KR20040025746A - 강성 트랙 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트, 특히 프리캐스트 콘크리트 구성품으로 이루어진 강성 트랙에 관한 것으로, 그 강성 트랙은 트랙 유도 차량용 레일(3)의 횡단 고정 요소(4) 또는 슬래브에 배치된 다수의 고정 요소를 갖는 슬래브(1)를 포함한다. 탈선 중 차량에 대한 보호 장치와 안내 장치로서 작동하도록, 적어도 하나의 레일(3)과 평행하게 슬래브(1)에 위치되고 또한 레일(3)의 적어도 하나의 측면에 위치된 돌출부(5)가 프리캐스트 콘크리트 구성품에 포함됨으써, 본 발명의 강성 트랙이 특징을 이룬다.

Description

강성 트랙{RIGID TRACK}

독일 특허 공개 제198 50 617 A1호에 트랙의 강성 주로에 대한 크로스 타이(cross tie)가 개시되어 있다. 개별 타이는 열(row)로 정렬되어 있어, 레일용 기층(base substrate)을 형성하고, 이후 레일이 그 기층에 안착된다. 개별 타이는 사전설정된 거리만큼 서로로부터 분리되어 있고, 주로 견고하지 않게 서로 결합된다. 트랙 유도 차량의 회전휠이 방해없이 이동되도록 하기 위하여, 타이와 아래의 콘크리트 구조물에 결합될 수 있는 레일에 지지 요소를 구성하는 것이 제시된다. 콘크리트 하부구조물에는 탈선된 휠이 주행할 수 있는 유지용 홈이 또한 성형된다. 콘크리트 타이는 서로로부터의 일정 간격을 보유하게 되고, 따라서 레일에 지지된 휠이 한 타이로부터 다른 타이로 회전하게 된다. 따라서, 지지 요소와 함께 타이와 트랙 체결 장치는 모두 손상을 입게 된다.

독일 특허 공개 제199 31 048 A1호에 트랙 유도 차량용 레일을 레일 지지 슬래브에 구성하는 것이 개시되고 있다. 슬래브에 흡수 패드가 구성되고, 그 흡수 패드는 볼트에 의해 레일 지지 요소에 부착된다. 탈선 보호대책이 요구된다면, 흡수 패드는 탈선된 휠이 회전할 수 있는 표면 보호 요소에 즉시 부착될 수 있다. 이와 같은 경우에 흡수 패드는 소음 제어 장치로서 또한 탈선 안전 장치용 체결 요소로서 역할을 한다.

트랙을 따라 탈선 보호 레일의 위치 배열이 독일 특허 공개 제44 38 397 A1호와 독일 특허 공개 제199 41 060 A1호에 공지되어 있다. 독일 특허 공개 제199 31 048 A1호와 유사한 방법으로, 차량 탈선의 경우에 탈선된 휠이 안전하게 구속될 수 있도록, 철로 제조된 탈선 보호 레일이 트랙을 따라 장착된다.

본 발명은 트랙 유도 차량용 레일이 위에 장착되도록 한 연속 체결 장치 또는 다수의 체결 장치와 슬래브(slab)를 구비하며 콘크리트, 특히 프리캐스트 콘크리트 모듈(precast concrete module)로 제조된 강성 트랙 베드(rigid track bed)에 관한 것이다.

도 1은 슬래브의 단면도.

도 2는 슬래브의 측면도.

도 3은 다른 실시예의 단면도.

도 4는 도 3의 슬래브의 측면도.

본 발명의 목적은 탈선된 휠을 안전하게 유도하는 탈선 보호 장치를 제공하는 것이고, 따라서 가능한 한 강성 트랙 베드의 콘크리트 슬래브에 대한 손상을 방지하는 것이 그 목적에 포함된다.

이 목적은 특허청구범위 제1항의 특징을 갖는 강성 트랙 베드에 의해 이루어진다.

