KR20080027450A - 레일 트랙 침목 - Google Patents

레일 트랙 침목 Download PDF

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KR20080027450A
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마르셀 지라르디
샤를르 쁘띠
꼬레 프레데릭 르
랑 로베르송
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알스톰 트랜스포트 에스에이
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Abstract

레일 트랙 침목이 개시된다. 본 발명의 레일 트랙 침목(8)은, 바닥면, 및 적어도 하나의 세로방향의 레일(4)을 떠받치기 위한 상면을 구비한 단단한 블럭(9); 상기 단단한 블럭(9)을 수용하기 위해 마련되며, 바닥(48)과 바닥(48) 둘레에 마련되는 주변림(50)을 갖는 단단할 쉘로 형성되는 커버(20); 및 단단한 블럭(9)의 바닥면과 커버(20)의 바닥(48) 사이에 배치되는 탄성 기초판(22);을 포함하며, 탄성 기초판(22)은, 6 kN/mm 내지 10 kN/mm 의 동적 강성계수를 가지며, 바람직하게는 6 kN/mm 내지 8 kN/mm 의 동적 강성계수를 갖는 것을 특징으로 한다.
Figure P1020070096518
레일, 트랙, 침목, 슬리퍼, 블럭, 기초판, 강성, 진동수

Description

레일 트랙 침목{A RAIL TRACK TIE}
본 발명은 레일 트랙 침목(rail track tie) 또는 레일 트랙 슬리퍼(rail track sleeper)에 관한 것이며, 상기 침목은, 바닥면, 및 적어도 하나의 세로방향의 레일을 떠받치기 위한 상면을 구비한 단단한 블럭; 상기 단단한 블럭을 수용하기 위해 마련되며, 바닥과 상기 바닥 둘레에 마련되는 주변림을 갖는 단단할 쉘로 형성되는 커버; 및 상기 단단한 블럭의 상기 바닥면과 상기 커버의 바닥 사이에 배치되는 탄성 기초판;을 포함한다.
본 발명과 같은 타입의 침목이 유럽특허공보 EP-A-0919666에 기술되어 있다. 단단한 커버가 콘크리트 슬라브(concrete slab)에 박혀지며, 이들 두 부재는 함께 단단한 조립체를 형성한다.
각각의 레일은 일반적으로 탄성 베어링 요소에 안착되며, 탄성 베어링 요소는 각각의 레일과 단단한 블럭 사이에 배치된다. 그리하여, 탄성 베어링 요소들은 제1 탄성 스테이지를 형성한다. 탄성 베어링 요소들은 트랙이 놓여질 때 설치될 수 있거나, 사전에 침목이 조립될 때 설치될 수 있다.
블럭과 단단한 커버 사이에 배치되는 탄성 기초판은 제2 탄성 스테이지를 형 성한다.
열차가 지나갈 때 레일에 의해 발생되는 진동은 본질적으로 제1 및 제2 탄성 스테이지들에 의해 댐핑(또는 감소)된다.
하지만, 열차가 전술한 바와 같은 트랙 시스템을 통과할 때의 기계적 진동의 감쇠는 궁극적으로 충분치는 않다. 예를 들어, 플로팅 슬라브(floating slabs) 상에서의 트랙 시스템과 비교하여, 컷-오프 진동수 및 삽입 게인 모두 더 크다.
본 발명의 목적은, 앞서 언급한 침목의 진동 감쇠 성능을 개선하는 것이며, 특히 주변 건물들에 불쾌감을 주기 쉬운 250 Hz의 진동수 이하에서의 진동 감쇠 성능을 개선하는 것이다. 이와 함께, 본 발명은 레일 시스템이 받는 피로(fatigue) 및 응력을 제한하는 것을 목적으로 한다.
이에, 본 발명은, 동적 강성계수 K2가 6 kN/mm 내지 10 kN/mm 이며 바람직하게는 8 kN/mm 내지 10 kN/mm 인 탄성 기초판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전술한 특정 타입의 침목을 제공한다.
