플레이트

12: 궤도횡압흡수장치 13: 레일체결장치

14: 고정장치 15: 방진장치

31: 횡압띠 32: 스폰지패드

41: 커버플레이트 43: 인서트

44: 철선코일 45: 스파이럴 철선

46: 제1 육각볼트 47: 스프링와셔

51: 크립지지 간격재 52: 레일크립

53: 제2 육각볼트 54: 스프링와셔

60: 공간부 61: 방진상자

62: 레일패드 63: 방진패드

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 철도 도상에 놓여지되, 그 상면에 레일을 거치하기 위한 레일안착부가 형성된 베이스 부재; 상기 베이스부재의 외주측에 설치되어 열차의 곡선부 운행시 원심력에 의하여 궤도의 외측방향으로 작용하는 압력을 흡수할 수 있도록 하는 횡압흡수수단; 및 상기 횡압 흡수수단의 양측에설치되어 그와 상기 베이스부재를 도상에 고정시키기 위한 고정수단; 상기 베이스 부재상에 설치되어 그에 레일을 고정하기 위한 레일체결수단; 및 상기 베이스 부재의 하부에 설치되어 열차운행에 따른 진동 및 충격하중이 레일과 베이스 플레이트를 통하여 노반으로 전달되는 것을 흡수하기 위한 방진수단을 포함하는 철도 궤도장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 철도 궤도장치는 침목을 사용하지 않고 열차운행시 발생되는 궤도의 진동 및 소음을 저감시켜 열차의 승차감을 양호하게 함과 동시에 건설비용을 최소화하고, 콘크리트 도상과 체결장치의 결속력 및 체결장치와 레일간의 결속력을 강화하여 궤도의 안정성을 확보할 수 있도록 구현한 것으로, 본 실시예에서는 도1 및 도2에 도시한 바와 같이 레일체결장치 자체를 직접 콘크리트 도상(1)에 결속시키는 체결장치 직결 시스템(도1에 도시)과 레일체결장치를 공장에서 제작된 콘크리트 단침목(2) 위에 결속시켜 그 단침목(2)을 콘크리트 도상(1)에 매립시키는 단블럭 직결 매립 시스템(도2에 도시)에 적용된다.

본 발명의 궤도체결장치의 세부 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다,

도3 및 도4에 도시한 바와 같이, 먼저 레일(10)을 안정적으로 정위치에 거치시키기 위한 베이스 플레이트(11)와, 상기 열차의 운행시 궤도 외측방향으로 작용하는 압력을 흡수할 수 있도록 하는 궤도횡압흡수장치(12)와, 상기 레일(10)을 베이스 플레이트(11)에 체결하기 위한 레일체결장치(13)와, 상기 베이스플레이트(11)를 콘크리트 도상(1)에 고정시키기 위한 고정장치(14)와, 상기 레일(10)을 통하여 상기 베이스 플레이트(11)에 전달되는 열차의 충격 및 진동을 완충적으로 흡수하여 소멸되도록 하는 방진장치(15)로 크게 나눠진다.

상기 베이스 플레이트(11)는 도4a 내지 도4c에 도시한 바와 같이, 중앙부에 형성된 레일안착부(21)와, 상기 레일안착부(21)의 양단에서 소정거리만큼 떨어진 위치에 형성된 탭홀(22)과, 상기 탭홀(22)의 양측에 형성되어 후술할 크립지지 간격재(51)를 안전하게 거치시키기 위해 폭방향으로 형성된 골(23)과, 양측 가장자리에 형성된 직립벽(24)과 저부에 형성된 함몰부(25)를 포함하는 구조로 되어 있으며, 상기 레일 안착부(21)는 궤간 내부를 향하여 1:40의 비율로 경사구배를 갖도록 되어 있다.

여기서, 상기 직립벽(24)과 골(23)은 궤도의 유지보수에 따른 궤간 및 방향정정을 수행할 수 있도록 일측면이 일단에서 타단으로 갈수록 넓어지는 형상으로 형성되어 있다.

