KR200235957Y1 - 철근 콘크리트 침목 어셈블리 - Google Patents

Abstract

침목에 I-형강 또는 'ㄴ'형 철근을 삽입하고 침목을 성형하거나, 침목의 간격을 유지하는 L-형강의 양 쪽에 I-형강 또는 'ㄴ'형 철근을 볼트 또는 용접을 통하여 결합하고 콘크리트를 타설하여 성형시킴으로써 철근 콘크리트 침목을 제작한다. 공장에서 제작된 철근 콘크리트 침목을 선로 시공현장에 배치시키고 콘크리트를 타설하여 슬라브를 완성한 후, 침목에 레일을 부설하여 선로를 시공한다.

I-형강과 철근에 의하여 철근 콘크리트 침목과 슬라브가 일체화되어 열차 운행에 따라서 발생하는 횡방향의 하중이 철근 콘크리트 침목과 철근 콘크리트 침목에 연결된 I-형강 및 'ㄴ'형 철근에 의하여 분산되어 철근 콘크리트 침목와 슬라브의 유동이 방지되고, 공극의 발생이 감소한다.

따라서 수분이 공극으로 침투하지 않으므로 콘크리트와 철근의 부식을 방지하고 선로의 수명을 연장시키며 유지 및 보수에 드는 노력을 감소시킨다.

Description

철근 콘크리트 침목 어셈블리{R.C. Railroad Tie Assembly}

본 고안은 철도 레일을 부설하기 위해 설치하는 침목에 관한 것으로서, 특히 침목에 I-형강 또는 'ㄴ'형 철근을 삽입하여 타설하거나, 침목의 간격을 유지하는 L-형강에 I-형강 또는 'ㄴ'형 철근을 결합한 후 콘크리트를 타설하여 슬라브와 일체화하기 위한 침목에 관한 것이다.

철도 선로중 슬라브궤도로 시공되는 부분에 있어서, 종래의 침목은 단지 슬라브와 콘크리트의 부착력에 의존하여 침목을 고정시키는 방법을 취하였다.

레일 위를 지나가는 열차의 하중은 대부분 연직방향으로 전달되지만, 차륜이 레일의 정중앙을 지나지 않고 레일의 내측으로 약간 치우쳐서 진행하기 때문에 불가피하게 외측으로 향하는 횡방향 하중이 발생하게 되고, 특히 곡선 구간에서는 원심력이 가해져서 직선 구간 보다 많은 횡방향 하중이 발생한다. 이 횡방향 하중에 대한 반력은 슬라브에 묻힌 침목의 측면 부분에서만 발생하게 된다.

따라서 횡방향 하중에 저항하는 힘이 약하므로, 이 때 발생하는 횡방향 하중에 의해서 레일과 침목에 미세한 양의 횡방향 변위가 생기고, 횡방향 하중이 없어지면 다시 원위치로 복귀한다.

또한 열차 운행에 따른 진동과 소음을 방지하기 위해 침목의 하부와 슬라브 사이에 넓은 면적의 방진재를 삽입시켜 침목과 슬라브의 접착력이 약해진다. 이에 따라 계속되는 열차운행으로 반복되는 횡방향 하중에 의해서 침목과 슬라브 사이에공극이 발생하게 되고, 이 공극을 통하여 침투한 수분이 콘크리트와 강재를 부식시켜 콘크리트 침목의 강도를 저하시키고, 열차의 안전운행을 저해하게 되는 문제점을 가지고 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 공장에서 생산되는 침목에 I-형강 또는 'ㄴ'형 철근을 삽입시킨 후 침목을 성형하거나 침목의 간격을 유지시키는 L-형강의 좌우측에 I-형강 또는 'ㄴ'형 철근을 결합한 채로 콘크리트를 타설하여 성형시키고, 선로 부설시 슬라브와 철근 콘크리트 침목을 일체화하도록 하여 횡방향 하중에 의한 횡방향의 변위 발생을 억제할 수 있는 침목을 제공하는 데 있다.