강성 트랙 베드는 콘크리트, 특히 프리캐스트 콘크리트 구성품으로 제조되고, 트랙 유도 차량용 레일의 장착을 위해 슬래브에 장착된 체결 장치를 구비한 슬래브를 가진다. 일반적으로 슬래브의 길이는 약 6미터이고, 따라서 레일 체결 장치 유닛은 약 60cm의 간격을 두고 서로 떨어지게 배치되어야 한다. 이어서 다수의 레일 체결 장치가 각 슬래브에 제공된다. 본 발명에 따라, 상향식 프리캐스트 커브(curb)가 레일과 평행하게 슬래브상에 설치된다. 이 커브는 슬래브와 레일을 보호하며 차량을 탈선한 경우에도 보호하는 역할을 한다. 조립식 콘크리트 부품은, 레일과 콘크리트 부품 사이의 중간 공간에서 트랙 유도 차량의 탈선된 휠이 구속되고 또한 차량들이 점차 정지될 수 있도록, 작용하게 된다. 레일 측면을 따라 동시에 연장된 커브는 그 커브의 섹션들 사이에 특별히 큰 개구부, 다시 말하면 차량, 즉 탈선된 휠을 정지 상태까지 급작스럽게 회전하지 못하게 하는 큰 개구부를 가지지 않는다. 휠이 일정하게 유도되어 주행하게 함으로써, 강성 트랙 베드 슬래브와 커브의 손상이 방지된다. 이 이외에, 특정 경우에는 전차량이 전복될 수도 있는 트랙 유도 차량이 강성 트랙 베드를 이탈하는 것도 방지된다. 따라서, 커브가 프리캐스트 콘크리트로 설계됨으로써, 차량의 유지를 위한 충분한 구조 강도가 커브에 부여된다. 이와 같은 구속을 위한 힘하중은 약 미터당 10톤에 달하고, 이는 현대 기술에 따라 제조된 프리캐스트 콘크리트 부품이 견뎌낼 수 있는 것이다.

바람직하게는, 레일 체결 장치가 여러 지지점, 특히 강성 트랙 베드의 하부 슬래브의 여러 상향 돌출부에 구성된다. 이와 관련하여, 체결 장치의 특정 위치가 레일에 대해 형성되어, 레일이 매우 정확한 정렬상태로 구성될 수 있다. 본 발명의 이와 같은 구성에 있어서, 레일과 길이방향 커브 사이 공간의 바닥은 다소 높게 높일 수 있고, 이에 따르면 탈선된 휠용의 평탄한 주행 높이가 그 경로를 따라서 형성된다. 이와 같은 높임구성으로 인해, 한 지지 타이로부터 휠의 급격한 하강과 다음 타이로의 상승이 방지된다. 이러한 장점 이외에도, 레일 체결 장치 위치의 적합한 설계로 인해 회전 탈선휠로 인한 체결 장치의 손상이 방지된다. 커브가 프리캐스트 설계이기 때문에, 이러한 보호 특성은 쉽게 캐스팅에 포함될 수 있다.

높인 커브를 슬래브에 일체형으로 형성하는 것이 제조비가 낮기 때문에 특히 바람직하다. 이 방법으로, 슬래브와 커브가 탈선 중 보호를 위하여 단지 하나의 제조 단계에 의해 제조될 수 있다. 추가의 현장 장착 업무가 필요하지 않고, 이 이외에도 대형 슬래브에 대한 견고한 연결이 형성되어 있기 때문에, 커브의 구조 강도가 이 작용에 의해 증가된다. 탈선 보호 장치는 분리된 교체가능한 부품 형태로 제조될 필요는 없는데, 그 이유는 탈선 보호 장치에 대한 본 발명의 설계에서 제조될 때 커브와 강성 트랙 베드의 손상이 매우 소수의 경우에만 우려되기 때문이다. 따라서 커브와 슬래브의 일체형 제조는 바람직하다.

커브가 트랙의 중심선에 인접한 레일의 측면에 구성된다면 특히 바람직하다. 이어서 트랙의 중심을 향해 이탈된 탈선된 휠이 제어된다. 또한, 추가의 커브가 레일의 외부에 구성될 수 있어 탈선된 휠이 차량의 양측면에서 레일과 커브 사이의 유도 경로로 안전하게 이동될 수 있음은 명백하다.