본 발명의 다른 특징들은 다음과 같다.
- 탄성 기초판은 실질적으로 평탄한 상면 및 실질적으로 평탄한 바닥면을 구비한다.
- 블럭은 상면을 바닥면에 연결하는 네 개의 주위면을 가지며, 이때 침목은 블럭 각각의 주위면과 커버의 주변림 사이에 배치된 탄성 패드들을 포함한다.
- 탄성 패드들은, 20 kN/mm 내지 25kN/mm 의 동적 강성계수를 갖는 적어도 두 개의 세로방향의 탄성 패드들, 및 15 kN/mm 내지 18 kN/mm 의 동적 강성계수를 갖는 적어도 두 개의 가로방향의 탄성 패드들을 구비한다.
- 침목은, 단단한 블럭의 상면에 120 kN/mm 내지 300 kN/mm 의, 바람직하게는 200 kN/mm 내지 300 kN/mm의, 동적 강성계수를 갖는 탄성 베어링 요소를 포함하 며, 탄성 베어링 요소는 레일의 베어링을 떠받치도록 마련된다.
- 침목은 단일 블럭과 단일 커버를 구비한다.
- 블럭은, 350 kg 내지 450 kg 의 중량을 가지며, 바람직하게는 400 kg 내지 450 kg 의 중량을 갖는다.
- 침목은, 두 개의 블럭, 두 개의 블럭 각각에 관련된 두 개의 커버, 및 두 개의 블럭을 연결하는 가로방향의 스페이서를 구비한다.
- 각각의 블럭은 100 kg 내지 150 kg 의 중량을 가지며, 바람직하게는 130 kg 내지 150 kg 의 중량을 갖는다.
또한 본 발명은 전술한 침목 및 그러한 침목 상에 마련되는 적어도 하나의 레일 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 트랙 세그먼트를 제공한다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조로 하는 실시예들에 대한 이하의 기술로부터 더 용이하게 이해될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레일 트랙의 세그먼트(2, segment)가 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 상기 세그먼트(2)는, 침목(8, tie) 상에 체결된 두 개의 세로방향의 레일(4, longitudinal rails)을 포함한다. 상기 침목(8)은 단단한 단일의 콘크리트 블럭(9) 및 각각의 레일(4)과 블럭(9) 사이에 배치된 두 개의 탄성 베어링 요소들(10)을 구비한다.
통상적으로 세로방향의 레일(4)은 세로 방향에 대한 기준을 정의한다.
탄성 베어링 요소들(10)은 실질적으로 직사각의 평행육면체로 형성된다. 도 1에 도시된 예에서, 상기 탄성 베어링 요소들(10)의 폭은 실질적으로 상기 레일(4)의 폭과 실질적으로 동일하며, 상기 탄성 베어링 요소들(10)의 길이는 상기 블럭(9)의 폭과 동일하다.
상기 탄성 베어링 요소들(10)은 블럭(9) 내의 각각의 홈들(12, recesses) 안에 수용된다. 단면도 상으로 각각의 홈(12)의 프로파일은 실질적으로 직사각형이다. 도 1에 도시된 예에서 각각의 홈(12)의 폭 및 길이는 각각, 탄성 베어링 요소(10)의 폭 및 길이와 실질적으로 동일한다.
예로써, 상기 탄성 베어링 요소들(10)은 침목(8)에 접착 방식으로 본딩될 수 있다.
각각의 레일(4)은 레일 체결기들(미도시)에 의해 블럭(9)에 부착되며, 상기 레일 체결기들은 블럭(9)에 대한 레일의 가로 방향의 변위를 방지하여 레일(4)이 블럭(9) 및 각각의 탄성 베어링 요소(10)에 고정 유지될 수 있도록 한다.
250Hz 이하의 진동수 범위에서, 동적 강성계수(dynamic stiffness)는 항상 일정하며 실질적으로 정적 강성계수(static stiffness)의 130% 에 해당한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 탄성 베어링 요소(10)는 수직방향의 동적 강성계수 K1를 갖는 제1 탄성 스테이지(14)를 형성한다. 각각의 레일(4)은 동적 강성계수 K1을 갖는 스프링(16)의 일단에 매달려지는 것으로 모델링된다. 스프링(16)의 타단은 블럭(9)에 연결된다.