상기 궤도횡압흡수장치(12)는 양측단면이 "ㅁ"자 형상으로 형성되어 상기 베이스 플레이트(11)를 끼워 감싸는 형태로 형성된 횡압띠(31)와, 상기 횡압띠(31)의 저부에 구비된 스폰지 패드(32)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 횡압띠(31)는 도5a 내지 도5c에 도시한 바와 같이 그의 양측 상부 날개(31b)가 베이스 플레이트(11)의 직립벽(24)의 폭과 동일한 폭으로 형성되며, 또한 양측 직립면에는 소정 간격으로 돌출된 돌기(31a)들이 다수 형성되어 상기 베이스 플레이트(11)에 작용하는 횡압을 좀더 완충적으로 흡수할 수 있도록 하고 있다.

또한 본 실시예에서의 횡압띠(31)는 그의 외측면과 후술할 방진상자(61) 내측면의 마찰을 최소화하고, 최소화된 마찰계수는 동일 계수대로 유지시킬 수 있도록 하고, 또 요구되는 스프링 정수(베이스 플레이트 측면부 25 ton/cm, 베이스 플레이트 마구리부 10 ton/cm)를 확보하기 위하여 상기 횡압띠(31) 외부에 0.5mm 두께의 경도 100정도(방진상자 경도와 동일한 경도)의 경질고무를 피복하여 합성제작한 구조로 되어 있다.

이는, 상기 횡압띠(31)가 베이스 플레이트(11)의 측면 하단에 단단히 결속되어 있는 상태에서 열차 운행시 방진패드의 탄성에 의하여 2∼3mm(최대 5mm)의 레일(10) 처짐과 회복이 반복적으로 일어남에 따라 베이스 플레이트(11)와 함께 상하운동을 반복할 때 발생되는 방진상자(61) 내측면과 횡압띠(31) 외측면의 마찰저항을 최소화하고 마찰시 발생되는 마모등의 손상을 방지하기 위함이다.

상기 베이스 플레이트(11)를 콘크리트 도상(1)에 견고하게 고정시키기 위한 고정장치(14)는 먼저 도6a 내지 도6c에 도시한 바와 같이 양측 단면이 "ㅁ"자 형태로 형성되어 상기 횡압띠(31)의 양면을 감싸 지지하며 그 하부측 사각단부에 관통홀(42a)을 각각 가지는 연장부(42)가 일체로 형성된 커버플레이트(41)와, 상기 커버 플레이트(41)의 관통홀(42a)에 대응하는 위치의 콘크리트 도상(1)에 매립된 인서트(43)와, 상기 인서트(43)와 콘크리트 도상(1)과의 완벽한 결속을 위하여 상기 인서트(43)의 외주면에 감겨져 구비된 철선코일(44) 및 스파이럴 철선(45)과, 상기 커버플레이트(41)의 관통홀(42a)과 콘크리트 도상의 인서트(43)에 체결되며 충격완화를 위한 스프링와셔(47)가 끼워진 제1 육각볼트(46)로 구성된다.

상기와 같이 상기 베이스 플레이트(11)는 횡압띠(31)에 의해 지지되고, 또 상기 횡압띠(31)는 커버플레이트(41)에 지지된 채로 제1 육각볼트(46)를 매개로 콘크리트 도상(1)에 체결됨으로서 견고히 고정상태를 유지하게 되는 것이다

다음은 상기 베이스 플레이트(11)상의 레일안착부(21)에 놓여진 레일(10)을 고정하기 위한 레일체결장치(13)에 대하여 설명한다.