제 1 도는 종래 기술에 의한 침목의 단면을 나타낸 도면.

제 2 도는 본 고안의 철근 콘크리트 침목의 단면의 나타낸 도면.

제 3 도는 본 고안의 철근 콘크리트 침목에 레일은 부설한 상태의 단면도.

제 4 도는 본 고안의 철근 콘크리트 침목에 따른 반력 분포도

제 5 도는 본 고안의 철근 콘크리트 침목을 시공한 상태의 단면도.

※도면의 주요 부호에 대한 설명※

1 : 침목 3 : 슬라브

5 : 레일 7 : 방진재

9 : L-형강 11 : I-형강

13 : 철근 15 : 체결구

17 : 나선형 철근 P : 횡방향 하중

R, R_v,R_h: 반력

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 고안의 철근 콘크리트 침목은 상기 침목이 슬라브에 매설될 때 상기 침목과 슬라브 사이에 개입되도록 상기 침목에 I-형강 또는 'ㄴ'형 철근과 같은 연결부재가 일체로 결합된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 이용하여 본 고안의 철근 콘크리트 침목의 대표적인 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 고안의 철근 콘크리트 침목의 단면도로서, 슬라브에 부설된 철근콘크리트 침목을 나타낸다.

일반적으로 침목은 공장에서 일괄적으로 제작되어 현장으로 운반하여 슬라브에 시공한 후, 레일을 부설한다. 침목을 레일의 간격에 맞게 배치한 후 콘크리트를 타설하여 슬라브를 시공하거나, 침목 사이의 간격을 유지하고 경량화 시키기 위하여 침목에 L-형강을 삽입시켜 콘크리트를 타설시키는 방법을 사용하여 슬라브를 시공한다.

본 고안의 철근 콘크리트 침목 어셈블리는 슬라브(3)와 일체화되어 시공되도록 침목(1)에 I-형강(11) 또는 'ㄴ'형 철근(13)을 삽입한 채로 성형시킨다.

침목(1)의 폭 보다 짧은 길이를 갖는 I-형강(11)과 'ㄴ'형 철근(13)이 침목(1)의 하부에 돌출되도록 유지하고, 침목(1)의 강도를 높이기 위해 나선형 철근(17)을 감은 채 콘크리트를 타설한다. 이 때 I-형강(11)이 돌출되는 부분의 길이는 침목 높이의 약 1/3 정도이고, 침목에 삽입되는 부분과 돌출되는 부분의 길이는 2:3∼1:3 이 되도록 한다.

또한 침목(1)과 슬라브(3)의 접착력을 강화하기 위하여 측면에서 바라보았을 때, 절곡부의 각도가 둔각으로 형성된 'ㄴ'형 철근(13)을 설치한다. 도2와 같이 철근(13)의 일단을 침목(1)안에 위치하고, 타단은 침목(1)의 외부에 위치하도록 하고, 이 때 밖으로 돌출된 철근(13)과 침목(1) 사이의 간격은 슬라브(3) 타설에 쓰이는 골재가 충분히 들어갈 수 있도록 간격을 유지한다.

공장에서 완성된 철근 콘크리트 침목(1)은 외형적으로 침목 하부에 I-형강(11)의 하부와 철근(13)이 돌출된 형태를 지니고 있다.

그리고, 과도한 방진재(7)의 사용을 방지하고 철근 콘크리트 침목(1)과 슬라브(3)의 접착력을 향상시키기 위하여 본 고안의 철근 콘크리트 침목(1)의 상부는 방진재(7)를 포함하는 VOSSLOH 체결구(15)를 사용할 수 있는 홈을 형성시킨다.

또 다른 실시 예로서 침목(1)사이의 간격을 유지시키는 L-형강(9)의 양측 하부에 I-형강(11) 또는 'ㄴ'형 철근(13)과 같은 연결부재를 하나 이상 설치한 후 콘크리트를 타설하여 철근 콘크리트 침목(1)을 완성시킨다.