특히 바람직한 본 발명의 특성에 의하면, 연속된 커브에 슬래브의 길이방향 축을 가로질러 연장되는 슬롯이 단속적으로 구성된다. 이 슬롯은 슬래브에 모이는 빗물이나 눈 또는 얼음이 녹아내리는 물이 흘러나가게 하는 역할을 한다.

슬롯이 커브를 통하여 슬래브내의 점으로 연장될 수 있고 또한 이 수단에 의하여 균열의 응력점이 슬래브내에 형성될 수 있는 가능성이 존재한다. 불가피한 균열이 이와 같은 슬롯으로부터 분기될 수 있다. 그러나, 슬래브의 상태를 고려한다면 이러한 균열은 제어될 수 있다. 따라서, 커브와 슬래브의 균열이 특히 조절될 수 있다. 탈선된 휠이 위에서 회전하는 것을 특히 방해하지 않음으로써 커브가 손상되지 않도록 하기 위해 슬롯형성 요홈이 형성된다.

특히 커브의 슬롯이 균열 보호 영역에 인접하여 구성될 때, 슬래브가 추가의 균열 차단 슬롯을 가진다면 특히 바람직하다. 이 방법으로 일반적인 균열 성장을 능동적으로 억제할 수 있다. 제어되지 않은 연속 분기 균열은 이 슬롯으로 인해 신뢰성있게 방지된다.

커브의 상부 가장자리가 약 20mm만큼 레일의 상단면 위에 구성되도록 커브의 형상이 형성될 때 매우 바람직한 것으로 판명되었다. 이 방법으로, 유효한 탈선력으로 인해 레일을 이탈하여 주행하는 탈선된 휠이 매우 신뢰성 있게 커브에 의해 구속된다. 따라서, 탈선된 휠은 그 휠이 안전하게 정지할 때까지 레일과 커브 사이에서 회전하게 된다.

트랙 유도 차량의 탈선된 휠에 대하여 커브의 측벽과 레일 사이에 충분한 공간을 유지하기 위하여, 그 공간이 약 180mm의 폭을 가진다면 바람직하다. 이 크기의 공간을 이용하여 트랙 유도 차량의 통상적인 주행휠이 신뢰성 있게 구속될 수 있고, 커브나 레일의 손상우려가 없으며, 또는 휠이 분리 공간 외부로 뛰어넘을 우려도 없다. 트랙 유도 차량이 통상적인 휠보다 더 광폭의 또는 협폭의 휠을 가진다면, 유효 간격은 달리 크기가 형성될 수 있음은 명백하다. 어느 경우든, 중간 간격의 크기가 탈선된 휠의 크기를 수용하기에 충분히 넓도록 형성되는 것이 중요하다.

커브가 고강도 콘크리트로 제조된다면 특히 바람직하다. 이용가능한 이와같은 강도로 인해, 커브 자체가 파괴되고 또한 특정 상황하에서 차량 자체가 강성 트랙 베드로부터 이탈될 수 있는 우려없이, 탈선 안전 장치에 대항하여 작용하는 탈선을 유도하는 힘은 콘크리트 커브에 수용가능하다. 고강도 콘크리트를 이용하여, 커브는 발생한 탈선력을 수용할 수 있는 구조 강도를 나타내게 된다.

일체형 커브가 이용되는 경우에, 커브가 또한 연속의 스틸 강화 로딩(rodding)에 의해 슬래브와 결합된다면 바람직하다. 탈선 사고시, 이러한 보조 강화는 커브가 강성 트랙 베드로부터 파손되는 것을 방지할 것이다.

콘크리트 커브의 높은 구조 강도를 유지하는 다른 방법은, 커브의 탈선 보호를 강화하기 위해 섬유 강화 콘크리트를 이용하는 것이다.