상기 레일체결장치(13)는 상기 베이스 플레이트(11)의 골(23)에 설치된 "ㄴ"자 형상의 크립지지 간격재(51)와, 그 중앙부에 장공형상으로 상,하 관통된 장공홀(52a)이 형성되며 그 하단부 일측이 레일(10)의 하면을 눌러 고정시키도록 "ㄱ"자 형상으로 형성되고 그 하단부 타측에는 상기 크립지지 간격재(51)의 상면에 놓여져 지지되도록 둥근 돌출부(52b)가 형성된 레일크립(52)과, 상기 레일크립(52)의 장공홀(52a)에 삽입되어 그를 베이스 플레이트(11)에 체결하는 제2 육각볼트(53)와, 상기 제2 육각볼트(53)와 레일크립(52) 사이에 설치되는 스프링 와셔(54)로 구성된다.

여기서, 상기 크립지지 간격재(51)는 도7a 및 도7b에 도시한 바와 같이 베이스 플레이트(11)의 골(23)의 폭과 동일한 폭을 가지고 상기 골(23)에 안착된 구조로 되어 있다. 또한, 상기 레일크립(52)은 도8a 및 도8b에 도시한 바와 같이 상기 레일(10)의 하단면 양측을 고정하여 레일(10) 종방향의 압력을 흡수하며 중앙부에 장공홀(52a)을 기준으로 하여 레일(10) 하부를 직접 고정하고 있는 전단부(52c)와, 크립지지 간격재(51) 상에 위치되어 버팀 접점과 지렛점의 기능을 하는후단부(52d)로 구성되는데, 상기 전단부(52c) 및 후단부(52d)의 재질이 서로 다르게 형성된 구조로 되어 있다. 본 실시예에서의 상기 전단부(52c)는 레일(10) 저부를 직접 눌러 고정하는 부분으로서 연질고무로 형성되는데, 이는 레일(10)의 하면위치를 고정하고, 레일 종횡방향의 압력을 흡수, 대처할 수 있어야 하며 레일(10)의 떨림과 상향 탄성을 흡수할 수 있어야 하고, 열차의 주행속도에 따라 달라지는 한계체결력 초과시 등에 대처할 수 있는 기능을 고루 만족시킬 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 상기 레일크립(52)의 후단부(52d)는 전단부(52c)의 기능과는 달리 버팀접점, 지렛점으로서의 견고한 재질이 요구되는바, 경질 고무로 형성된 구조로 되어 있다. 아울러 레일크립(52)의 외주표면에 폭 1mm 내외의 경질외피층을 형성하여 운용시 표면파손 및 불필요한 마찰저항의 발생을 감소시킨다.

본 실시예에서 상기 레일크립(52) 및 후술할 레일패드(62)는 저온가압성형 기법을 도입하여 각기 다른 재질을 가진 고무재료를 모자이크식으로 합성하여 제작되는 구조로서 각각 연질고무의 특성과 경질고무의 특성을 그대로 살려 제작되는 것이다.

상기와 같이 구성된 레일체결장치(13)에서 레일(10)을 고정하는 레일크립(52)은 그의 저면과 베이스 플레이트(11) 상면 사이에 공간부(60)가 형성되어 있으며, 이 공간부는 후술할 방진패드(63)와 레일크립(52)의 상하탄성작용 혹은 완충작용을 원활히 할 수 있도록 보조완충기능을 위한 것이다.

다음은 진동 및 충격흡수를 위한 방진장치(15)에 대하여 설명한다.

먼저, 상기 커버플레이트(41)와 횡압띠(31) 및 베이스 플레이트(11)를 담아지지하기 위한 크기로 형성되며 콘크리트 도상(1)에 고정되는 방진상자(61)와, 상기 레일(10)과 베이스 플레이트(11) 사이에 설치되어 열차운행에 따른 진동 및 충격이 레일(10)을 통하여 베이스 플레이트(11)에 전달되는 것을 최소화하고, 레일(10) 저부와 베이스 플레이트(11)상면 사이에 삽입하여 상호간의 탄성계수를 상승시켜 레일(10)과 베이스 플레이트(11)의 충격으로 인한 파괴를 방지할 수 있도록 하기 위한 레일패드(62)와, 상기 베이스 플레이트(11)의 함몰부(25)에 설치된 방진패드(63)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 상기 방진패드(63)와 스폰지패드(32)에 의하여 레일(10)을 통하여 베이스 플레이트(11)에 전달되는 진동 및 충격을 완전히 흡수하게 된다.

