KR20020050190A - 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판 및 이의 시공방법 - Google Patents

철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판 및 이의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 민원 발생구간과 철도 레일의 급곡선부 또는 정거장의 전, 후 진입시 열차의 시동과 제동에 의해서 발생되는 차륜과 레일의 마찰 소음 및 진동을 감소하기 위한 철도 레일의 마찰 소음, 진동 저진판 및 이의 시공 방법을 제공한다. 이 저진판은 레일의 양측면과 저부가 수용되는 수용 영역을 갖되, 침목과 침목 사이의 영역에서 레일의 길이 방향으로 레일의 양측면과 저부를 감싸안으며, 폴리우레탄 접착제로 접착한 후 고정후크볼트(저진판 고정장치)으로 설치하여 접착력을 키운다. 이 형태는 레일 양 측면에만 부착되도록 형성되어 있어 전체적으로 'ㄱ'자 형상을 갖는다. 열차의 감가속이 발생되는 철도 레일의 곡선부 및 정거장 등과 같은 마찰 소음 발생 영역의 철도 레일에 저진판을 연속적으로 설치함으로써 효과적으로 마찰 소음을 감소할 뿐만 아니라 민원예상 지역에 설치하므로써 더욱 효과가 있으며 유지 보수성이 매우 높다.

Description

철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판 및 이의 시공 방법{PREVENTING BLOCK FOR RAIL FRICTIONAL SOUND AND CONSTRUCTING METHOD THEREFOR}
본 발명의 철도 궤도 분야에 관한 것으로, 구체적으로는 민원예상지역과 레일의 급곡선부 또는 정거장의 전, 후 진입시 열차의 시동과 제동에 의해서 발생되는 차륜과 레일의 마찰 소음 및 진동을 감소하기 위한 저진판 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 민원예상지역 구간에서는 토목분야에서 저감할 수 있는 대책을 강구하고 저감할 수 없는 dB은 궤도분야에서 저감시키는 대책을 강구하여야 한다. 따라서 본 발명은 소음 ·진동을 레일에서 저감시킬 수 있는 방법을 제시한 것이다. 철도 레일의 급곡선부 또는 정거장의 전, 후 진입시 열차의 시동과 제동에 의해서 차륜과 레일의 마찰 소음 및 진동이 발생되고 있다. 차륜과 레일의 마찰 소음은 승강장 주변의 승객들과 열차내의 승객들에게 매우 부정적인 영향을 미치고 있다. 또한 민원예상지역에서 열차의 주행시 발생되는 소음 및 진동으로 인해서 여러 가지로 어려움을 겪고 있다. 따라서, 궤도분야에서는 이에 대한 대책으로 고가의 궤도 구조를 선정하여 소음 및 진동을 절감시키려고 하고 있으나 시공성, 경제성, 유지 보수성을 고려한 궤도 구조를 선정하기가 상당히 어려운 실정이다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 열차와 레일간의 마찰에 의한 소음 및 진동을 저감시킬 수 있는 레일 소음과 레일에서 전달되는 진동을 저감시키는 저진판 및 이의 시공 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도 레일의 마찰 소음 저진판의 사시도;
도 2는 도 1의 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판의 정면도;
도 3은 도 1의 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판이 철도 레일에 시공된 철로의 측면도;
도 4는 본 발명에 따른 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판의 시공 방법을 설명하기 위한 플로우챠트;
도 5는 일반적인 열차의 감가속 선도를 보여주는 그래프;
도 6은 본 발명의 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판이 설치된 후의 곡률, 캔트, 높이, 속도를 각기 시뮬레인션한 결과를 보여주는 그래프;
도 7은 도 6은 본 발명의 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판이 설치된 후의 줄틀림과 면틀림을 보여주는 그래프;
도 8은 열차의 선두 좌우측 차륜에 발생되는 횡압을 보여주는 그래프;
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판의 시뮬레이션을 해석한 결과를 표로 보여주는 도면; 그리고
도 10은 본 발명의 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판이 설치된 전후의 소음 발생 정도를 비교하는 그래프이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 저진판20: 레일
30: 침목32: 레일 고정 크립
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 고무재질의 마찰 소음 저진판을 철로를 따라 레일에 연속적으로 설치함으로써 차륜과 레일의 마찰에 의해 발생되는 마찰 소음 및 진동을 저감시킨다. 이 마찰 소음 및 진동저진판은 레일의 양측면과 저부가 수용되는 수용 영역을 갖되, 침목과 침목 사이의 영역에서 레일의 길이 방향으로 레일의 양측면과 저부를 감싸안고 레일 고정 클립이 설치되는 침목의 상부 영역에서는 레일의 길이 방향으로 양 측면에만 부착되도록 형성되어 전체적으로 'ㄱ'자 형상을 갖는다.
이와 같은 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판은 고무재질로 형성되 고무미분, 규사 및 섬유질의 혼합물로서 7:1:2의 혼합 비율을 갖고, 저진판 중간부분에 얇은 철판을 삽입하여 진동을 저감시킨다. 상기 마찰 소음 및 진동 저진판은 내후성을 갖기 위해 유색용 안료로 도색하여 표면처리 된다. 그리고 상기 마찰 소음 및 진동 저진판은 접착제로 레일에 접착 시공되며, 접착력을 강화하기 위해 고정후크볼트로 고정 세팅된다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 마찰 소음 및 진동 저진판의 시공 방법은 레일과 마찰 소음 저진판의 접착면에 접착제를 부착하고, 정해진 위치의 레일에 마찰 소음 및 진동 저진판을 결합 설치하며, 레일에 설치된 마찰 소음 저진판을 고정후크볼트로 고정 세팅하여 마무리한다.
