KR20140076937A

KR20140076937A - 3d pst 제조장치

Info

Publication number: KR20140076937A
Application number: KR1020120145531A
Authority: KR
Inventors: 강남훈
Original assignee: 강남훈
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2014-06-23
Also published as: KR101549082B1

Abstract

본 발명은 철도 궤도를 이룰 수 있는 3차원 입체 형상의 콘크리트 블록을 제조하는 3D PST 제조장치에 관한 것으로서, 상기 철도 궤도의 레일 간격보다 긴 폭으로 이루어져서 공장 지반에 고정 설치되는 베이스플레이트; 상기 베이스플레이트 상에 피봇 조립되어 좌,우로 회전되며, 상부 일측에 이송스크류가 구비되어 있는 회전플레이트; 상기 회전플레이트 상에서 이송스크류에 의해 길이방향으로 슬라이딩 되게 설치되는 이동플레이트; 및 상기 이동플레이트에 설치되어 상기 철도 궤도가 설치되어야 하는 현장의 평면선형, 종단선형, 횡단선형에 일치되도록 구배 및 캔트 등을 고려하여 측량한 계획 선형에 맞게 3차원 입체 형상의 콘크리트 블록 성형용 거푸집을 임시레일 상에 설치하기 위해 임시레일의 위치에 따른 구배 및 캔트 조절이 가능한 레일조립수단;으로 구성되는 특징이 있다.
본 발명에 3D PST 제조장치에 의하면, 3D 콘크리트블록의 현장 조립이 용이하고, 특히 현장에서의 계획선형에 대응되도록 3차원 입체형상으로 형성되기 때문에, 현장에서 별도로 횡방향 및 종방향 경사를 맞출 필요가 없으며, 현장에서 각 3D 콘크리트블록을 평면곡선 및 종곡선 상에서 연결시킬 때, 각 3D 콘크리트블록 간에 틈이 발생하지 않게 되어 별도의 틈을 채우는 작업이 불필요하게 되고 곡선반경 및 횡단경사(cant) 설정이 가능하며, 종국적으로 계획된 평면선형, 종단선형, 횡단선형에 일치하는 3D 콘크리트블록의 제조가 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 3D PST 제조장치에 의하면, 현장이 아닌 공장에서 3D 콘크리트블록이 사전 제작되므로, 균일한 품질의 철도 궤도 부설이 가능해지며, 현장에서는 3D 콘크리트블록을 설치하고 연결한 후 레일을 설치하면 되기 때문에, 현장 시공량이 현저히 감소하여 소요공기가 단축될 수 있는 큰 효과를 발휘하게 된다.

Description

3D PST 제조장치{3D precast slab track manufacturing device}

본 발명은 철도 건설 현장에서 요구되는 선형, 구배, 및 캔트를 구비하는 자유로운 형태를 갖는 3차원 입체형상의 콘트리트 블록을 현장에서 측량한 계획선형에 맞게 공장에서 정확하고 편리하게 사전 제작할 수 있도록 이루어진 3D PST(3D precast slab track) 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 궤도(軌道, track)는 레일과 그 부속품, 침목 및 도상(선로 바닥)으로 구성되는데, 견고한 노반 위에 도상을 일정한 두께로 형성하고 그 위에 침목을 일정간격으로 부설하며 침목 위에 두 줄의 레일을 소정간격으로 평행하게 체결한 것으로서, 레일·침목·선로바닥의 3가지 조건이 구비된 상태에서 노반과 함께 열차하중을 직접 지지하는 역할을 하는 도상 윗부분을 총칭하여 궤도(軌道)라고 한다.

또한, 궤광(track skeleton)이라 함은 레일, 침목, 선로바닥의 조건이 구비된 상태에서 침목과 레일이 상호 체결된 사다리 모양을 한 것을 말한다.

이러한 궤광은 선로를 부설하거나 궤도를 갱신할 때에는 도상 위에 침목을 깔고, 그 침목 위에 레일을 체결하는 것이 종래의 일반적인 공사방법이었으나, 최근에는 공사의 편의와 공사 기간의 단축 등, 효율적 공사를 시행하기 위하여 공장에서 사전에 조립 되어진 궤광을 선로바닥에 부설하는 공법을 많이 사용하고 있다.

한편, 직결궤도(直結軌道, solid bed track)는 재래형 궤도구조에서 어떤 구성요소를 생략하여 레일을 궤도지지체에 직접적으로 결합시킨 궤도로서, 무도상 궤도나 무침목 궤도를 포함한다.

궤도의 구성 중 도상은 자갈도상과 콘크리트도상으로 구분되며, 콘크리트도상은 침목매입식 콘크리트도상, 직결식 콘크리트도상 및 플로팅 슬래브(FLOATING SLAB)도상으로 구분된다.

이러한 콘크리트도상은 통상 현장에서 콘크리트를 타설하여 도상을 형성하는 공정에 의하고 있는데, 궤도를 이루는 노선의 선형은 많은 종곡선과 평면곡선의 변화를 이루면서 복잡하게 구성된다.

따라서, 직선과 평탄의 원칙으로 노선을 설계하는 것이 설계의 원칙이지만, 철도의 선형은 그 특성상 많은 곡선과 구배를 설정하지 않을 수 없게 되는 것이 현실적인 과제이다.

그리고, 직선 선로의 경우라면 양측 레일의 높이가 같게 되지만, 곡선 선로의 경우에는 열차의 주행시 열차의 주행에 의한 원심력과 열차의 무게로 인한 중력의 합이 궤간 중심에 오도록 하기 위하여 양 레일 간의 높이차(cant)에 의한 기울기를 가져야 하기 때문에 차량의 곡선 주행 시의 안정성을 위해서는 상기한 궤광의 설치 정밀도가 매우 중요하게 요구되는 것이다.

종래와 같이 곡선로에서 연속적으로 곡률이 변하는 완화 곡선구간을 작업자가 수작업으로 시공하게 되면 그 정밀도가 매우 떨어지기 때문에, 실질적으로 직선로와 곡선로를 연결하는 완화곡선구간의 횡방향 및 종방향 구배(선형적으로 변화함)를 정확하게 맞추는 것이 현실적으로 불가능한 문제점이 있었다.

즉, 곡선로와 직선로를 연결하는 완화곡선구간은 선형적으로 변화하는 3차원 곡률로 이루어지기 때문에 여기에 맞춰 배근 설치 및 콘크리트도상 성형을 정확하게 하는 것이 불가능하고, 이로 인해 콘크리트도상의 시공 정밀도가 저하되었던 것이다.

또한, 직결식 콘크리트도상을 형성함에 있어서, 콘크리트 직결도상은 콘크리트와 직결도상 체결장치로 구성되는데, 콘크리트도상에 있어서 선형은 계획노선의 선형과 정밀하게 일치하여야 하고, 특히, 콘크리트도상의 횡방향, 종방향 경사가 정확하게 설치되어야 한다.

아울러, 콘크리트와 직결도상체결장치의 충분한 체결력과 밀착성이 확보되어야 열차주행의 안정성과 콘크리트도상의 안정성이 확보되게 된다.

이와 같이, 직결식 콘크리트도상은 콘크리트와 직결도상 체결장치 간에 충분한 체결력과 진동흡수를 할 수 있도록 설계되어야 하는 것이나, 통상의 시공방법과 같이, 직결도상체결장치를 먼저 매달고 콘크리트를 나중에 타설하는 방식(TOP-DOWN 방식)으로 시공되는 경우에는, 직결도상체결장치와 콘크리트도상 접착면의 건조수축에 의한 콘크리트 침하, 콘크리트 타설시 채움 불량 등에 의한 밀착성 불량, 직결도상체결장치와 콘크리트도상 접착면 사이의 콘크리트 타설시 발생하는 공극발생 등의 문제를 발생하여 이에 따른 궤도구조 안전성 저하의 문제가 야기되고 있다.

또한, TOP-DOWN 방식의 경우, 시공이 완료되면 다시 직결도상체결장치를 해체하여 밀착성 검사를 한 후에 밀착성 불량 개소에 대해서 보수를 실시해야 하므로 비용이 상당히 증가하는 단점이 있었다.

또한, 종래 현장에서 콘크리트도상을 시공하던 방법의 경우, 현장까지 콘크리트가 운반되어야 하므로 콘크리트의 특성상 묽은 콘크리트, 즉 슬럼프가 높은 콘크리트가 적용되었다. 특히, 대부분의 직결식 콘크리트도상은 터널 또는 지하구간에 설치되는데, 지하구간에서는 압송관부설로 콘크리트 포터블을 이용해 콘크리트를 공급해야 하고, 고가구간에서는 펌프카를 이용하여 콘크리트를 공급해야 하기 때문에, 묽은 콘크리트를 사용할 수밖에 없는 실정이다.