본 실시예에서 상기 방진상자(61)는 도9a 및 도9b에 도시한 바와 같이 폴리 프로필렌(P.P)재질로 이루어져 있으며, 사각단부에 커버플레이트(41)의 관통홀(42a)에 대응하는 홀(61a)이 형성되어 제1 육각볼트(46)를 매개로 상기 콘크리트 도상(1)의 인서트(43)에 체결되어 고정된다.

상기 레일패드(62)는 도10a 및 도10b에 도시한 바와 같이 레일(10)을 통하여 전달되는 충격하중을 흡수하기 위하여 그 상,하부에 다수의 장공홈(62a)이 형성된 연질고무재질의 패드층(62b)과, 상기 패드층(62b)의 중간부와 외주부에 설치되어 열차의 반복되는 충격과 마찰하중에 의해 마모 및 파괴되는 것을 방지하기 위한 경질고무층(62c)으로 구성된다.

상기 방진패드(63)는 도11a 내지 도11c에 도시한 바와 같이 상기 레일(10) 직하부의 베이스 플레이트(11) 저면을 지지하도록 상기 방진상자(61)에 삽입되어베이스 플레이트(11)의 저면을 지지하게 되며, 그 상하면에 연속하는 요철부(63a)가 형성되어 베이스 플레이트(11)를 통해 전달되는 충격하중을 흡수한다. 또한 상기 방진패드(63)의 단면 중앙부에는 길이방향으로 횡공(63b)이 형성되어 있으며, 이때의 방진패드는 지하철등 가벼운 열차 하중의 기준에 준하여 본선등에 적용하는 횡공패드와, 완충구간등 특수구간에 적용하기 위한 무횡공 패드로 구성되어져 있다.

본 실시예에서는 실제 현장의 다양한 여건에 맞도록 하기 위하여, 상기 방진패드(63)의 횡공패드는 스프링정수가 4ton/cm, 5ton/cm, 6ton/cm, 7ton/cm인 4종이 있고, 무횡공패드는 스프링정수가 10ton/cm 인 것 외에 6ton/cm, 7ton/cm, 8ton/cm의 3종이 있어 필요에 따라 선택하여 채용할 수 있게 하였다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 레일(10)은 베이스 플레이트(11)의 레일안착부(21)상에 고정되고, 레일크립(52)은 그의 부속품인 나이론소재의 크립지지 간격재(51)와 제2 육각볼트(53)에 의하여 베이스 플레이트(11)의 레일안착부(21)에 결속된다. 상기 제2 육각볼트(53)는 스프링강 소재의 스프링 와셔(54)를 보조부품으로 하여 체결되며, 여기에 베이스 플레이트(11) 상면과 레일저부면 사이에 삽입되어 있는 고무소재의 레일패드(62)를 더하여 레일체결 장치(13)는 완결된다.

다음으로, 방진장치(15) 및 궤도 횡압 흡수장치(12)를 살펴보면, 방진장치(15)는 베이스 플레이트(11) 저부에 깔리는 상태로 설치되는데, 레일(10) 직하부 베이스 플레이트(11) 상면에 고무소재의 레일패드(62)가 배치되고 베이스플레이트(11)의 마구리 저부에 발포고무소재의 스폰지 패드(32)가 배치된다. 또한 베이스 플레이트(11)의 양측 직립벽(24)은 고무소재의 횡압띠(31)를 "ㅁ"자 형태로 하여 결속한다. 이렇게 배치된 방진장치(15)와 궤도 횡압흡수장치(12)는 나이론 합성 소재의 방진상자(61)에 담겨져서 콘크리트 도상(1)에 결합된다,