이와 같은 본 발명의 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판을 철도 민원예상지역과 레일의 급곡선부 또는 정거장의 레일에 연속하여 설치함으로써 열차의 시동과 제동에 의해서 발생되는 차륜과 레일의 마찰 소음 및 진동을 효과적으로 저감시킨다.
(실시예)
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도 레일의 마찰 소음, 진동 저진판 및 이의 시공 방법을 첨부된 도 1 내지 도 10에 의거하여 상세히 설명하며 도면에 있어서 동일한 기능의 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다. 한편, 각 도면에 있어서 본 발명을 설명하기 위한 주 요소 외의 부분들의 도시는 간략히 하거나 생략하였으며, 이 분야의 통상적인 지식을 갖는 기술자들이 기본적으로 적용할 수 있는 구성요소들의 도시는 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다. 특히, 각 구성 요소들 사이의 크기 비가 다소 상이하게 표현되거나 서로 결합되는 부품들 사이의 크기가 상이하게 표현된 부분도 있으나, 이와 같은 도면의 표현의 차이는 이 분야의 통상적인 기술자들에게는 용이하게 이해할 수 있는 부분들이므로 별도의 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도 레일의 마찰 소음 저진판의 사시도이고, 도 2는 도 1의 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판의 정면도이다. 그리고 도 3은 도 1의 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판이 철도 레일에 시공된 철로의 측면도이다.
도면을 참조하여, 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판(10)(이하, 저진판으로 약칭함)은 레일(20)의 양측면(22a, 22b)과 저부(24)가 수용되는 수용 공간(12)을 갖는다. 저진판(10)은 침목(30)과 침목(30) 사이의 영역에서 레일(20)의 길이 방향으로 레일(20)의 양측면(22a, 22b)과 저부(24)를 감싸안고, 레일 고정 크립(32)이 설치되는 침목(30)의 상부 영역에서는 레일의 길이 방향으로 양측면(22a, 22b)에만 부착되도록 형성되어 전체적으로 'ㄱ'자 형상을 갖는다.
상기 저진판(10)은 고무재질(페타이어)로 구성되되 바람직하게는 고무 미분, 규사 및 섬유질의 혼합물, 저진판 중간에 얇은철판(t=1~3mm) 삽입하여 구성할 수 있다. 그리고 고무 미분, 규사 및 섬유질의 혼합비는 7:1:2의 혼합 비율을 갖도록 할 수 있다. 이 저진판(10)은 내후성을 갖기 위해 유색용 안료로 도색하여 표면처리 할 수 있다. 이와 같은 저진판(10)에 의해서 열차의 레일(20) 위를 진행하는열차 바퀴(50)와의 마찰에 의한 소음이 흡수된다.
도 4는 본 발명에 따른 철도 레일의 마찰 소음 저진판의 시공 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도면을 참조하여, 본 발명의 저진판(10)을 철도 레일(20)에 설치하기 위해 먼저, 레일(20)과 저진판(10)의 접착면에 접착제를 부착한다(S10). 접착제는 예를 들어 폴리우레탄 바인더를 사용할 수 있다. 이어 정해진 위치의 레일(20)에 저진판(10)을 결합 설치한다(S20). 다음 레일(20)에 설치된 저진판(10)을 고정후크볼트(40)로 고정 세팅하여 접착력을 강화시키고(S30) 마무리 확인작업(S40)을 한다. 이와 같은 시공 방법에 따라 본 발명의 저진판(10)은 철도 레일을 따라 연속적으로 부착 설치되어 차륜과 레일의 마찰에 의한 소음을 저감시킨다.
특히, 철도 레일의 급곡선부 또는 정거장의 전, 후 진입시 열차의 시동과 제동에 의해서 발생되는 차륜과 레일의 마찰 소음이 발생하게된다. 하기 표 1은 일반적인 열차의 곡선별 운전 제한 속도를 보여 준다.
곡선 반경(m) 제한 속도(Km/h)
104~149 35
105~189 40
190~239 50
240~269 55
270~299 60
300~339 65
340~389 70
390~439 75
440 이상 80
상기 표 1에 표시된 바와 같이, 철도 레일의 곡선 반경에 따라 열차의 운행 속도가 제한되는데, 철도 레일의 곡선부의 진입 전에 열차의 감속이 이루어져야 하고, 곡선 반경을 벗어나면서 열차의 가속이 이루어지게 된다. 도 5는 일반적인 열차의 감가속 선도를 보여주는 그래프이다.
이러한 철도 레일의 곡선부 및 정거장에서 차륜과 레일간의 마찰에 의해 발생되는 소음 및 진동은 본 발명의 저진판(20)을 해당 레일에 설치함으로서 효과적으로 저감시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판이 설치된 후의 곡률, 캔트, 높이, 속도를 각기 시뮬레인션한 결과를 보여주는 그래프이고, 도 7은 본 발명의 철도 레일의 마찰 소음 저진판이 설치된 후의 줄틀림과 면틀림을 보여주는 그래프이다. 그리고 도 8은 열차의 선두 좌우측 차륜에 발생되는 횡압을 보여주는 그래프이다.
본 발명의 저진판(10)의 시뮬레이션 결과는 첨부 도면 도 9a 및 도 9b에 도시된 표로 정리될 수 있다. 도 10에는 본 발명의 철도 레일의 마찰 소음 저진판이 설치된 전후의 소음 발생 정도를 비교하는 그래프가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 저진판(10)을 철도 레일의 마찰 소음 발생 부분들(열차의 감가속이 발생되는 철도 레일의 곡선부 및 정거장 등)에 설치함으로서 효과적으로 마찰 소음을 감소할 수 있다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도 레일의 마찰 소음 저진판 및 이의 시공 방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘이해 할 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 열차의 감가속이 발생되는 철도 민원예상지역과 레일의 곡선부 및 정거장 등과 같은 마찰 소음 발생 영역의 철도 레일에 저진판을 연속적으로 설치함으로서 효과적으로 마찰 소음 및 진동을 감소할 수 있다. 특히, 본 발명의 저진판은 신설 선로나 기존 설로 모두에 설치가 용이하며 유지 보수성이 매우 높다.