콘크리트를 타설할 L-형강(9) 양 쪽의 하부에 침목(1)의 폭 보다 짧은 길이를 갖는 I-형강(11) 같은 연결부재를 볼트나 용접 등과 같은 결합수단을 사용하여 결합시킨다. L-형강(9)과 I-형강(11)이 직각이 되도록 하여 L-형강(9) 방향으로 발생하는 횡방향 하중이 I-형강(11)의 측면부에 의해 골고루 분산 되도록 한다.

L-형강(9)에 I-형강(11) 또는 철근(13)과 같은 연결부재를 결합하고 콘크리트의 강도를 높이기 위해 마찬가지로 나선형 철근(17)을 감은 후, L-형강(9)의 양 쪽에 콘크리트를 타설하며 VOSSLOH 체결구(15)를 사용할 수 있는 홈을 형성시킨다.

상기와 같은 방법으로 공장에서 제작된 철근 콘크리트 침목(1)은 현장으로 운반되어 시공된다.

선로 시공현장의 레일(5)을 설치할 곳에 제작된 본 고안의 철근 콘크리트 침목(1)을 배치시킨 후 콘크리트를 타설하여 슬라브(3)를 완성시킨다. 슬라브(3)에 시공되는 철근 콘크리트 침목(1)이 상호간의 결합력 외에, I-형강(11)과 철근(13)에 의해서 결합되므로 철근 콘크리트 침목(1)과 슬라브(3)가 일체화 된다. 이와 같은 방식으로 노반부터 침목까지 완성된 선로에 레일(5)을 체결구(15)를 사용하여 결합시킴으로써 선로의 시공이 완성된다.

철근 콘크리트 침목(1)과 슬라브(3) 일체로 시공되었기 때문에 도1과 같이 레일(5) 위를 지나는 열차의 횡방향 하중(P)에 대하여 종래의 침목이 슬라브에 묻힌 철근 콘크리트 침목(1)의 측면부에서만 반력(R)이 발생하여 횡방향 하중(P)이 집중되지만, 본 고안의 철근 콘크리트 침목 어셈블리에서는 도4와 같이 슬라브(3)에 묻힌 철근 콘크리트 침목(1)의 측면 부분과 철근 콘크리트 침목(1)의 하부에 돌출되어 슬라브(3)에 삽입된 채 타설된 I-형강(11)의 측면부 및 'ㄴ'형 철근(13)에 반력(R,R_v,R_h)이 발생한다. 따라서 동일한 횡방향의 하중(P)에 대하여 반력이 집중되는 종래의 침목에 비해 반력이 분산되므로 침목에 가해지는 횡방향 하중이 여러 부분으로 분산되므로 침목(1)과 레일(5)의 유동이 방지된다.

상기와 같은 구성을 갖는 철근 콘크리트 침목은 횡방향 하중에 대하여 반력이 분산되므로 열차 운행에 따라서 발생하는 레일 및 철근 콘크리트 침목의 유동을 억제한다. 이에 따라 종래의 침목이 횡방향으로 반복적으로 유동하면서 발생하던 공극이 생기지 않게 되므로써, 철근 콘크리트 침목과 슬라브사이로 수분이 침투하지 않게 되어 콘크리트와 철근의 부식이 감소하여 선로의 수명이 연장되고 유지 및 보수에 드는 비용을 감소시키는 효과를 가지고 있다.

Claims (3)

1. 레일을 부설하기 위해 슬라브에 고정되는 침목에 있어서, 상기 침목(1)이 슬라브(3)에 매설될 때 상기 침목(1)과 슬라브(3) 사이에 개입되도록 상기 침목(1)에 연결부재(11,13)가 일체로 결합된 것을 특징으로 하는 철근 콘크리트 침목 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부재(11,13)는 레일(5) 양 측에 I-형강(11)과 중앙에 'ㄴ'형 철근(13)인 것을 특징으로 하는 철근 콘크리트 침목 어셈블리.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 I-형강(11)은 침목(1)의 간격유지를 위한 L-형강(9)에 결합된 것을 특징으로 하는 철근 콘크리트 침목 어셈블리.