상기한 바와 같이 상기 레일패드(62)의 탄성흡수력으로 궤도에 작용되는 충격하중의 10∼15% 정도가 흡수되며, 상기 레일크립(52)은 궤도상에서 레일(10)의 위치를 고정시켜 주므로써 궤간의 확보와 레일(10)의 비틀림 현상을 방지해 줄 뿐만 아니라, 전단부에 배치된 연질고무의 탄성은 열차의 고속화와 도상의 콘크리트화에 따라 부가적으로 발생되는 레일(10)의 떨림현상 감쇄, 레일 복진저항력에 적절히 대처하고, 특히 수평방향 탄성은 궤도횡압의 일부를 흡수하게 되고, 수직방향 탄성은 레일(10) 두부 내측에 작용하게 되며 횡압에 의한 레일(10)의 내측 저부 들림 현상을 적절히 수용함으로써 레일(10)의 편마모 발생율을 현저히 감소시킨다.

또한, 상기 베이스 플레이트(11)의 저면을 받쳐주는 방진패드(63)는 궤도에 작용하는 충격하중의 80% 이상을 직접 흡수하게 된다. 이때, 궤도위를 주행하는 열차의 중량과 속도에 따라 레일의 처짐량이 매우 민감하게 달라질 수 있으며, 동시에 지반조건의 갑작스런 변화가 겹쳐지면 지반진동의 순간적 급증 현상이 나타나는 등의 돌발변수와, 동일한 여건을 가진 본선구간이라 할지라도 지반조건이 사질토 지반과 경암 지반은 충격에 의한 진동 개념 자체가 달라지기 때문에 이를 고려하여 적정한 스프링정수를 갖는 횡공형 방진패드나 무횡공형 방진패드를 선택하여 사용한다.

그리고, 상기 횡압띠(31)는 베이스 플레이트(11)의 마구리부를 감싸므로서 열차가 궤도위를 주행할 때 작용하게 되는 궤도 외방으로의 압력, 특히 곡선부에서 곡선외방으로 작용되는 원심력에 의한 횡방향 압력을 흡수하므로서 궤도의 좌우 위치 변동을 방지하여 선형의 안정적 유지를 도모하고, 궤도 외방의 도상 콘크리트에 미치는 횡방향 하중을 감소시켜 도상의 변위, 파괴를 방지한다.

도12 및 도13은 상기와 같이 설치된 본 발명의 궤도장치에서 열차가 레일(10)위를 통과할 때, 발생하는 횡압 및 하중흡수상태를 나타낸 것이다.

여기서, 도12는 상기 레일(10) 내측방향으로 횡압이 작용하는 경우를 나타내고, 도13a는 레일패드(62)를 통하여 궤도의 하중을 흡수하는 상태도를 나타내고, 도13b는 방진패드(63)를 통하여 궤도의 하중을 흡수하는 상태도를 나타낸 것이다.

상기와 같이 구성되어 제작되는 본 발명의 철도궤도장치는 주어진 하중과 조건에 따라 선별적 적용이 용이하므로 지하철 구간은 물론 국철구간의 궤도에도 적용할 수 있음은 주지의 사실이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 침목을 사용하지 않은 궤도구조를 이룸으로서 도상 콘크리트의 두께를 기존의 침목을 사용하였을 때보다 감소시킬 수 있고 또 콘크리트 도상의 강도를 기존의 도상보다 낮게 하여도 가능하므로 건설비용을 효율적으로 절감할 수 있으며, 유지관리 및 시설물 운용상의 장애요인을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 시각적 측면에서 질적 향상을 꾀할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 레일체결구 자체만으로 콘크리트 도상에 완전하게 결속되어 상기 레일의 상,하,좌,우 위치를 확실하게 고정시켜줌으로서 기존 시설물 전체의 변형이 없이도 간단히 설치가 가능한 다른 효과를 가진다.