Claims (5)

  1. 레일의 양측면과 저부가 수용되는 수용 영역을 갖되, 침목과 침목 사이의 영역에서 레일의 길이 방향으로 레일의 양측면과 저부를 감싸안고 레일 고정 크립이 설치되는 침목의 상부 영역에서는 레일의 길이 방향으로 양측면에만 부착되도록 형성되어 전체적으로 'ㄱ'자 형상을 갖는 철도 레일의 마찰 소음 및 진동저진판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 소음 및 진동 저진판은 고무재질(페타이어)로 형성되되 고무 미분, 규사 및 섬유질의 혼합물로서 7:1:2의 혼합 비율을 갖고 저진판 중간부분에 얇은 철판(t=1~3mm)을 삽입하여 저감효과를 더욱 높일 수 있는 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마찰 소음 및 진동 저진판은 내후성을 갖기 위해 유색용 안료로 도색하여 표면처리 된 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 소음 및 진동 저진판은 접착제(폴리우레탄)로 레일에 접착 시공되며, 접착력을 강화하기 위해 고정후크볼트로 고정 세팅되는 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판.
  5. 레일의 양측면과 저부가 수용되는 수용 영역을 갖되, 침목과 침목 사이의 영역에서 레일의 길이 방향으로 레일의 양측면과 저부를 감싸안고 레일 고정 크립이 설치되는 침목의 상부 영역에서는 레일의 길이 방향으로 양측면에만 부착되도록 형성되어 전체적으로 'ㄱ'자 형상을 갖는 철도 레일의 마찰 소음 및 진동 저진판의 시공방법에 있어서:
    레일과 저진판의 접착면에 접착제를 부착하는 단계;
    정해진 위치의 레일에 저진판을 결합 설치하는 단계; 및
    레일에 설치된 저진판을 고정후크볼트로 고정 세팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 레일의 마찰 소음 저진판의 시공방법.
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