이처럼, 현장 타설시 묽은 콘크리트가 사용되어야 하기 때문에, 묽은 콘크리트의 단점인 콘크리트 블리딩에 의한 균열, 건조수축에 의한 균열 등의 문제가 발생하였고, 또한 캔트(cant) 설정시 묽은 콘크리트가 중력방향으로 이동됨에 따라 도상단면오차도 빈번히 발생하였다.

이와 같은 문제점이 해소될 수 있도록 슬럼프가 낮은 콘크리트를 사용하여 콘크리트도상을 시공할 수 있는 방안이 요구된다.

비록, 종래 공장에서 제작한 후 현장에서 조립하여 도상을 형성하는 공장제작 슬래브도상이 적용되고는 있으며, 이에 관한 특허문헌으로는 대한민국 등록특허 제0721609호 및 제0657623호, 공개특허 제2009-0073530호 및 제2009-0072213호 등이 있다.

하지만, 종래 슬래브도상은 직육면체의 균일한 형상을 갖는 블록만을 생산하여 시공하였기 때문에, 예컨대 곡선로와 같은 곳에서는 변화하는 3차원 입체형상의 도상을 형성하는데 어려움이 많았으며, 블럭 간의 연결부위의 정밀도를 보장할 수 없었다.

이에 대하여는 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 구체적으로 살펴보도록 한다.

우선, 도 1a에 도시된 바와 같이 종래 직육면체 형상의 프리캐스트 블록(1)으로는 횡단경사(cant) 설정이 불가능하다.

즉, 직육면체 형상이기 때문에 각 프리캐스트 블록(1) 간 횡단경사량이 불연속적으로 나타나게 되고, 더욱이 각 블록이 노반으로부터 이격되는 거리(x)도 불균일해진다(도 1b 참조). 이에 따라, 몰탈 등으로 노반면과 프리캐스트 블록을 연결하고자 할 때 불균일한 이격거리로 인해 채움량이 증가하고 현장 설치시 어려움이 따르게 된다.

그리고 도 1c에 도시된 바와 같이 평면 곡선구간을 형성하고자 할 때, 프리캐스트 블록(1)이 직사각형의 평면으로 이루어지기 때문에 프리캐스트 블록으로 연결시 계획선형과 블록선형이 달라서 선형 불일치의 문제가 발생하고 프리캐스트 블록 간에 틈(2)이 발생하여 별도로 틈을 채우는 작업이 필요하게 된다. 특히, 이러한 프리캐스트 블록 상에 동일한 간격으로 직결도상체결장치(도시되지 않음)를 설치하면 평면 곡선상에서 궤도 부설이 불가능해진다. 요컨대, 종래 프리캐스트 블록으로는 평면 곡선에서 완화곡선구간의 변화하는 곡선반경의 설정이 불가능하다.

또한, 도 1d에 도시된 바와 같이 종래 프리캐스트 블록(1)을 사용하는 경우에는 종곡선 노반상에서 블록 상호 간에 틈이 발생할 뿐만 아니라 노반과의 이격거리도 불균일해진다. 직육면체 형상의 종래 블록으로는 종곡선 구간에서 변화하는 종곡선 반경에 맞춰 시공하는 것은 불가능하다.

이처럼, 종래 프리캐스트 블록은 평면선형, 종단선형과 선형일치를 이룰 수 없고 별도로 틈을 채우는 작업이 필요하게 되며 노반면으로부터의 이격거리가 불균일해져 몰탈 채움량이 증가하는 등의 문제점이 있다.

더욱이, 종래 현장에서 시공하던 방법의 경우에는 침목을 우선 형성하고 매달아놓은 상태에서 콘크리트를 타설하여 도상을 형성하였는데, 콘크리트로 이루어지는 침목 및 도상 사이에 콘크리트가 조밀하게 충전되지 못하여 밀착성 불량이 발생하고 그에 따라 침목과 도상 사이에 공극이 발생하게 되어, 이에 따른 궤도구조 안전성이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.

이러한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 현장에서 요구되는 선형, 구배 및 캔트를 구비한 콘크리트블록을 공장에서 제조할 수 있는 대한민국등록특허 제10-1114442호 "3차원 입체형상을 갖는 콘크리트 블록 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 콘크리트 블록을 이용한 콘크리트 궤도 부설방법"에 대하여 특허등록을 받았으며, 시공 현장에 적용하고 있다.

이러한 등록특허 제10-1114442호에 따른 시공 방법은 3차원 입체형상의 콘크리트 블록(이하 3D 콘크리트블럭 이라 함)을 공장에서 제조할 수 있는 방법 및 그 임시레일조립대와 같은 구조물들은 현장에서 측량한 계획선형에 맞게 일일이 가설을 해야하므로 가설 시간 및 경비가 많이 소요되는 문제가 있었다.