각각의 탄성 베어링 요소(10)는 120kN/mm 내지 300kN/mm 범위의 동적 강성계수 K1을 갖는다. 예로써, 각각의 탄성 베어링 요소(10)를 위해 고무, 폴리우레 탄(polyurethane) 또는 그 밖의 탄성 물질이 사용될 수 있다.
도 2 및 도 3에 상세히 도시된 바와 같이, 도 1의 침목(8)은, 블럭(9)을 수용하는 커버(20), 블럭(9)과 커버(20) 사이의 실질적으로 수평한 평면에 배치되는 탄성 기초판(22) 및 블럭(9)과 커버(20) 사이의 실질적으로 수직한 각각의 평면들에 배치되는 네 개의 탄성 패드들(24, 26)을 구비한다.
상기 블럭(9)은, 실질적으로 직사각의 평행육면체로 형성되며, 상면(32), 안착되는 면인 실질적으로 평평한 바닥면(34) 및 둥근 모서리(44)와 깍인 모서리(46, chamfer) 각각을 거쳐 상면(32)을 바닥면(34)에 연결하는 네 개의 주위면(36, 38)을 구비한다. 주위면(36, 38)은 두 개의 세로방향의 주위면(36) 및 두 개의 가로방향의 주위면(38)을 구비한다.
각각의 주위면(36, 38)은 실질적으로 평탄한 바닥부(36A, 38A) 및 실질적으로 평탄한 상부(36B, 38B)를 구비하며, 실질적으로 평탄한 매개부(36C, 38C)는 각각의 바닥부(36A, 38A)를 각각 대응하는 상부(36B, 38B)에 연결한다. 세로방향의 상부(36B) 및 가로방향의 상부(38B)는 서로 상방으로 수렴한다. 세로방향의 바닥부(36A) 및 가로방향의 바닥부(38A)는 상호 하방으로 수렴한다. 세로방향의 매개부(36C) 및 가로방향의 매개부(38C)는 상호 하방으로 수렴하며, 수직면에 대해 상기 두 매개부(36C, 38C)가 각각 형성하는 각도는 대응하는 각각의 바닥부(36A, 38A)에 의해 형성되는 각도보다 더 크다.
상기 블럭(9)은 특히 큰 중량을 갖도록 선택된다. 블럭(9)의 중량은 350kg 내지 450kg 사이의 범위이며, 바람직하게는, 400kg 내지 450kg의 범위이다. 블럭의 중량은 전통적으로 콘크리트에 금속 성분을 첨가함으로써 증가된다.
상기 커버(20)는 실질적으로 단단한 쉘(shell)에 의해 형성된다. 커버(20)는 본질적으로 바닥(48) 및 바닥(48)을 둘러싸는 연속적인 주변림(50, peripheral rim)을 구비한다.
바닥(48)은 실질적으로 평탄하며 직사각형인 상면(52)을 갖는다.
상기 커버(20)의 주변림(50)은 네 개의 패널들(54, 56)을 구비한다. 이러한 네 개의 패널들(54, 56)은, 블럭(9)의 세로면들(36)과 각각 관련된 두 개의 세로방향의 패널들(54) 및 블럭(9)의 가로면들(38)과 각각 관련된 두 개의 가로방향의 패널들(56)을 구비한다. 각각의 패널(54, 56)은 각각 내면(62, 64)을 갖는다. 내면(62, 64)들 각각은, 개개의 탄성 패드(24, 26)를 수용하기 위한 실질적으로 직사각 평행육면체 형상의 하우징(66, 68)을 포함한다.
상기 하우징(66, 68)은, 블럭(9) 주위면(36, 38)의 대응하는 바닥부(36A, 38A)에 실질적으로 평행하다. 각각의 하우징(66, 68)은 연속적인 주위숄더(66A, 68A)에 의해 정의되는 직사각형 주변을 갖는다. 각각의 하우징(66, 68)은 또한, 관련되는 바닥부(36A, 38A)와 실질적으로 동일한 높이 및 길이를 갖는다.