특히 고강도 콘크리트가 탈선 보호에 필요하다면, 금속 구조 부재가 커브에 삽입될 수 있다. 특히, 콘크리트에 매립된 앵글바(angle bar)를 이용하여, 커브의 가장자리가 보호된다. 비록 정상적인 용도로는 콘크리트 커브가 충분하긴 하나, 이러한 보조 수단을 이용하여 특히 더 우수한 탈선 보호가 이루어지게 된다.

금속 구조 부재를 갖는 커브가 사용된다면, 금속 구조 부재의 연장이 슬롯에 인접하여 중단되는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에, 강성 트랙 베드의 슬래브의 본래 균열이 연결되지 못하고 따라서 비활동 상태로 형성된다.

이에 선택적으로, 특히 로드인 금속 구조 부재가 슬래브나 커브인 콘크리트 몸체에 “프리스트레스(prestress)”를 형성할 수 있도록 설치될 수 있다. 이것이 수행된다면, 두 갈래로 분기된 균열이 예견된 위치와는 다른 위치로 연장될 수 있는 가능성 없이, 강성 트랙 베드의 슬래브가 하중 균열을 견딜 수 있는 것이 가능하게 된다.

바람직하게는, 레일용 체결 장치의 손상이 방지되도록 커브가 설계된다. 이 방법에서, 커브와 레일 사이의 중간 공간의 바닥이 휠이 레일 체결 장치과 접촉하지 않고 회전할 수 있는 높이라면 바람직하다. 이와 같은 해법은 사전배합 콘크리트 커브로 매우 쉽게 실현된다.

본 발명의 또 다른 장점이 다음 실시예에 더 상세히 개시되어 있다.

도 1에 레일(3)의 영역에서 강성 트랙 베드(rigid track bed)의 슬래브(1)에 대한 단면이 도시되어 있다. 슬래브(1)는 콘크리트 프리캐스트 섹션(concrete precast section)으로 구성되고 그 표면에서 다수의 상승 지지점(2)을 가지며, 레일(3)과 레일 체결 장치(rail fastening)(4)이 상승 지지점에 부착된다. 이 구성은 종래 레일 체결 장치(4)의 이용에 대하여 특히 적합하다. 체결 장치는 레일의 하부를 기층(substrate)에 고정시키는 클램프 또는 볼트로 구성될 수 있다.

커브(curb)(5)가 슬래브(1)에 구성된다. 커브(5)는 슬래브(1)와 결합되어 슬래브(1)와 함께 단일 프리캐스트 콘크리트 부품을 나타낸다. 트랙 유도 차량의탈선의 경우에 인가된 하중이 추가 조처없이 수용될 수 있도록 하기 위해 또한 탈선된 휠이 레일(3)과 커브(5) 사이의 영역에서 제어된 롤링을 지속할 수 있도록 하기 위해, 커브(5)는 고강도 콘크리트로 제조되거나 섬유 강화 콘크리트일 수 있다. 개시된 실시예에서 커브(5)는 트랙의 중심선을 향해 위치된다. 트랙의 제 2 레일(도시되지 않음)은 트랙 중심선에 인접한 제 2 커브(5)에 의해 유사하게 보호될 수 있다. 이 방법으로 차량의 탈선 움직임은 양방향으로 신뢰성있게 제한된다. 그러나 이와 같은 구성이 모든 경우에 필요한 것은 아니다.

커브(5)는 레일(3)의 상부 가장자리(7)보다 높은 상부 가장자리(6)을 가진다. 이러한 높이차는, 호핑(hopping)과 같은 특정 상황에서 탈선 중에, 탈선된 휠이 레일(3)과 커브(5) 사이의 중간 공간(intervening space)에 안전하게 구속되어 유지되도록 한다. 그 높이차로서 약 20mm가 충분한 것으로 판명되었다. 적어도 트랙 유도 차량의 통상의 휠에 대해 레일(3)의 헤드와 커브(5)의 내벽 사이의 중간 공간의 폭은 180mm로 측정되었고, 이는 충분한 것으로 간주되고 있다. 이 경우에, 휠은 방향이 제어되는 회전을 하며 그 중간 공간내에 안전하게 구속되고, 이러한 상태로 휠이 정지할 때까지 유지된다.