즉, 현장에서 요구되는 다양한 형태와 크기 그리고 구배 및 캔트 정도에 대응하여 거푸집을 일일이 제작해야 하며, 이러한 거푸집을 가설하기 위한 임시 레일조립대를 현장에서 측량한 계획선형 대로 매번 가설 및 철거를 반복적으로 수행해야 하므로 그 시간 및 비용이 많이 소요되는 문제가 있었으며, 3D 콘크리트 블럭을 신속하고 연속적으로 생산하는데 한계가 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 현장에서 요구되는 선형, 구배 및 캔트를 구비한 3D 콘크리트블록을 현장에서 측량한 계획선형 에 정확하게 맞도록 공장에서 신속하고 연속적으로 사전 제조할 수 있으며, 다양한 형태의 3차원 입체형상의 3D 콘크리트블록을 정밀 제조할 수 있는 3D PST 제조장치를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 본 발명의 목적은, 철도 궤도를 이룰 수 있는 3차원 입체 형상의 콘크리트 블록을 제조하는 장치에 있어서, 상기 철도 궤도의 레일 간격보다 긴 폭으로 이루어져서 공장 지반에 고정 설치되는 베이스플레이트; 상기 베이스플레이트 상에 피봇 조립되어 좌,우로 회전되며, 상부 일측에 이송스크류가 구비되어 있는 회전플레이트; 상기 회전플레이트 상에서 이송스크류에 의해 길이방향으로 슬라이딩 되게 설치되는 이동플레이트; 및 상기 이동플레이트에 설치되어 상기 철도 궤도가 설치되어야 하는 현장의 평면선형, 종단선형, 횡단선형에 일치되도록 구배 및 캔트 등을 고려하여 측량한 계획 선형에 맞게 3차원 입체 형상의 콘크리트 블록 성형용 거푸집을 임시레일 상에 설치하기 위해 임시레일의 위치에 따른 구배 및 캔트 조절이 가능한 레일조립수단;으로 구성되는 것에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 한 특징에 의하면 상기 레일조립수단은 상기 거푸집이 설치되는 내측임시레일을 설치하기 위한 내측레일조립수단과, 콘크리트 피니셔, 평삭기 및 연마기 등의 후가공 장비가 주행되는 외측임시레일을 설치하기 위한 외측레일조립수단으로 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면 상기 내측레일조립수단은 높이조절장치와 경사조절장치로 구성되되, 상기 높이조절장치는 상기 이동플레이트 상에서 상기 임시레일의 길이 방향으로 설치되는 이송스크류와, 상기 이송스크류에 하부가 나사 조립되어 이송스크류의 회전에 의해 슬라이딩 되는 수직프레임 및 이 수직프레임에 경사지게 설치되는 가이드레일로 이루어진 경사대와, 상기 경사대의 가이드레일을 따라 이동하는 가이드블록과 연결되어 상,하로 승강되는 승강플레이트와,상기 승강플레이트의 양단부를 지지하도록 상기 경사대를 중심으로 양측에 배치되는 복수의 승강가이드;로 구성되고, 상기 경사조절장치는 상기 승강플레이트 상에 구비된 힌지브라켓과 그 밑면이 힌지 조립되고, 그 위에서 이송스크류에 의해 임시레일의 직각방향으로 슬라이드 이동가능하게 레일고정판이 장착되어 있는 경사조절판과, 상기 경사조절판의 일측에 설치되어 상기 레일고정판에 얹혀지는 임시레일의 레일풋의 양단부를 파지하여 고정하는 레일고정구와, 상기 경사조절판의 경사각도를 유지시키는 경사각고정구로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 외측레일조립수단은 높이조절장치와 경사조절장치로 구성되되, 상기 높이조절장치는 상기 이동플레이트 상에서 공회전 되게 수직으로 설치되는 승강스크류와, 상기 승강스크류에 나사 조립되는 승강플레이트와, 상기 승강플레이트 가장자리에 설치되는 복수의 승강가이드;로 구성되고, 상기 경사조절장치는 상기 승강플레이트 상에 구비된 힌지브라켓과 그 밑면이 힌지 조립되고, 그 위에서 이송스크류에 의해 임시레일의 직각방향으로 슬라이드 이동가능하게 레일고정판이 장착되어 있는 경사조절판과, 상기 경사조절판의 일측에 설치되어 상기 레일고정판에 얹혀지는 임시레일의 레일풋의 양단부를 파지하여 고정하는 레일고정구와, 상기 경사조절판의 경사각도를 유지시키는 경사각고정구로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 이동플레이트는 상기 회전플레이트 상에 설치되는 이송스크류에 의해 길이방향으로 슬라이딩되어 이동되도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 승강스크류 및 이송스크류 일단에는 조작핸들이 구비된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 승강가이드는 실린더와 로드로 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 레일고정구는 상기 레일고정판에 고정되어 임시레일의 레일풋의 일단부를 지지하는 고정블럭과, 상기 고정블럭에 수평으로 설치되는 이송스크류와, 상기 이송스크류에 나사조립되어 이송스크류의 일단에 구비되는 조작핸들에 의해 이동되어 상기 레일풋을 고정블럭과 함께 파지하는 이동블럭으로 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 베이스플레이트와 상기 회전플레이트의 피봇지점은 한쪽으로 치우치게 조립되어 상기 회전플레이트의 양단부가 서로 다른 회전 반경으로 회전되어 상기 횡단선형에 대응하여 상기 임시레일을 내측 또는 외측으로 만곡시켜 고정시키도록 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 거푸집은 상기 임시레일 상에 안착되는 바닥판; 상기 바닥판의 양측에서 각각 힌지 조립되어 3차원 입체형상의 콘크리트 블럭의 내,외측면을 성형하는 내,외측판; 및 3D 콘크리트블럭을 일정길이로 성형하기 위한 구획판;으로 구성되고, 상기 구획판 외측에는 복수의 캔트조절볼트가 더 설치되어 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 거푸집의 바닥판의 저면에는 상기 내측레일조립수단에 설치되는 임시레일의 헤드부를 파지하는 캐치가 구비되어 상기 거푸집이 안착되고, 상기 캐치의 내측으로 현장 측량한 계획 선형에 맞게 구배 및 캔트를 조절하기 위한 측량기의 기준이 되는 기준레일이 더 설치될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 거푸집을 상기 내측임시레일에 설치되되, 그 바닥판이 현장에서 측량한 구배 및 캔트에 맞도록 경사지게 설치되어 그 내측으로 콘크리트 타설 한 후 상기 외측임시레일을 따라 수평으로 주행하는 피니셔에 의한 평탄 작업을 거쳐 성형된 3차원 입체형상의 콘크리트블록 바닥면이 평면부를 이루도록 성형 가능하게 된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 거푸집을 상기 내측임시레일에 설치되되, 그 바닥판이 수평으로 설치되어 그 내측으로 콘크리트 타설 한 후 콘크리트블록 바닥면이 평면부를 이루고, 그 상측면은 현장에서 측량한 구배 및 캔트에 맞도록 경사지게 높이 및 경사 조절된 상기 외측임시레일을 따라 주행하는 피니셔에 의해 현장에서 측량한 구배 및 캔트에 맞는 경사면을 이루도록 성형 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 의하면 3차원 입체형상의 콘크리트블록의 상측 경사면은 상기 외측임시레일을 따라 주행하는 평삭기에 의해 황삭 가공되며, 그 후속으로 주행하는 연마기에 의해 3차원 입체형상의 콘크리트블록 정삭 가공되어 경사면 표면을 곱게 연마하도록 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 3D PST 제조장치에 의하면, 현장에서 요구되는 선형, 구배 및 캔트를 구비한 다양한 형태의 3차원 입체형상의 콘크리트 블록을 공장에서 연속적이고, 정확하게 사전 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 3D PST 제조장치에 의하면, 고무차륜 바퀴가 직접 콘크리트를 운행하는 고무차륜 경량전철 AGT의 경우는 3D 콘크리트블록을 똑바로 제조하고, 레일체결구를 필요로 하는 일반철도,고속철도,지하철,경전철의 경우는 3D콘크리트블럭을 뒤집힌 형태로 선택하여 제조 가능하게 되는 것이므로, 3D 콘크리트블록의 종류에 따라 자유롭게 선택하여 제조할 수 있고, 특히, 뒤집은 형태로 제조하는 경우 블록의 상면 부위가 콘크리트 타설시 조밀하게 충전되어 강도가 높은 콘크리트블록을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 3D PST 제조장치에 의하면, 내측 레일 상에 설치되는 거푸집에 매립전을 장착한 상태에서 콘크리트를 타설하기 때문에 이후 3D 콘크리트 블록에 레일체결구 장착을 위한 별도의 천공 과정이 불필요하며, 그에 따라 소요 공기가 단축될 수 있으며, 매립전 위치가 정밀해지므로 계획선형에 맞게 정확하고 내구성이 높은 철도 궤도를 현장 시공할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 3D PST 제조장치에 의하면, 3D 콘크리트블록의 현장 조립이 용이하고, 특히 현장에서의 계획 선형에 대응되도록 3차원 입체형상으로 형성되기 때문에, 현장에서 별도로 횡방향 및 종방향 경사를 맞출 필요가 없으며, 현장에서 각 3D 콘크리트블록을 평면곡선 및 종곡선 상에서 연결시킬 때, 각 3D 콘크리트블록 간에 틈이 발생하지 않게 되어 별도의 틈을 채우는 작업이 불필요하게 되고 곡선반경 및 횡단경사(cant) 설정이 가능하며, 종국적으로 계획된 평면선형, 종단선형, 횡단선형에 일치하는 3D 콘크리트블록의 제조가 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 3D PST 제조장치에 의하면, 현장이 아닌 공장에서 3D 콘크리트블록이 사전 제작되므로, 균일한 품질의 콘크리트 블록제작이 가능하고, 철도 궤도 부설이 가능해지며, 현장에서는 3D 콘크리트블록을 설치하고 연결한 후 레일을 설치하면 되기 때문에, 현장 시공량이 현저히 감소하여 소요공기가 대폭적으로 단축될 수 있다.

도 1a 내지 도 1d는 종래 3D PST(프리캐스트 슬래브 궤도 시스템)을 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D PST 제조장치의 구성을 나타낸 전체사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D PST 제조장치의 구성을 나타낸 분리사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D PST 제조장치의 내측레일고정수단의 구성을 나타낸 정면사시도와 배면사시도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D PST 제조장치의 내측레일고정수단의 구성을 나타낸 정면도와 좌측면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D PST 제조장치의 외측레일고정수단의 구성을 나타낸 사시도.
도 9(a),(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D PST 제조장치의 임시레일을 고정하는 레일고정구의 구성을 나타낸 정면도와 평면도.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 3D PST 제조장치를 이용한 내측 및 외측 임시레일의 궤간 선형궤도 조절 과정을 설명하는 평면도들.
도 13 내지 도 17은 본 발명의 3D PST 제조장치를 이용한 내,외측레일과 거푸집 및 후가공 장비의 설치과정을 나타낸 정면도들.
도 18(a),(b)는 본 발명 3D PST 제조장치를 이용한 일반철도, 고속철도, 지하철에 적용되는 3차원 입체형상의 분리형 또는 일체형 콘크리트 블록의 제조과정을 설명하기 위한 정면도.
도 19(a),(b)는 본 발명 3D PST 제조장치를 이용한 고무차륜 AGT에 적용되는 3차원 입체형상의 분리형 또는 일체형 콘크리트 블록의 제조과정을 설명하기 위한 정면도.
도 20(a)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 일반철도,고속철도,지하철 등에 적용되는 분리형 콘크리트블록을 나타낸 사시도.
도 20(b)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 일반철도,고속철도,지하철의 평면곡선반경과 캔트를 가지는 3차원 입체형상의 분리형 콘크리트블록을 나타낸 사시도.
도 20(c)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 일반철도,고속철도,지하철 등에 적용되는 일체형 콘크리트블록을 나타낸 사시도.
도 20(d)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 일반철도,고속철도,지하철의 평면곡선반경과 캔트를 가지는 3차원 입체형상의 일체형 콘크리트블록을 나타낸 사시도.
도 20(e)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 일반철도,고속철도,지하철 매립형 레일 궤도에 적용되는 매립형궤도 일체형 콘크리트블록을 나타낸 사시도.
도 20(f)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 일반철도,고속철도,지하철 매립형 레일 궤도에 적용되는 3차원 입체형상의 평면곡선반경과 캔트를 가지는 매립형궤도 일체형 콘크리트블록을 나타낸 사시도.
도 20(g)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 일반철도,고속철도,지하철 매립형 레일 궤도에 적용되는 매립형궤도 분리형 콘크리트블록을 나타낸 사시도.
도 20(h)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 일반철도,고속철도,지하철 매립형 레일 궤도에 적용되는 평면곡선반경과 캔트를 가지는 매립형궤도 분리형 콘크리트블록을 나타낸 사시도.
도 20(i)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 고무차륜 AGT 적용되는 분리형 콘크리트블록을 나타낸 사시도.
도 20(j)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 고무차륜 AGT 적용되는 평면곡선반경과 캔트를 가지는 3차원 입체형상의 분리형 콘크리트블록을 나타낸 사시도.
도 20(k)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 고무차륜 AGT 적용되는 일체형 콘크리트블록을 나타낸 사시도.
도 20(l)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 고무차륜 AGT 적용되는 평면곡선반경과 캔트를 가지는 3차원 입체형상의 일체형 콘크리트블록을 나타낸 사시도.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D PST 제조장치의 구성을 나타낸 전체사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D PST 제조장치의 구성을 나타낸 분리사시도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D PST 제조장치의 내측레일고정수단의 구성을 나타낸 정면사시도와 배면사시도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D PST 제조장치의 내측레일고정수단의 구성을 나타낸 정면도와 좌측면도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D PST 제조장치의 외측레일고정수단의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D PST 제조장치의 임시레일을 고정하는 레일고정구의 구성을 나타낸 정면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 3D PST 제조장치는 철도 궤도를 이룰 수 있는 3D 콘크리트 블록 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 프리캐스트 슬래브 트랙을 구성하기 위한 3차원 입체 형상의 콘크리트블록(이하 3D 콘크리트블록(100) 이라함)을 제조하는 장치이다.