또한, 열차의 충격 및 진동의 영향을 받을 수 있는 모든지점에 경질 및 연질의 합성고무로 제작된 각 부품을 설치함으로서 재질자체의 탄성 흡수력에 의하여 레일떨림에 의하여 발생되는 소음을 현격히 줄여 열차운행시 안전운행 및 쾌적한 승차감을 확보할 수 있다. 즉, 레일을 통하여 전달되는 열차의 수직방향 충격하중은 레일 저부에 삽입되어 있는 레일패드(스프링 정수 50ton/cm)와 베이스 플레이트 저부를 지지하고 있는 방진패드(스프링 정수 4∼10ton/cm)의 조합과 또 레일크립과 베이스 플레이트의 상부면 사이의 공간에 의해 레일패드의 탄성작용시 발생하는 반동에 의한 상향 역탄성 작용을 수직방향 탄성작용으로 신뢰성있게 흡수하는 것이다.

또한, 종래의 강결도상궤도가 가지고 있던 문제점인 궤도의 소음 및 진동이 심하고, 레일의 손상이 크며, 각 부품의 누적공차등에 의하여 궤도에 변형이 발생되었을 때, 그 변형된 부분을 수정 및 보수하기가 난해한 점을 본 발명에서는 레일로부터 전달되는 수직하중에 대하여 레일패드와 방진패드의 중복 탄성작용에 의하여 발생되는 레일의 처짐량으로 레일의 파상마모를 방지하게 되며, 레일크립의 횡방향 탄성작용에 의하여 레일의 이동여유공간을 제공함으로서 레일 두부 편마모를 현저히 감소할 수 있고, 레일과 레일패드가 볼트에 의해 고정되어 있으므로, 상기 볼트를 풀고 레일패드의 높이 조정에 의하여 레일의 상하 위치를 조정할 수 있으며, 궤간 및 방향정정을 위한 레일의 좌,우 위치조정은 내외측 레일크립지지 간격재를 이용하여 레일크립의 횡방향을 조정함으로서 쉽고 정밀하게 좌,우 위치조정이 가능한 효과를 가진다.

Claims (20)

1. 철도 도상에 놓여지되, 그 상면에 레일을 거치하기 위한 레일안착부가 형성된 베이스 부재;

   상기 베이스부재의 외주측에 설치되어 열차의 곡선부 운행시 원심력에 의하여 궤도의 외측방향으로 작용하는 압력을 흡수할 수 있도록 하는 횡압흡수수단; 및

   상기 횡압 흡수수단의 양측에 설치되어 그와 상기 베이스부재를 도상에 고정시키기 위한 고정수단;

   상기 베이스 부재상에 설치되어 그에 레일을 고정하기 위한 레일체결수단; 및

   상기 베이스 부재의 레일안착부와 레일사이에 설치되어 열차운행에 따른 진동 및 충격하중이 레일을 통하여 베이스 플레이트로 전달되는 것을 흡수하기 위한 방진수단

   을 포함하는 철도 궤도장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 베이스 부재는

   그의 중앙부에 형성된 레일안착부와, 상기 레일안착부의 양단에서 소정거리만큼 떨어진 위치에 형성된 탭홀과, 상기 탭홀의 양측에 형성된 골과, 양측 가장자리에 형성된 직립벽 및 저부에 형성된 함몰부를 포함하는 철도 궤도장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 베이스부재의 레일 안착부는 궤간 내부를 향하여 1:40의 비율로 경사구배를 갖는 철도 궤도장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 직립벽의 상단 날개 및 골은 궤도의 유지보수에 따른 궤간 및 방향정정을 수행할 수 있도록 일측면이 일단에서 타단으로 갈수록 넓어지는 테이퍼면을 가지는 철도 궤도장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 횡압흡수수단은

   상기 베이스부재의 양측면을 감싸 지지하는 횡압띠; 및

   상기 횡압띠의 저부에 구비된 스폰지 패드를 포함하는 철도 궤도장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 횡압띠는 그의 양측 직립면에 소정 간격으로 돌출되게 형성된 다수의 돌기를 더 포함하는 철도 궤도장치.
7. 제 5 항에 있어서.