각각의 내면(62, 64)은 평면인 상부(62A, 64A)를 가지며, 상부(62A, 64A)가 수직면에 대한 기울어진 정도는 블럭(9)의 주위면(36, 38)의 대응하는 매개부(36C, 38C)의 기울어진 정도에 비해 같거나 더 크다. 상부(62A, 64A)의 높이는, 블럭(9)의 대응하는 관련 매개부(36C, 38C)의 높이와 동일하다.
상기 패널(54, 56)의 내면들(62, 64)의 상부들(62A, 64A)는 림(50)의 연속적 인 상부 모서리(70)와 연결된다. 도 2 및 도 3에서 보여지는 예에서, 상부 모서리(70)는 연속적인 실링 개스킷(72, sealing gasket)을 갖는다. 예로써, 개스킷(72)는 천연 또는 합성 고무로 만들어진다. 개스킷(72)은, 커버(20) 내에서의 블럭(9)의 위치변경을 방해하지 않고 블럭(9)과 커버(20) 사이에서의 실링(sealing)을 제공한다. 또한, 실리콘이나 폴리우레탄과 같은 물질을 연속적인 구슬(bead) 형상으로 주조함으로써 실링 개스킷(72)을 제작할 수 있다.
상기 커버(20)의 강성은, 바닥(48) 아래에 부분적으로 그리고 패널(54, 56)의 바깥에 뚜렷이 형성된 리브(74, ribs)에 의해 강화된다. 예로써, 리브는 커버(20)와 통합되어 몰딩된다. 이러한 리브(74)는 어떠한 적합한 형상 및 커버에 대한 어떠한 적합한 배치를 가질 수 있는데, 그러한 방식은 선행기술로 알려져 있으며 특히 유럽특허공개 EP-A-0919666으로부터 알려진다. 도 2 및 도 3에 도시된 예에서, 리브(74)는 커버(20)가 어떤 강재(strenth member)에 결합될 수 있도록 하는 노치들(76)을 갖는다. 트랙이 부설되는 경우, 리브(74)는 적어도 부분적으로 콘크리트에 박혀진다. 그리하여 리브는 커버(20)가 충전 콘크리트에 고정되도록 한다.
도 2 및 도 3에 도시된 예에서, 상기 커버(20)는 단편(one-piece)의 몰딩으로 제작될 수 있다. 도시되지 않은 방식이지만, 커버(20)는, 선행기술(예들 들어 EP-A-0919666)에 개시된 바와 같이, 복수의 부분 쉘들(shells)을 조립함으로써 제작될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 단편의 침목(8)에서는, 상기 쉘들, 예를 들어 두 개의 반쪽 쉘들은, 각 단에 하나의 쉘 및 양단의 반쪽 쉘들을 연결하는 중심 쉘을 구비한다.
예로써, 커버(20)는 주형된(molded) 열가소성 물질 또는 레진 콘크리트(resin concrete)로 제작된다.
상기 탄성 기초판(22)은 실질적으로 직사각의 평행육면체의 형상이며, 기계적 응력을 최소화하기 위한 실질적으로 평탄한 상부면들과 바닥면들을 구비함으로써 피로(fatigue) 문제를 해결하게 된다. 기초판(22)의 길이 및 폭은 각각, 블럭(9)의 바닥면(34)의 길이 및 폭과 실질적으로 동일하다.
기초판(22)의 두께는 10mm 내지 20mm의 범위이며, 바람직하게는 16mm 내지 20mm의 범위이다. 그리하여, 탄성 기초판(22)은 탄성 범위 내에 유지되며, 그러한 범위에서는 최대 변형량이 실질적으로 40% 이하가 된다. 상기 변형량은 하중을 받지 않는 경우와 하중을 받는 경우 사이에서의 탄성 기초판(22)의 두께의 변화비이다.