본 발명 3D PST 제조장치는 3D 콘크리트블록의 제조에 앞서 철도 궤도가 설치되어야 하는 현장의 계획선형을 측정하여야 한다. 즉, 궤도가 형성되어야 하는 지형과, 특히 레일이 형성되는 지형의 평면선형, 구배(slope) 및 캔트(cant)를 고려하여 계획선형을 정한다. 도시되지는 않았지만 광파기 등을 이용하여 궤도 및 레일이 형성되어야 하는 위치 정보를 측정하고 시공되어야 하는 레일의 설계조건에 따라 레일의 계획선형을 정한다.

일반철도, 고속철도, 지하철은 현장에서 측량한 계획선형과 반대로 제작하고, 고무차륜 AGT는 계획선형 대로 제작하는 것이 바람직하다.

이후 공장에서 본 발명의 3D PST 제조장치를 이용하여 현장에서 측정한 계획선형을 기준으로 하여 3D 콘크리트블록(100)을 제작하기 위한 임시레일(200)을 가설해야 한다.

본 발명의 실시예에서 임시레일(200)은 상기한 바와 같이 현장의 측량된 계획선형 즉, 일반철도, 고속철도, 지하철은 현장에서 측량한 계획선형과 반대로(거꾸로 뒤집힌 형태), 고무차륜 AGT는 계획선형 그대로 거푸집(300)을 설치하기 위한 내측임시레일(201)과, 도 17에 도시된 바와 같이 고무차륜 AGT 제작시 콘크리트 타설 이후 피니셔(401), 평삭기 및 연마기 등의 후가공장비(400)들이 주행되기 위한 외측임시레일(202)로 구분된다.

이러한 임시레일(200)을 가설하기 위한 구조 또는 그와 유사한 조립장치를 일컬어 "궤광조립장치"라고도 한다.

본 발명의 3D PST 제조장치는 이와 같은 궤광조립장치의 형태로 구성될 수 있다.

기본 구성으로서 베이스플레이트(10)와 회전플레이트(20), 그리고, 레일조립수단(40)으로 구성된다.

먼저, 상기 베이스플레이트(10)는 제조공장 지반에 설치되는 것이며, 일정 길이와 폭을 갖는 3D 콘크리트블록(100)을 제조하기 위해서는 임시레일(200)을 현장에서 측량한 계획선형에 맞게 임시레일(200)을 직선 또는 곡선 형태로 설치해야 한다.

여기서, 일반철도, 고속철도, 지하철은 계획선형과 반대로(거꾸로 뒤집힌 형태) 하고, 고무차륜 AGT는 계획선형대 그대로 제작하며, 임시레일은 궤광조립대의 이동에 의해 자동적으로 원하는 곡선반경이 생성되는 것을 의미한다.

그리고, 임시레일(200) 상에는 거푸집(300)을 설치하고, 콘크리트를 타설하여 3D 콘크리트 블록을 제조해야 하며, 그 후속 공정을 위한 피니셔(401), 평삭기 및 연마기 등과 같은 후가공 장비를 가동하기 위해 본 발명의 PST 제조장치는 여러 대가 요구된다.

따라서, 상기 베이스플레이트(10)는 도 10에 도시된 바와 같이 공장의 지반에 가장 먼저 일렬로 배열하여 설치하게 된다.

상기 베이스플레이트(10)는 금속판 및 프레임 등으로 제작되는 것으로서, 철도 궤도의 레일 간격보다 길게 형성된다.

그리고, 공장 지반에 일렬로 고정 설치되기 위하여 그 가장자리에는 앵커볼트(미도시)를 이용하여 고정하기 위한 플랜지부(11)가 형성되어 있으며, 베이스플레이트(10) 상면 중앙에는 피봇힌지부(12)가 마련되어 있다.

한편, 상기 회전플레이트(20)는 상기 피봇힌지부(12)에 힌지 조립되어 좌,우로 회전 가능해진다.

피봇힌지부(12)는 본 발명의 한 특징에 의하면 상기 베이스플레이트(10)와 상기 회전플레이트(20)의 피봇 지점이 한쪽으로 치우치게 조립되어 상기 회전플레이트(20)의 양단부가 서로 다른 회전 반경으로 회전되어 상기 횡단선형에 대응하여 상기 임시레일(200)을 내측 또는 외측으로 만곡시켜 계획선형에 맞게 임시레일(200)의 선형을 조절할 수 있도록 이루어진다.

즉, 상기 베이스플레이트(10)와 상기 회전플레이트(20)의 피봇 지점이 한쪽으로 약간 치우치게 조립된다.

이와 같이 피봇힌지부(12)가 일측으로 약간 치우져 힌지 조립되면 상기 회전플레이트(20)의 양단부가 서로 다른 회전 반경으로 회전된다.

따라서, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 계획선형을 기준으로 궤광조립대의 프레임이 상,하로 이동하게 되면 상부에 레일조립수단(40)에 의해 설치되어 있는 임시레일(200)이 계획선형 대로 곡선 반경을 이루게 되므로서 계획선형 그대로 또는 계획선형 반대 선형으로 곡선반경이 설정될 수 있는 것이다.

그리고, 상기 회전플레이트(20)는 본 실시예에서는 그 바닥면이 상기 베이스플레이트(10)와 동일한 길이와 폭으로 이루어질 수 있으며, 베이스플레이트(10) 상에 피봇힌지부(12)를 중심으로 외측으로 배치된 회전가이드블록(14)에 의해 양단부가 안정적으로 지지되면서 회전될 수 있도록 구성된다.

바람직하기로 베이스플레이트(10)와 회전플레이트(20)의 전체적인 길이는 3D 콘크리트블록(100)의 횡단 선형 정도에 따른 임시레일(200)의 곡면 반지름 값에 대응하여 더 길게 형성될 수 있음은 물론이다.

이러한 상기 회전플레이트(20)는 베이스플레이트(10) 상에서 피봇힌지부(12)를 중심으로 좌,우로 회전되는데, 전체 회전 각도는 대략 ∠20°범위 내에서 회전되어 진다.

예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이 철도 궤도의 고속 구간에서는 완만한 횡단선형 궤도가 적용되기 때문에 이러한 경우 임시레일(200)의 곡선 반지름 값이 크게 설정된다.

또한, 도 12에 도시된 바와 같이 급격한 횡단선형을 갖는 임시레일(200)의 곡선 반지름 값은 작게 형성되는데, 이러한 경우에도 회전플레이트(20)의 회전각은 좌,우 회전 최대 각도가 ∠20°범위 내에서 충분히 대응될 수 있으며, 이는 후술된 이동플레이트(30)가 회전플레이트(20)에 대해 이동되면서 임시레일(200)을 라운드형태로 조절되는 레일 고정 지점들이 이동플레이트(30)와 회전플레이트(20)의 회전 범위 내에 들어오기 때문이다.