도 2는 커브(5)의 측면도와 함께 슬래브(1)의 길이방향 측면도를 나타낸다. 여기에 개시된 바와 같이, 커브(5)는 약 650mm 이격되어 규칙적으로 연속된 슬롯(10)에 의해 분할된다. 슬롯(10)은 슬래브(1)로 하향연장되고 균열의 임의 성장을 차단하는 안전 슬롯으로 변형된다. 프리캐스트 슬래브(1)가 적소에 놓여지거나 또는 경화되는 기간 중에, 불가피한 균열이 안전 슬롯에 인접하여 발생될 수 있다. 또한, 기층 토양의 침하가 그와 연관된 균열을 초래할 수 있고, 그 균열은 안전 슬롯까지 연장되어서 그곳에서 억제 상태에 놓이게 된다. 또한, 안전 슬롯은 슬래브에 모일 수 있는 빗물이나 눈 또는 얼음이 녹은 물이 흘러나가게 하는 역할을 한다. 슬래브에 또는 슬롯 사이에 모이는 빗물이나 눈 또는 얼음이 녹은 물은 슬래브의 외측 개구부로부터 배출될 수 있다.

도 3은 커브(5)의 다른 실시예를 나타낸다. 여기에서 커브(5)는 상승 바닥(12)를 가지고, 그 상승 바닥은 한 세트의 레일 체결 장치(4)으로부터 다음 세트의 레일 체결 장치으로 레일(3)의 길이방향으로 연장된다. 정상적으로는 레일(3)에서 회전하는 휠(13)은 제어되지 않는 탈선시 레일(3)과 커브(4) 사이의 중간 공간에 구속된다. 따라서, 탈선된 휠(13')은 커브(5)의 바닥(12)에서 회전하게 된다. 레일 체결 장치(4)에 대한 손상을 방지하기 위해, 바닥(12)가 레일 체결 장치(4)에 대해 상승되어, 탈선된 휠(13')은 레일 체결 장치(4)의 손상없이 레일 체결 장치(4) 위에서 회전할 수 있게 된다.

이 실시예에서 커브(5)는 레일(3)에 인접한 상부 가장자리에서 금속 구조 부재(15)를 가진다. 이 금속 구조 부재(15)는, 탈선 중 휠(13)이 급속한 충격을 받는 경우에 커브(5)의 상부 가장자리의 파손을 방지하기 위하여, 그 가장자리(7)에 대한 보호장치로서의 역할을 수행한다. 커브(5) 자체가 탈선 손상에 대한 실제 안전 요소이다.

도 4는 도 3의 길이방향 단면도이다. 이 도면으로부터 파악할 수 있는 바와 같이, 커브(5)의 바닥(12)는 탈선된 휠(13')이 레일 체결 장치(4)과 접촉하지 않고그 레일 체결 장치(4) 바로 위에서 회전하도록 상승되어 구성된다. 따라서, 레일 체결 장치(4)에 대한 어떠한 손상도 쉽게 방지되고 또한 레일(3)에 대한 손상도 쉽게 방지된다. 레일 체결 장치(4)는 바닥(12)의 요홈에 각각 위치되므로 탈선된 휠(13')과 접촉되지 않는다. 이는 휠(13')이 체결 장치 장치(4)와 접촉될 정도로 낮게 떨어지지 않고 그 휠(13')이 바닥(12)의 제 1 부분 높이로부터 바닥(12)의 제 2 부분 높이상에서 회전하기 때문이다.