   상기 횡압띠는 그의 외부면에 소정 두께의 경질고무가 피복된 철도 궤도장치.
8. 제 1 항에 있어서.

   상기 고정수단은

   상기 횡압흡수수단의 양측면을 감싸 고정하며 그 하단부에 관통홀을 갖는 다수의 연장부가 형성된 커버부재;

   상기 커버부재의 연장부에 형성된 관통홀과 대응하는 도상위치에 매립되게 구비된 인서트부재; 및

   상기 연장부의 관통홀을 관통하여 인서트 부재에 체결되는 체결수단

   을 포함하는 철도 궤도장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 인서트부재의 외주면에 감겨진 철선코일 및 스파이럴 철선을 더 포함하는 철도 궤도장치.
10. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서.

    상기 레일체결수단은

    상기 베이스 플레이트의 골에 설치된 크립간격지지대;

    그 중앙부에 장공형상으로 상,하 관통된 장공홀이 형성되며 그 하단부 일측이 레일의 하면을 눌러 고정시키며, 그 하단부 타측에는 상기 크립지지 간격재의 상면에 놓여져 지지되는 레일크립;

    상기 레일크립의 장공홀에 삽입되어 그를 베이스 플레이트에 체결하는 제2 육각볼트; 및

    상기 제2 육각볼트와 레일크립 사이에 설치되는 스프링 와셔

    를 포함하는 철도 궤도장치.
11. 제 10 항에 있어서.

    상기 크립지지 간격재는 베이스 플레이트 골의 폭과 동일한 폭을 가지고 상기 골에 안착된 철도 궤도장치.
12. 제 10 항에 있어서.

    상기 레일크립은

    상기 레일의 저부 위치를 고정하여 레일 종방향의 압력을 흡수하는 전단부와, 상기 크립지지 간격재 상에 위치되어 버팀 접점과 지렛점의 기능을 하는 후단부를 구비하며, 상기 전단부 및 후단부의 재질이 서로 다르게 형성된 철도 궤도장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 레일크립의 전단부는 연질고무로 형성되며, 후단부는 경질 고무로 형성된 철도 궤도장치.
14. 제 10 항에 있어서,

    레일크립의 저면과 베이스 부재 상면 사이가 소정간격만큼 떨어지게 형성된 철도 궤도장치.
15. 제 1 항에 있어서.

    상기 방진수단은

    상기 커버부재와 횡압띠 및 베이스 플레이트를 담아 지지하기 위한 크기로 형성되며, 콘크리트 도상에 고정하기 위한 방진상자;

    상기 레일과 베이스 부재 사이에 설치된 레일패드; 및

    상기 베이스 부재의 저부에 설치된 방진패드

    를 포함하는 철도 궤도장치.
16. 제 15 항에 있어서.

    상기 방진상자는

    그의 사각단부에 커버부재의 관통홀에 대응하는 홀이 형성된 철도 궤도장치.
17. 제 15 항에 있어서,

    상기 레일패드는

    그 상하부에 다수의 장공홈이 형성된 연질고무재질의 패드층과, 상기 패드층의 중간부와 외주부에 형성되어 열차의 반복되는 충격과 마찰하중에 의해 마모 및 파괴되는 것을 방지하기 위한 경질고무층이 합성되어 제작된 철도 궤도장치.
18. 제 15 항에 있어서.

    상기 방진패드는 그의 상하면에 연속하는 요철부가 형성된 철도 궤도장치.
19. 제 15 항 또는 제 18 항에 있어서,

    상기 방진패드의 중앙부에 길이방향으로 형성된 횡공을 더 포함하는 철도 궤도장치.
20. 제 15 항 또는 제 18 항에 있어서,

    상기 방진패드는 스프링정수가 4ton/cm ∼ 10ton/cm중 어느하나로 이루어진 철도 궤도장치.