또한, 상기 회전플레이트(20) 상부 일측에는 이송스크류(21)가 설치되어 있으며, 양측면에는 수평가이드부(22)가 구비되어 구성된다.

이송스크류(21)는 이동플레이트(30)의 밑면과 서로 나사 조립되므로서 이송스크류(21)를 회전시키면 이송스크류(21)의 회전에 따라 이동플레이트(30)가 이송스크류(21)의 축 방향으로 이동되는 것으로서 임시레일(200)의 설치 방향에 대해 대략 직각 방향으로 이동시켜 그 위에 설치되는 임시레일(200)을 계획선형에 맞게 변형시키기 위한 구성이다.

따라서, 이동플레이트(30)는 상기 회전플레이트(20) 상에서 길이방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 되는데, 이송스크류(21) 회전에 의해서 길이방향으로 슬라이딩 되는 것이다.

이러한 이송스크류(21)의 단부에는 조작핸들(60)이 구비되어 이 조작핸들(60)을 회전시킴으로써 이송스크류(21)가 회전되어 이동플레이트(30)를 정교하게 이동시키면서 임시레일(200)을 계획선형에 맞게 조절할 수 있는 것이다.

또한, 이동플레이트(30)의 양측면에는 상기 회전플레이트(20)에 형성된 수평가이드부(22)에 조립되는 가이드휠(32)이 더 구비되어 이동플레이트(30)가 보다 안정적으로 이동가능하게 구성될 수 있다.

한편, 상기 이동플레이트(30) 상에는 상기한 내측임시레일(201) 및 외측임시레일(202)을 조립하기 위한 레일조립수단(40)이 구비되어 구성된다.

레일조립수단(40)은 주지된 바와 같이 철도 궤도가 설치되어야 하는 현장의 평면선형, 종단선형, 횡단선형에 일치되도록 구배 및 캔트 등을 고려하여 측량한 계획 선형에 맞도록 3D 콘크리트 블록을 성형하기 위한 거푸집(300)을 설치하기 위한 필수 구성이다.

참고적으로 상기 거푸집은 일반철도, 고속철도, 지하철은 계획선형에 대해 반대로 뒤집어서 3D 콘크리트블록을 제조할 수 있도록 설치되며, 고무차륜 AGT의 경우 계획선형과 동일하게 제조할 수 있도록 설치될 수 있다.

따라서, 임시레일(200) 상에 거푸집(300)을 설치하기 위해 임시레일(200)의 위치에 따른 구배 및 캔트 조절이 가능하도록 레일조립수단(40)이 구성되는 것이 본 발명의 가장 큰 특징이다.

즉, 본 발명의 한 특징에 의하면 상기 레일조립수단(40)은 상기 거푸집(300)이 설치되는 내측임시레일(201)을 설치하기 위한 내측레일조립수단(50)과, 콘크리트 피니셔(401), 평삭기 및 연마기 등의 후가공장비(400)가 주행되는 외측임시레일(202)을 설치하기 위한 외측레일조립수단(150)으로 구성될 수 있다.

먼저, 상기 내측레일조립수단(50)은 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 높이조절장치(70)와 경사조절장치(80)로 구성된다.

여기서, 상기 경사조절장치(80)는 후술된 외측레일조립수단(150)의 경사조절장치(80)와 동일한 구성이므로 본 실시예에서는 동일 명칭과 부호를 그대로 사용하여 설명하기로 한다.

먼저, 상기 높이조절장치(70)는 상기 이동플레이트(30) 상에서 상기 임시레일(200)의 길이 방향으로 설치되는 이송스크류(71)가 구비된다.

그리고, 이송스크류(71)에는 수직프레임(72)이 조립되어 레일의 길이방향으로 이동가능하게 설치되는데, 수직프레임(72)의 하부는 이송스크류(71)와 나사 조립되어 진다.

이러한 수직프레임(72)에는 일단부가 바닥면의 안내홈(78)에 얹혀져 안내되고, 타단부는 상기 수직프레임(72)에 경사지게 설치되는 가이드레일(73)을 포함하는 경사대(74)가 조립된다.

상기 가이드레일(73)을 따라 이동하는 가이드블록(75)은 가이드레일(73)의 경사면을 따라 사선 방향으로 상,하 이동하면서 승강플레이트(76)를 상,하로 승강시키게 된다.

그리고, 승강플레이트(76)의 양단부에는 상기 경사대(74)를 중심으로 양측에 배치되는 복수의 승강가이드(77)가 구비됨으로써 승강플레이트(76) 상에 얹혀지는 내측임시레일(201) 및 거푸집(300) 및 콘크리트의 전체 중량을 지지하게 된다.

바람직하기로 승강가이드(77)는 본 발명의 다른 특징에 의하면 실린더와 로드의 형태로 구성될 수 있다.

실린더와 로드는 도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 유압 또는 공압 액츄에이터 형태로 구성하여 될 수 있는데, 그 위에 얹혀지는 내측임시레일(201) 및 거푸집(300)의 중량에 따라 선택적으로 적용할 수 있음은 물론이며, 전술한 이송스크류(71) 또한 조작핸들(60)에 의한 수동 조작의 구성은 물론, 감속기어와 같은 구동장치를 연결하여 승강가이드(77)와 함께 연동하여 이동플레이트(30) 및 회전플레이트(20) 등을 구동수단에 의해 자동으로 작동시켜 임시레일(200)을 원하는 계획선형에 맞도록 자동화 밴딩시스템을 구축할 수 있을 것이다.

그리고, 이송스크류(71)와 조작핸들(60) 사이에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 조작핸들(60)을 힘들이지 않고서 회전시키도록 기어비가 서로 다른 기어 예를 들어 베벨기어(51)들에 의해 연결될 수 있으며, 이송스크류(71)의 축 단부에는 높이 조절 후 이송스크류(71)가 회전되는 것을 방지하기 위해 이송스크류(71) 축을 잡아 고정하는 록킹장치(79)가 함께 구비된다.

상기 록킹장치(79)는 이송스크류(71) 축을 감싸도록 이루어져 나사식으로 조임되는 회전레버(79a)를 회전시킴으로써 이송스크류(71)가 회전되지 않도록 구성된 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 내측레일조립수단(50)의 높이조절장치(70)에 의하면 이송스크류(71)를 회전시킴으로써 수직프레임(72)과 경사대(74)가 안내홈(78)을 따라 이동하게 된다.

이때, 가이드레일(73)에 조립되어 있는 가이드블록(75)이 경사 방향으로 가이드레일(73)을 따라 상승 또는 하강함으로써 승강플레이트(76)이 상,하로 이동되면서 승강플레이트(76) 상에 설치되는 내측임시레일(201)이 함께 승,하강되어 높이 조절을 할 수 있게 된다.

이러한 높이조절장치(70)는 한 쌍 구비되고 이동플레이트(30) 중앙 위치에서 임시레일(200)에 대응되는 간격을 유지하여 설치된다.

한편, 상기 경사조절장치(80)는 상기 승강플레이트(76) 상에 구비된 힌지브라켓(81)과 그 밑면이 힌지 조립되는 경사조절판(83)이 구비되어 좌,우측으로 틸팅되도록 구성된다.

그리고, 상기 경사조절판(83)의 일측에는 레일고정구(84)가 설치되는데, 이 레일고정구(84)는 상기 레일고정판(82)에 얹혀지는 임시레일(200)의 레일풋(203)을 고정하는 것이다.

즉, 레일고정구(84)는 상기 레일고정판(82)에 고정되어 임시레일(200)의 레일풋(203)의 일단부를 지지하는 고정블록(90)과, 상기 고정블록(90)에 수평으로 설치되는 이송스크류(91)와, 이 이송스크류(91)에 나사조립되어 이송스크류(91) 일단에 구비되는 조작핸들(60)에 의해 이동되어 상기 레일풋(203)을 고정블록(90)과 함께 파지하는 이동블록(92)으로 구성된다.

또한, 상기 경사조절판(83)의 경사각도 조절 이후에는 그 경사각을 유지하기 위한 경사각고정구(85)가 더 구비된다.

상기 경사각고정구(85)는 승강플레이트(76)의 상부에 힌지 조립되어 회전가능한 회전볼트(86)가 마련되어 상기 경사조절판(83)의 일단부가 한 쌍의 너트(87)에 의해 체결되어 걸리도록 함으로써 경사조절판(83)의 경사각이 유동되지 않도록 구성되어 있다.

상기 레일고정판(82)은 상기 경사조절판(83)과 슬라이드 이동 가능하게 조립되어 설치되고, 레일고정판(82)에는 레일 폭보다 약간 큰 폭을 유지하여 한 쌍의 지지턱(82a)이 형성되어 구성된다.