탄성 기초판(22)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 수직방향의 동적 강성계수 K2의 제2 탄성 스테이지(78)를 형성한다. 단단한 블럭(9)은 동적 강성계수 K2를 갖는 스프링들(80)의 일단에 부착되는 것으로서 모델링된다. 상기 스프링(80)의 타단들은 커버(20)에 연결된다.
본 발명의 탄성 기초판(22)은 통상적으로 사용되는 장치에서의 동적 강성계수보다 작은 동적 강성계수 K2를 갖는다. 이러한 동적 강성계수 K2는 6kN/mm 내지 10kN/mm의 범위이며, 바람직하게는 6kN/mm 내지 8kN/mm의 범위이다.
예로써, 탄성 기초판(22)은 다공질 엘라스토머(cellular elastomer)로 제작된다.
바람직한 실시예에서, 탄성 기초판(22)은 그것의 전 영역에서 실질적으로 균일한 수직방향의 동적 강성계수 K2를 갖는다.
다른 실시예에서, 탄성 기초판(22)은 블럭(9)의 중앙 영역에서 K2보다 작은 수직방향의 동적 강성계수 k3를 갖는다. 상기 블럭(9)의 중앙 영역은, 블럭(9)의 중앙부를 포함하며, 그러한 중앙부의 양측에서 블럭(9)의 양단을 향해 확장하여 블럭(9) 전체 면적의 반 정도까지 이른다. 이러한 중앙 영역은, 압축력을 덜 받기 때문에, 신축성이 더 크고 따라서 덜 비싼 물질을 사용하는 것이 가능하다.
침목(8)은 또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 실질적으로 비압축성 두께편(82, thickness piece)을 갖는다.
상기 두께편(82)은 실질적으로 직사각의 평행육면체로서 형성된다. 이러한 두께편(82)의 길이 및 폭은 실질적으로 커버(20) 바닥(48)의 상면(52)의 길이 및 폭과 동일하다. 또한 두께편(82)의 두께는 10mm 이하이며, 바람직하게는 2mm 내지 4mm의 범위이다.
두께편(82)은 커버(20)의 바닥(48) 상에 자유롭게 안착된다. 그리하여, 두께편(82)은 트랙의 높이를 조절할 수 있도록 용이하게 커버(20)로부터 이탈될 수 있다.
바람직하게는, 탄성 기초판(22)은 두께편(82) 상에 자유럽게 안착된다.
두께편(82)의 표면은 커버(20)에서의 탄성 기초판(22)을 피하기 위해 충분한 거칠기(roughness)를 갖는다. 예로써, 이러한 거칠기는 톱니들(serrations), 다이아몬트 팁(diamond tips) 또는 바아드(bards)에 의해 달성된다.
탄성 패드(24, 26) 각각은, 외면들(24A, 26A), 내면들(24B, 26B) 그리고 네 개의 주위면들을 갖는다.
외면들 (24A, 26A) 및 내면들(24B, 26B)은, 실질적으로 면적이 동일하며, 실질적으로 직사각형인 윤곽을 갖는다.
외면들 (24A, 26A) 및 내면들(24B, 26B)의 길이 및 폭은 각각, 커버(20)의 주변림(50)에 형성된 상응하는 하우징(66, 68)의 길이 및 폭과 실질적으로 동일하다.
탄성 패드(24, 26)는 상응하는 하우징(66, 68)에 대향된다. 예로써, 탄성 패드(24, 26)은 탄성 패드(24, 26)의 주위면들과 각각의 하우징(66, 68)의 주변 숄더(66A, 68A) 사이에서의 마찰에 의해 붙들려진다. 그리하여 탄성 패드(24, 26)는 용이하게 이탈될 수 있다.
탄성 패드(24, 26) 각각은 또한 스냅-체결(snap-fastening)에 의해 붙들려질 수 있다. 예를 들어, 하우징(66, 68)은 그루브들(grooves)을 가질 수 있고 탄성 패드(24, 26)는 대응하는 홈(fluting)을 가질 수 있다.