본 발명은 개시된 실시예에만 국한되지 않는다. 레일 지지점과 함께 커브(5)와 레일 체결 장치(4)의 다른 제형이 어느 때에라도 제조될 수 있다. 예를 들어, 커브(5)는 슬래브(1)의 다른 한 면에서 평행하게 연장되는 제 2 커브(도시되지 않음)의 방식으로 설계될 수 있다. 구조 선박과 구조원에 이용될 수 있는 플랫폼도 이에 포함될 수 있다. 이 이외에 추가의 평행 연장 커브가 각 레일(3)의 외부에 구성될 수 있다. 이 방법으로 추가의 탈선 안전 수단이 형성된다. 커브(5)의 단면 형상이 개시된 형상으로부터 몰딩에 의해 변형될 수 있다. 또한, 커브(5)가 슬래브(1)에 볼트체결될 수 있는데, 이는 위에 개시된 일체형 프리캐스트 구성보다 다소 덜 안정된 설계이다.

레일의 고정에 관하여, 다수의 위치에서 레일을 고정하는 것 대신에 레일의 하나의 연속 고정 배열을 슬래브에 제조하는 것도 가능하다. 고정 구조 부재는 그 슬래브에 형성된 유지 수단에 레일을 고정시킨다.

Claims (17)

1. 슬래브(1)와, 트랙 유도 차량을 수용한 레일(3)용 연속의 또는 다수의 체결 장치(4)을 갖는, 콘크리드, 특히 프리캐스트 콘크리트 구성품으로 이루어진 강성 트랙 베드에 있어서,

   차량의 탈선 보호와 또한 차량의 탈선 중에는 안내를 하기 위한 프리캐스트 콘크리트 구성품으로서의 커브(5)가 슬래브(1)상에서 적어도 하나의 레일(3)과 평행하게 레일(3)의 적어도 하나의 측면에 설치되는 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.
2. 제1항에 있어서,

   커브(5)가 탈선된 휠(13')에 대한 균일 안내 요소로서 작동하는 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.
3. 전술된 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   레일 체결 장치(4)이 여러 지지점에, 특히 슬래브(1)의 융기된 여러 돌출부에 설치되는 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.
4. 전술된 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   커브(5)가 슬래브(1)에 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 강성 트랙베드.
5. 전술된 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   커브(5)가 트랙의 중심선에 인접한 레일(3)의 측면에 위치되는 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.
6. 전술된 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   커브(5)에 슬래브(1)의 길이방향 축을 가로질러 연장된 적어도 하나의 슬롯(10)이 구비되는 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.
7. 전술된 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   슬롯(10)이 슬래브(1)로 연장되는 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.
8. 전술된 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   슬롯(10)이 슬래브(1)의 균열 차단 위치(11)에 인접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.
9. 전술된 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   커브(5)의 상부 가장자리(6)가 약 20mm의 거리만큼 레일(3)의 상부 가장자리(7) 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.
10. 전술된 항들 중 어느 한 항에 있어서,

    레일(3)에 인접한 커브(5)의 길이방향 측면이 상기 레일의 상단부로부터 분리 간격을 가지고, 상기 간격은 차량의 탈선된 휠(13')을 수용하기에 적합한 공간에 상응하며, 상기 분리 간격은 약 180mm인 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.
11. 전술된 항들 중 어느 한 항에 있어서,

    커브(5)가 고강도 콘크리트로 제조되는 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.
12. 전술된 항들 중 어느 한 항에 있어서,

    커브(5)에 금속 강화부가 설치되는 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.
13. 전술된 항들 중 어느 한 항에 있어서,

    커브(5)가 섬유 강화 콘크리트로 제조되는 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.
14. 전술된 항들 중 어느 한 항에 있어서,

    레일(3)에 인접한 커브(5)의 길이방향 측면이 구조 금속 부재(15), 특히 각형철(angle iron)을 가지는 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.
15. 전술된 항들 중 어느 한 항에 있어서,

    구조 금속 부재(15)가 슬롯(10)의 영역에서 중단되는 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.
16. 전술된 항들 중 어느 한 항에 있어서,

    구조 금속 부재(15)가 커브(5)에 길이방향 프리스트레스를 형성하도록 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.
17. 전술된 항들 중 어느 한 항에 있어서,

    레일 체결 장치(4)가 커브(5)에 의해 손상으로부터 보호되는 것을 특징으로 하는 강성 트랙 베드.