따라서, 임시레일은 상기 레일판(82)에 얹혀진 상태에서 레일풋(203)의 측면이 상기 지지턱(82a)에 접촉되어 내측 또는 외측으로 밀리면서 임시레일(200)의 궤간을 계획 선형에 맞게 정밀하게 조절하도록 구성되어 있다.

즉, 도 9(a),및(b)에 도시된 바와 같이 임시레일(200)의 길이 방향에 대해 직각 방향으로 설치되는 이송스크류(88)가 상시 경사조절판(83) 일측에 설치되고, 이 이송스크류(88)는 상기 레일고정판(82)의 일측단부가 나사 조립된다.

따라서, 상기 이송스크류(88)를 회전시키면 레일고정판(82)이 좌,우로 이동됨에 따라 지지턱(82a)이 레일풋(203)에 접촉되면서 임시레일(200)을 이동시키게 되므로서 임시레일을 계획선형에 맞게 만곡시키면서 임시레일(200) 사이의 간격을 계획 선형에 맞게 조절할 수 있는 것이다.

이와 같이 임시레일(200)을 계획 선형에 맞게 조절한 후에는 상기 레일고정구(84)를 이용하여 이송스크류(91)를 회전시켜 이동블럭(90)을 이동하여 임시레일(200)의 레일풋(203)의 양단부를 파지하여 움직이지 않도록 확실하게 고정할 수 있는 것이다.

이러한 구성을 갖는 상기 높이조절장치(70) 및 경사조절장치(80)에 의해 내측임시레일(201)이 적절한 높이와 각도를 유지하게 되어 현장에서 측량한 구배 및 캔트에 맞게 내측임시레일(201)의 위치를 미세하게 조절할 수 있게 된다.

이때, 내측임시레일(201)의 위치는 광파기와 같은 측정기기를 이용하여 현장에서 측량한 것과 동일한 방법으로 측량해가며 내측임시레일(201)을 조절하게 되는 것이며, 일반철도, 고속철도, 지하철의 경우에는 계획된 선형과 반대로 설치되며, 고무차륜 AGT의 경우 계획선형 대로 똑바로 제조할 수 있도록 설치될 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 외측레일조립수단(150)은 높이조절장치(170)와 경사조절장치(80)로 구성되되, 상기 높이조절장치(170)는 상기 이동플레이트(30) 상에서 공회전 되게 수직으로 설치되는 승강스크류(171)와, 상기 승강스크류에 나사 조립되는 승강플레이트(172)와, 상기 승강플레이트(172) 가장자리에 설치되는 복수의 승강가이드(172);로 구성된다.

승강스크류(172)는 이동플레이트(30) 상에서 구비되는 박스형태의 상부프레임(174)과하부프레임(175)에 지지되어 수직으로 공회전 가능하게 설치된다.

그리고, 상기 승강가이드(173)는 승강플레이트(172)의 네 가장자리에 길이가 짧은 실린더와 로드로 구성되어 승강스크류의 회전에 의해 승강플레이트(172)가 상,하로 승상될 때 안정적으로 지지해주도록 한다.

상기 경사조절장치(80)는 상기한 내측레일조립수단(50)의 구성과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 하며, 본 실시예의 설명에서도 동일 명칭과 부호는 그대로 사용하기로 한다.

또한, 상기 승강스크류(171)의 단부에도 상기한 조작핸들(60)이 설치되고, 승강스크류(171)의 축 단부에도 상기한 록킹장치(79) 및 회전레버(79a)가 구비되어 승강스크류(171)를 이용하여 승강플레이트(172)의 높이 조절한 후 승강스크류(171)가 회전되는 것을 방지하도록 한다.

레일고정구(84)는 전술한 바와 같이 상기 레일고정판(82)에 고정되어 임시레일(200)의 레일풋(203)의 일단부를 지지하는 고정블록(90)과, 상기 고정블록(90)에 수평으로 설치되는 이송스크류(91)와, 이 이송스크류(91)에 나사조립되어 이송스크류(91) 일단에 구비되는 조작핸들(88)에 의해 이동되어 상기 레일풋(203)을 고정블록(90)과 함께 파지하는 이동블록(92)으로 구성된다.

따라서, 임시레일(200)을 레일고정판(82)에 올려놓은 상태에서 고정블록(90)에 일측의 레일풋(203)을 밀착시킨 상태에서 이송스크류(91)를 조작핸들(60)로 회전시키면 이동블록(92)이 타측의 레일풋(203)에 밀착되면서 임시레일(200)이 확실하게 고정이 되는 것이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 의한 3D PST 제조장치의 거푸집(300) 설치 및 이를 이용한 3D 콘크리트 제조 과정을 설명하면 다음과 같다,

도 13 내지 도 19(a),(b)를 참조하여 설명하면, 3D 콘크리트블록의 제조에 앞서 철도 궤도가 설치되어야 하는 현장의 계획선형을 측정하여야 한다.

즉, 궤도가 형성되어야 하는 지형과, 특히 현장에서 레일이 형성되는 지형의 평면선형, 구배(slope) 및 캔트(cant)를 고려하여 계획선형을 정한다.

도시되지는 않았지만 광파기 등을 이용하여 궤도 및 레일이 형성되어야 하는 위치 정보를 측정하고 시공되어야 하는 레일의 설계조건에 따라 레일의 계획선형을 정한다.

이동플레이트(30) 중앙에 한 쌍의 내측레일조립수단(50)이 현장의 레일과 같은 간격으로 구비되고, 그 외측으로 외측레일조립수단(150)이 각각 구비되어 하나의 궤광조립대와 같은 3D PST 제조장치를 구성하게 된다.

그리고 나서 공장에서 도 10과 같이 다수의 3D PST 제조장치를 일렬로 배열하여 설치한다.

즉, 상술한 바와 같이 일렬로 다수 개가 적정간격으로 배열되고, 레일 궤도의 계획선형에 맞게 광파기 등을 이용하여 측량을 하면서 이동플레이트(30)와 회전플레이트(20)를 조절하여 레일의 선형을 조절하게 된다.

특히, 곡선궤도 즉, 평면선형과 캔트를 모두 갖는 3D 콘크리트 블록을 제조하기 위해서는 내측레일조립수단(50)의 높이조절장치(70) 및 경사조절장치(80)로서 미세하게 조절하면서 내측임시레일(201)을 변형시켜가면서 3차원 입체적인 형태로 변형시킬 수 있는 것이며, 외측레일조립수단(150)에 의해 내측임시레일(201)과 나란하게 외측임시레일(202)을 함께 3차원 입체적인 형태로 변형시키는 것이다.

이와 같이 내측레일의 선형의 조절이 완료되면 내측레일 상에 거푸집(300)을 설치하게 된다.

즉, 본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 거푸집(300)은 상기 임시레일(200) 상에 안착되는 바닥판(306)이 구비된다.

상기 바닥판(306)의 양측에는 각각 힌지 조립되어 3차원 입체형상의 콘크리트블럭의 내,외측면을 성형하는 내측판(301) 및 외측판(302)이 구비된다.

그리고, 3D 콘크리트블럭을 일정길이로 성형하기 위한 구획판(303)이 구비되어 구성된다.

도 15 내지 도 16에 도시된 바와 같은 거푸집 구조에 의해 제조된 3D 콘크리트블럭은 서로 분리된 형태로 제작이 되는 것이며, 내측판(301)을 제거한 상태로 제작하면 일체형의 3D 콘크리트블럭을 제조할 수 있게 구성된 것이다.

즉, 3D 콘크리트블록을 뒤집어서 하면을 경사지게 성형하거나 또는 바닥면을 평면으로 하고 상면을 경사지게 성형하는 경우 내측 또는 외측의 높이 조절장치를 이용하여 경사를 조절하도록 구성되어 있다.

참고적으로 캔트조절볼트(307)의 기능은 추후 현장에서 3D 콘크리트블록을 부설할 때 바닥콘크리트와 블록을 연결할 때 일정간격(대략40~50mm) 이격하고 설치하게 되는데, 이때 캔트조절볼트(307)를 사용하는 것이다.

그리고, 상기 거푸집(300)의 바닥판(306)의 저면에는 상기 내측레일조립수단(50)에 설치되는 임시레일(200)의 헤드부를 파지하는 캐치(304)가 구비되므로서 상기 거푸집(300)이 내측임시레일(201)상에 안착 될 수 있는 것이다.

또한, 상기 캐치(304)의 일측에는 현장 측량한 계획 선형에 맞게 구배 및 캔트를 조절하기 위한 측량기의 기준이 되는 측량기준레일(305)이 더 설치될 수 있다.