탄성 패드들(24, 26)은, 그것들이 숄더들(66A, 68A)에 대해 돌출되도록, 하우징들(66, 68)의 깊이보다 더 큰 두께를 갖는다.
탄성 패드들(24, 26)의 내면들(24B, 26B)은 단단한 블럭(9)의 주위면(36, 38)의 상응하는 바닥부(36A, 38A)에만 압력을 가한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 내면들(24B, 26B)에는, 그것들의 유연성 향상을 위해 그루브들이 구비된다.
탄성 패드들(24, 26)은 12kN/mm 내지 25kN/mm 범위의 동적 강성계수들 갖는다. 예로써, 탄성 패드들(24, 26)은 고무, 폴리우레탄, 또는 다른 신축성 물질로 제작될 수 있다.
세로방향의 주위면들(36)에 상응하는 세로방향의 패드들(24)은, 가로방향의 주위면들(38)에 상응하는 가로방향의 패드들(26)이 받는 것보다 더 큰 힘을 받는다. 그리하여 세로방향의 패드들(24)은 가로방향의 패드들(26)의 동적 강성보다 더 큰 동적 강성을 갖도록 선택되는 것이 바람직하다. 그리하여, 예를 들어 가로 방향의 패드들(26)이 15 kN/mm 내지 18 kN/mm의 동적 강성을 가질 때, 세로방향의 패드들(24)은 20 kN/mm 내지 25 kN/mm의 동적 강성을 갖는다.
정상적인 작동 조건들 하에서, 탄성 패드들(24, 26)은 커버(20)의 내면들(62, 64)로부터 블럭(9)이 이격되도록 유지한다.
그리하여 탄성 패드들(24, 26)은 블럭(9)에 수평 댐핑(horizontal damping)을 제공한다. 이러한 수평 댐핑은 탄성 베어링 요소(10) 및 탄성 기초판(22)에 의해 얻어지는 수직 댐핑(vertical damping)과 분리된다.
탄성 패드들의 개수는 제한되지 않는다. 예로써, 침목(8)은 두 블럭(9)의 각 측에 나란한 두 개의 가로방향의 패드들(34)을 가질 수 있다.
도 5는 종래의 침목 및 본 발명의 침목의 음향적 성능을 도시한다. 도 5는 진동수(frequency)에 대한 함수로서의 삽입 게인(insertion gain)을 그래프로 나타낸다. 여기서 삽입 게인은, 탄성 기초판이 포함된 경우에 측정된 크기(속도, 가속등, 힘 등)의 값과 탄성 기초판이 포함되지 않은 경우(프랑스 기준 ISO 14837- 1:2005를 참조)에 얻어진 값 사이에서 데시벨(decibels, dB)로 표현되는 비이다. 본 예에서는, 커버(20) 상에 작용하는 힘을 대상으로 한다. 측정된 크기값의 감소는 마이너스 기호를 갖는 삽입 게인에 의해 표현된다.
더욱이, 컷-오프 진동수(cut-off frequency)는 삽입 게인이 감소되는 것으로 관찰되는 진동수이다.
k1dyn은 탄성 베어링 요소(10)의 동적 강성계수이고, k2dyn은 탄성 기초판(22)의 동적 강성계수이며, M은 블럭(9)의 중량이다.
k2dyn = 21.3 MN/m이고 M = 200kg이며 k1dyn = 150 MN/m인 경우에 대한 진동수에 대한 함수로서의 삽입 게인을 표현하는 곡선은 종래의 장치의 성능을 보여주는 기준 곡선 S1을 구성한다. 두 번째 곡선은 k2dyn = 8 MN/m이고 M = 400kg이며 k1dyn = 270 MN/m의 경우에 대한 본 발명의 침목의 성능을 도시한다.
진동수가 0 내지 10 Hz인 범위에서, 진동 감쇠 성능(vibration attenuation performance)은 실질적으로 동일하다. 진동수가 10 Hz 내지 20 Hz인 범위에서, 삽입 게인은 S1곡선보다 몇 dB 더 크다. 진동수가 25 Hz 내지 250 Hz인 범위에서, 삽입 게인은 S1곡선부다 몇 dB 더 작다.