이 측량기준레일(305)은 광파기와 같은 측량기기를 이용하여 계획선형에 맞게 내측레일을 곡선 형태로 조절할 때 기준점이 되는 것이다.

또한, 도 18에 도시된 바와 같이 상기 거푸집(300)을 상기 내측임시레일(201)에 설치함에 있어서, 그 바닥판(306)이 현장에서 측량한 구배 및 캔트에 맞도록 경사지게 설치될 수 있으며, 일반철도, 고속철도, 지하철에서는 반대로 설정됨은 물론이다.

한편, 고무차륜 AGT 3D 콘크리트블록의 경우에는 거푸집(300) 내측으로 콘크리트 타설 한 후 상기 외측임시레일(202)을 따라 수평으로 주행하는 피니셔(401)에 의한 평탄 작업을 거쳐 성형된 3차원 입체형상의 콘크리트블록(100) 바닥면이 평면부를 이루도록 성형 가능함으로써 현장의 수평 노면에 그대로 설치 가능하게 된다.

그리고, 도 17 및 도 19에 도시된 바와 같이 상기 거푸집(300)을 상기 내측임시레일(201)에 설치하되, 그 바닥판(306)이 수평으로 설치되어 그 내측으로 콘크리트 타설 한 후 콘크리트블록(100) 바닥면이 평면부를 이루고, 그 상측면은 현장에서 측량한 구배 및 캔트에 맞도록 경사지게 높이 및 경사 조절된 상기 외측임시레일(202)을 따라 주행하는 피니셔(401)에 의해 현장에서 측량한 구배 및 캔트에 맞는 경사면을 이루도록 성형 가능하게 된다.

이후 3차원 입체형상의 콘크리트블록(100)의 상측 경사면은 상기 외측임시레일(202)을 따라 주행하는 평삭기에 의해 황삭 가공되며, 그 후속으로 주행하는 연마기에 의해 3차원 입체형상의 콘크리트블록(100) 정삭 가공되어 경사면 표면을 곱게 연마하도록 이루어질 수 있다.

일반철도, 고속철도, 지하철에 설치되는 3차원 입체형상의 콘크리트블록(100) 제작시에는 연마기를 사용하지 않고 제작 되는데, 이는 콘크리트블록을 뒤집어서 제작한 이후 현장에서 부설할 때 똑바로 다시 뒤집어서 부설하기 때문에 별도로 평면 연마작업을 하지 않아도 되기 때문이다.

그리고, 상기와 같은 후가공 공정을 거쳐 성형된 3차원 입체형상의 콘크리트블록(100) 바닥면이 평면부로 이루어지므로 현장의 수평 노면에 그대로 설치하면 된다.

이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 의해 제조된 평면선형 과 횡단선형의 3D 콘크리트블록이 도 20(a)내지(j)에 도시되어 있다.

참고적으로 3D 콘크리트블록(100)은 현장에서 요구되는 평면선형, 구배, 캔트 및 종단선형이 구비된 3차원 입체형상을 갖는다.

그리고 3차원 입체형상의 콘크리트 블록은 침목과 도상이 별도로 분리형성되는 것이 아니라 일체로 형성되는 것이며, 3D 콘크리트블록의 상면에는 레일체결부(미도시)가 형성될 수 있고 레일체결부의 형태는 다양하게 적용될 수 있다.

도18(a),(b)와 같이 일반철도, 고속철도, 지하철용 3D 콘크리트블록은 내측레일조립수단(50)으로 분리형 또는 일체형으로 선택적으로 제작 가능하도록 구성된 것이며, 도19(a),(b)와 같이 고무차륜 AGT용 3D 콘크리트블록은 내측레일조립수단(50) 및 외측레일조립수단(150)에 의해 분리형 또는 일체형으로 선택적으로 제작 가능하도록 구성된 것이다.

한편, 도면에는 도시하지 않았으나 3D 콘크리트블록(100)에 매입전(101)이 콘크리트 타설시 매립된 상태로 3차원 입체형상의 콘크리트 블록을 제조한 경우에는, 레일체결구의 체결이 필요한 위치마다 매입전(101)에 의해 레일 체결 위치가 마련되기 때문에, 현장으로 운반하기 전에 공장에서 3D 콘크리트블록을 뒤집은 후 레일체결구를 사전에 장착하거나, 또는 현장으로 3D 콘크리트블록을 운반하여 설치한 후에 레일체결구를 별도의 현장 천공 작업 없이 신속하고 간편하게 장착할 수 있다.

이러한 3D 콘크리트블록을 이용하여 현장에서 철도 궤도를 부설하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 20(a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이 일반철도, 고속철도, 지하철용 철도 궤도와, 도 20(e),(f)에 도시된 바와 같이 매립형궤도에 설치되는 일체형 3D 콘크리트블록과, 도 20(g),(h)에 도시된 바와 같이 매립형궤도에 설치되는 분리형3D 콘크리트블록은 공장에서 계획 선형에 대해 거꾸로 뒤집힌 상태로 제조되고, 이러한 3차원 입체형상의 콘크리트 블록은 현장에서 다시 거꾸로 뒤집은 상태로 현장 노반에 부설된다.

따라서, 거푸집의 바닥판(306) 상면에는 레일체결구(미도시) 또는 매립형 레일체결구(미도시)가 조립되기 위한 매립홈 등을 성형하기 위한 성형 부재들이 부설될 수 있으며, 매입전(101)을 포함하여 레일체결구(미도시)가 거푸집(300) 바닥판(306) 상에 사전 설치된 후 콘크리트 타설을 함으로써 콘크리트 블럭과 인써트 성형 방식으로 일체형으로 성형될 수 있다.

이 경우, 측량 선형에 맞게 구획별로 설치하고, 각 3D 콘크리트 블록이 연결되도록 조립한다.

또한, 도 20(i)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 고무차륜 AGT 적용되는 분리형 콘크리트블록을 나타낸 사시도이고, 도 20(j)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 고무차륜 AGT 적용되는 평면곡선반경과 캔트를 가지는 3차원 입체형상의 분리형 콘크리트블록을 나타낸 사시도이다.

그리고, 도 20(k)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 고무차륜 AGT 적용되는 일체형 콘크리트블록을 나타낸 사시도이고, 도 20(l)는 3D PST 제조장치에 의해 제조된 고무차륜 AGT 적용되는 평면곡선반경과 캔트를 가지는 3차원 입체형상의 일체형 콘크리트블록을 나타낸 사시도이다.

이처럼 고무차륜 AGT용 3D 콘크리트블록은 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 공장에서 계획 선형 대로 제조되고, 이러한 3차원 입체형상의 콘크리트 블록은 현장에서도 그대로 노반에 부설된다.

그리고, 도면에 도시하지는 않았지만, 3D 콘크리트 블록과 노반 사이에 몰탈을 타설하는 작업만으로 양자를 신속하고 정확하게 연결할 수 있다.

한편, 3D 콘크리트 블록의 하면은 노반의 종단선형과 대응되게 형성되므로, 현장에서는 3D 콘크리트블록을 노반에 안착시키고 몰탈을 이용하여 최종고정시키면 된다.

3D 콘크리트 블록을 설치한 후에는, 3D 콘크리트 블록에 구비되는 매입전(101)에 체결되는 볼트(미도시)를 이용하여 레일체결구를 장착한다. 이처럼, 레일체결구(200) 장착을 위해 별도의 천공과정이 불필요하며, 바로 레일체결구를 볼트를 이용해 장착할 수 있다.

레일체결구의 장착이 완료되면, 레일을 고정설치함으로써 철도 궤도 부설이 완료된다.

한편, 전술한 바와 같이 공장에서 3D 콘크리트 블록을 거푸집(300)에서 분리하고 뒤집은 후 레일체결구를 장착한 경우라면, 현장에서 레일체결구를 장착하는 공정이 제외될 수 있고, 사전에 장착된 레일체결구에 바로 레일을 고정 설치함으로써 철도 궤도 부설이 완료된다.

10 : 베이스플레이트 11 : 회전가이드블록
12 : 피봇힌지부 14 : 회전가이드블록
20 : 회전플레이트 21,71,91,88 : 이송스크류
22 : 수평가이드부 30 : 이동플레이트
32 : 가이드휠 40 : 레일조립수단
50 : 내측레일조립수단 60 : 조작핸들
61 : 베벨기어 70 : 높이조절장치
72 : 수직프레임 73 : 가이드레일
74 : 경사대 75 : 가이드블록
76,172 : 승강플레이트 77 : 승강가이드
78 : 안내홈 79 : 록킹장치
79a : 회전레버 80 : 경사조절장치
81 : 힌지브라켓 82 : 레일고정판
83 : 경사조절판 84 : 레일고정구
85 : 경사각고정구 86 : 회전볼트
87 : 너트 88 : 조작핸들
90 : 이동블록 92 : 고정블록
100 : 3D 콘크리트블록
150 : 외측레일조립수단
200 : 임시레일 201 : 내측임시레일
202 : 외측임시레일 203 : 레일풋
204 : 측량기준레일 300 : 거푸집
301 : 내측판 302 : 외측판
303 : 구획판 304 : 캐치
305 : 측량기준레일 306 : 바닥판
307 : 캔트조절볼트

Claims

철도 궤도를 이룰 수 있는 3차원 입체 형상의 콘크리트 블록을 제조하는 장치에 있어서,
상기 철도 궤도의 레일 간격보다 긴 폭으로 이루어져서 공장 지반에 고정 설치되는 베이스플레이트(10);
상기 베이스플레이트(10) 상에 피봇 조립되어 좌,우로 회전되며, 상부 일측에 이송스크류(21)가 구비되어 있는 회전플레이트(20);
상기 회전플레이트(20) 상에서 이송스크류(21)에 의해 길이방향으로 슬라이딩 되게 설치되는 이동플레이트(30); 및
상기 이동플레이트(30)에 설치되어 상기 철도 궤도가 설치되어야 하는 현장의 평면선형, 종단선형, 횡단선형에 일치되도록 구배 및 캔트 등을 고려하여 측량한 계획 선형에 맞게 3차원 입체 형상의 콘크리트 블록 성형용 거푸집(300) 및 후가공장비(400)를 임시레일(200) 상에 설치하기 위해 임시레일(200)의 위치에 따른 구배 및 캔트 조절이 가능한 레일조립수단(40);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 3D PST 제조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 레일조립수단(40)은 상기 거푸집(300)이 설치되는 내측임시레일(201)을 설치하기 위한 내측레일조립수단(50)과, 콘크리트 피니셔 (401), 평삭기 및 연마기 등의 후가공장비(400)가 주행되는 외측임시레일(202)을 설치하기 위한 외측레일조립수단(150)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 3D PST 제조장치.
제 2 항에 있어서, 상기 내측레일조립수단(50)은 높이조절장치(70)와 경사조절장치(80)로 구성되되,
상기 높이조절장치(70)는 상기 이동플레이트(30) 상에서 상기 임시레일(200)의 길이 방향으로 설치되는 이송스크류(71)와,
상기 이송스크류(71)에 하부가 나사 조립되어 이송스크류(71)의 회전에 의해 슬라이딩 되는 수직프레임(72) 및 이 수직프레임(72)에 경사지게 설치되는 가이드레일(73)로 이루어진 경사대(74)와,
상기 경사대(74)의 가이드레일(73)을 따라 이동하는 가이드블록(75)과 연결되어 상,하로 승강되는 승강플레이트(76)와,
상기 승강플레이트(76)의 양단부를 지지하도록 상기 경사대(74)를 중심으로 양측에 배치되는 복수의 승강가이드(77);로 구성되고,
상기 경사조절장치(80)는 상기 승강플레이트(76) 상에 구비된 힌지브라켓(81)과 그 밑면이 힌지 조립되고, 그 위에서 이송스크류(80)에 의해 임시레일(200)의 직각방향으로 슬라이드 이동가능하게 레일고정판(82)이 장착되어 있는 경사조절판(83)과,
상기 경사조절판(83)의 일측에 설치되어 상기 레일고정판(82)에 얹혀지는 임시레일(200)의 레일풋(203)의 양단부를 파지하여 고정하는 레일고정구(84)와,
상기 경사조절판(83)의 경사각도를 유지시키는 경사각고정구(85)로 구성되는 것을 특징으로 하는 3D PST 제조장치.
제 2 항에 있어서, 상기 외측레일조립수단(150)은 높이조절장치(170)와 경사조절장치(80)로 구성되되,
상기 높이조절장치(170)는 상기 이동플레이트(30) 상에서 공회전 되게 수직으로 설치되는 승강스크류(171)와,
상기 승강스크류(171)에 나사 조립되는 승강플레이트(172)와,
상기 승강플레이트(172) 가장자리에 설치되는 복수의 승강가이드(173);로 구성되고,
상기 경사조절장치(80)는 상기 승강플레이트(172) 상에 구비된 힌지브라켓(81)과 그 밑면이 힌지 조립되고, 그 위에서 이송스크류(80)에 의해 임시레일(200)의 직각방향으로 슬라이드 이동가능하게 레일고정판(82)이 장착되어 있는 경사조절판(83)과,
상기 경사조절판(83)의 일측에 설치되어 상기 레일고정판(82)에 얹혀지는 임시레일(200)의 레일풋(203)의 양단부를 파지하여 고정하는 레일고정구(84)와,
상기 경사조절판(83)의 경사각도를 유지시키는 경사각고정구(85)로 구성되는 것을 특징으로 하는 3D PST 제조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 이동플레이트(30)는 상기 회전플레이트(20) 상에 설치되는 이송스크류(21)에 의해 길이방향으로 슬라이딩 이동되는 것을 특징으로 하는 3D PST 제조장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 승강스크류(171) 및 이송스크류(21),(71)일단에는 조작핸들(60,88)이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 3D PST 제조장치.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 승강가이드(77),(173)는 실린더와 로드로 구성되는 것을 특징으로 하는 3D PST 제조장치.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 레일고정구(84)는 상기 레일고정판(82)에 고정되어 임시레일(200)의 레일풋(203)의 일단부를 지지하는 고정블록(90)과,
상기 고정블록(90)에 수평으로 설치되는 이송스크류(91)와,
상기 이송스크류(91)에 나사조립되어 이송스크류(91)의 일단에 구비되는 조작핸들(88)에 의해 이동되어 상기 레일풋(203)을 고정블록(90)과 함께 파지하는 이동블록(92)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 3D PST 제조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 베이스플레이트(10)와 상기 회전플레이트(20)의 피봇지점은 한쪽으로 치우치게 조립되어 상기 회전플레이트(20)의 양단부가 서로 다른 회전 반경으로 회전되어 상기 횡단선형에 대응하여 상기 임시레일(200)을 내측 또는 외측으로 만곡시켜 고정시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 3D PST 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 거푸집(300)은 상기 임시레일(200) 상에 안착되는 바닥판(306); 상기 바닥판(306)의 양측에서 각각 힌지 조립되어 3차원 입체형상의 3D 콘크리트블럭(100)의 내,외측면을 성형하는 내,외측판(301,302); 및 3D 콘크리트블럭을 일정길이로 성형하기 위한 구획판(303);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 3D PST 제조장치.
제 10 항에 있어서, 상기 거푸집(300)의 바닥판(306)의 저면에는 상기 내측레일조립수단(50)에 설치되는 임시레일(200)의 헤드부를 파지하는 캐치(304)가 구비되어 상기 거푸집(300)이 안착되고, 상기 캐치(304)의 내측으로 현장 측량한 계획 선형에 맞게 구배 및 캔트를 조절하기 위한 측량기의 기준이 되는 기준레일이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 3D PST 제조장치.
제 10 항에 있어서, 상기 거푸집(300)을 상기 내측임시레일(201)에 설치되되, 그 바닥판(306)이 현장에서 측량한 구배 및 캔트에 맞도록 경사지게 설치되어 그 내측으로 콘크리트 타설 한 후 성형된 3차원 입체형상의 콘크리트블록(100) 바닥면이 평면부를 이루도록 성형 가능한 것을 특징으로 하는 3D PST 제조장치.
제 10 항에 있어서, 상기 거푸집(300)을 상기 내측임시레일(201)에 설치되되, 그 바닥판(306)이 수평으로 설치되어 그 내측으로 콘크리트 타설 한 후 콘크리트블록(100) 바닥면이 평면부를 이루고, 그 상측면은 현장에서 측량한 구배 및 캔트에 맞도록 경사지게 높이 및 경사 조절된 상기 외측임시레일(202)을 따라 주행하는 후가공장비(400)에 의해 현장에서 측량한 구배 및 캔트에 맞는 경사면을 이루도록 성형 가능한 것을 특징으로 하는 3D PST 제조장치.
제 13 항에 있어서, 3차원 입체형상의 콘크리트블록(100)의 상측 경사면은 상기 외측임시레일(202)을 따라 주행하는 평삭기에 의해 황삭 가공되며, 그 후속으로 주행하는 연마기에 의해 3차원 입체형상의 콘크리트블록(100) 정삭 가공되어 경사면 표면을 곱게 연마하도록 된 것을 특징으로 하는 3D PST 제조장치.