더욱이, 컷-오프 진동수는 S1곡선의 것보다 더 낮다(20 Hz 대 32 Hz).
그리하여, 진동수가 25 Hz 내지 250 Hz인 범위에서, 본 발명의 침목의 성능이 실질적으로 더 향상되었음을 알 수 있다.
도 6에 도시된 본 발명의 제2 실시예에서, 침목(108)은, 스페이서(184, spacer)에 의해 연결된 두 개의 단단한 블럭들(109)을 구비한다. 2-블럭 침목(108) 이 1-블럭 침목(8)과 매우 유사하기 때문에, 도 6에서의 참조 번호는 도 1 내지 도 4의 참조 번호와 동일하게 사용되며, 단 100을 더한 값으로 사용한다.
커버(120)의 길이는 블럭(109)을 수용할 수 있도록 적응된다. 마찬가지로 가로방향의 패드들(126)의 길이 및 탄성 기초판(122)의 길이도 블럭(109)을 수용할 수 있도록 적응된다. 또한 1-블럭 침목(8)을 도시하는 도 2 및 도 3은 도 6의 침목(108)을 설명함에 있어 전적으로 적용될 수 있다.
1-블럭 침목(8)과 2-블럭 침목(108) 사이의 주요 차이점은 두 개의 블럭들(109)를 파고드는 스페이서(184)의 존재이다.
탄성 기초판(122)의 동적 강성계수 k2의 감소 및(또는) 블럭(109)의 중량의 증가는 세로방향의 굽힘 모멘트(bending moment)를 커지게 한다.
그리하여, 스페이서(184)는 큰 면적의 제2 모멘트를 얻기에 적합한 형상으로 마련된다. 예를 들어, 스페이서(184)는 앵글 바아(angle bar) 또는 실린더의 형상일 수 있다. 예로써, 스페이서(184)의 단면적은 800 mm2 내지 1500 mm2 이고, 그 두께는 6 mm 내지 10 mm 이다. 예로써, 스페이서(184)는 규격 EN 13230-3에 부합하는 강철로 만들어질 수 있다.
각각의 블럭(9)의 중량은 100 kg 내지 150 kg 이고, 바람직하게는 130 kg 내지 150 kg 이다.
본 발명에 기인하는 추가적인 기계적 응력에는 1-블럭 침목(8)이 특히 잘 견딘다는 것이 관찰되었다.
본 발명의 침목과 관련하여 탄성 기초판(22, 122)의 동적 강성계수 k2의 감소는 향상된 진동 감쇠 성능을 얻을 수 있게 하며, 이는 특히 컷-오프 진동수가 작아지는 것 및 진동수가 25 Hz 내지 250 Hz 범위에서의 삽입 게인이 작아지는 것에 기인한다.
또한 블럭(9, 109)의 중량 증가에 의해, 주어진 탄성 기초판(22, 122)의 동적 강성계수 k2에 대해, 컷-오프 진동수를 작게 하는 것과 함께 그 결과 낮은 진동수에서의 침목(8, 108)의 성능을 개선하는 것이 가능하게 된다. 그럼에도 불구하고, 특정 중량을 초과하면, 침목(8, 108)이 받는 기계적 응력이 크게 증가한다.
탄성 베어링 요소(10, 110)의 동적 강성계수 K1의 증가는, 진동수가 200 Hz 내지 250 Hz 범위에서의 삽입 게인을 감소시키며 공진 진동수(resonant frequency)를 높은 진동수 대역으로 이동시키는데, 이때 공진 진동수는 삽입 게인이 커지는 진동수이다.
따라서 본 발명에 의하면, 플로팅 슬라브(floating slab)가 14 Hz 내지 20 Hz의 컷-오프 진동수를 가지며 63 Hz의 진동수에서 -25 dB 의 삽입 게인을 갖는 경우 얻어지는 진동 감쇠 성능에 도달할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레일 트랙의 세그먼트의 개략적 단면도이다.
도 2는 도 1의 침목 부분을 더 상세히 도시한 개략적 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 침목의 세로방향의 개략적 단면도이다.
도 4는 레일 트랙의 도 1 부분에 대한 도식적 모델링이다.
도 5는 본 발명의 침목의 음향적 성능을 그래프로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 래일 트랙의 세그먼트의 개략적 단면도이다.

Claims (10)

  1. 바닥면(34), 및 적어도 하나의 세로방향의 레일(4; 104)을 떠받치기 위한 상면(32)을 구비한 단단한 블럭(9; 109);
    상기 단단한 블럭(9; 109)을 수용하기 위해 마련되며, 바닥(48; 148)과 상기 바닥(48; 148) 둘레에 마련되는 주변림(50; 150)을 갖는 단단할 쉘로 형성되는 커버(20; 120); 및
    상기 단단한 블럭(9; 190)의 상기 바닥면(34)과 상기 커버(20; 120)의 바닥(48; 148) 사이에 배치되는 탄성 기초판(22; 122);을 포함하며,
    상기 탄성 기초판(22; 122)은,
    6 kN/mm 내지 10 kN/mm 의 동적 강성계수를 가지며, 바람직하게는 6 kN/mm 내지 8 kN/mm 의 동적 강성계수를 갖는 것을 특징으로 하는 레일 트랙 침목(8; 108).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 기초판(22; 122)은,
    실질적으로 평탄한 상면 및 실질적으로 평탄한 바닥면을 갖는 것을 특징으로 하는 레일 트랙 침목(8; 108).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 블럭(9; 109)은,
    상기 상면(32)을 상기 바닥면(34)에 연결하는 네 개의 주위면들(36, 38);을 포함하며,
    상기 침목(8; 108)은,
    상기 블럭(9; 109)의 각각의 주위면(36, 38)과 상기 커버(20; 120)의 주변림(50; 150) 사이에 배치된 탄성 패드들(24, 26; 124, 126);을 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 트랙 침목(8; 108).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탄성 패드들(24, 26; 124, 126)은,
    20 kN/mm 내지 25 kN/mm의 동적 강성계수를 갖는 두 개의 세로방향의 탄성 패드들(24; 124); 및
    15 kN/mm 내지 18 kN/mm의 동적 강성계수를 갖는 두 개의 가로방향의 탄성 패드들(26; 126);을 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 트랙 침목(8; 108).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침목(8; 108)은,
    상기 단단한 블럭(9; 109)의 상면(32) 상에, 120 kN/mm 내지 300 kN/mm의 동적 강성계수를 갖는, 바람직하게는 200 kN/mm 내지 300 kN/mm의 동적 강성계수를 갖는 탄성 베어링 요소(10; 110)를 포함하며,
    상기 탄성 베어링 요소(10; 110)는,
    상기 레일(4; 104)의 베어링을 수용하도록 마련된 것을 특징으로 하는 레일 트랙 침목(8; 108).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침목(8)은,
    단일의 블럭(9); 및
    단일의 커버(20);를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 트랙 침목(8).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 블럭(9)은,
    350 kg 내지 450 kg의 중량을 가지며, 바람직하게는 400 kg 내지 450 kg의 중량을 갖는 것을 특징으로 하는 레일 트랙 침목(8).
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침목(108)은,
    두 개의 블럭(109);
    상기 두 개의 블럭(109)에 각각 대응하는 두 개의 커버(120); 및
    상기 두 개의 블럭(109)을 연결하는 가로방향의 스페이서(184);를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 트랙 침목(108).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 블럭(109)은,
    100 kg 내지 150 kg의 중량을 가지며, 바람직하게는 130 kg 내지 150 kg의 중량을 갖는 것을 특징으로 하는 레일 트랙 침목(108).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 침목(8; 108); 및
    상기 침목(8; 108) 상에 마련된, 상기 레일(4; 104)의 적어도 하나의 베어링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 트랙 세그먼트(2; 102).
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