KR20140131732A - 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물 및 그 시공 방법 - Google Patents

자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물 및 그 시공 방법 Download PDF

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Abstract

선형동기모터(Linear Synchronous Motor: LSM) 방식으로 구동되는 초고속 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물로서, 콘크리트 거더의 콘크리트 양생시, 브라켓을 콘크리트 거더의 좌우에 각각 매립하고, 좌우 측면에서 앵커볼트로 브라켓을 각각 체결함으로써 시공성과 정밀도를 확보할 수 있고, 이에 따라 LSM 방식으로 구동되는 초고속 흡인식 자기부상열차에 용이하게 적용할 수 있으며, 또한, 안내레일을 부상레일 구조물에 탈착 또는 부착이 가능하도록 체결함으로써 부상레일의 취부시 작업성을 향상시킬 수 있고, 또한, 브라켓과 부상레일 구조물이 체결되는 상호 작용면을 V형 블록 형태로 가공하여 취부함으로써, 시공 정밀도를 높일 수 있는, 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물 및 그 시공 방법이 제공된다.

Description

자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물 및 그 시공 방법 {GUIDEWAY STRUCTURE OF BRACKET BURYING TYPE FOR MAGLEV LEVITATION TRAIN, AND CONSTRUCTING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 자기부상열차용 가이드웨이 구조물에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 선형동기모터(Linear Synchronous Motor: LSM) 방식으로 구동되는 초고속 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물(Guideway Structure)로서, 브라켓(Bracket)이 콘크리트 거더(Concrete Girder) 상에 매립된 상태로 제공되는 가이드웨이 구조물 및 그 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자기부상열차(Maglev Levitation Train)는 자력을 이용하여 차량을 선로 위에 부상시켜서 움직이는 열차를 말하며, 일반 철도차량에서의 바퀴가 수행하는 지지 및 구동안내 기능은 열차에 설치된 전자석과 궤도 구조물에 설치된 가이드레일 간의 자력에 의하여 수행된다.
이러한 자기부상열차가 움직이기 위해서는 열차를 선로로부터 띄우는 힘과 열차를 원하는 방향으로 진행시키는 두 가지의 힘이 필요하다. 열차를 선로에서 띄우는 방법은 크게 자석 양극의 반발력을 이용하는 반발식(Electrodynamic Suspension)과 자석과 자성체간의 인력을 이용하는 흡인식(Electromagnetic Suspension)으로 나눌 수 있다. 일반적으로 반발식은 흡인식보다 제어 측면에서 장점을 갖지만, 저속에서는 코일에 유도된 자속이 차체를 띄울 수 있을 만큼 충분하지 못해 약 100km/h 이하의 속도에서는 바퀴를 사용해야 한다. 이에 비해 흡인식 열차는 차량의 부상력을 제어해 균형을 유지하는 부분이 복잡하지만 저속에서도 부상이 가능하다는 장점이 있다.
이러한 자기부상열차는 가이드레일과의 직접적인 접촉이 없으므로, 소음 및 진동이 매우 적고, 오염물질을 배출하지 않아 친환경적이며, 고속을 유지할 수 있기 때문에 도시 구간내에서의 차세대 열차 방식으로 각광을 받고 있다. 특히, 도시형 자기부상열차를 도시에 건설할 경우, 건설할 공간이 협소하므로 통상 지면위의 시설물에 방해받지 않도록 교량을 설치하여 지면으로부터 상당한 높이에 레일을 설치하여 운행하는 것이 일반적이다.
국내의 경우, 1989년 연구개발이 시작된 이래 최근에는 2006년 시작된 도시형 자기부상열차 실용화 사업을 통해 자기부상열차가 개발되었으며, 2011년에 인천국제공항에 시험선이 건설되었다. 이러한 실용화 사업을 통해 개발된 자기부상열차는 상전도 전자석을 이용한 부상방식을 사용하며, 110km/h의 운행속도를 가진다. 특히, 이러한 인천국제공항 도시형 자기부상철도는 중저속 선형유도 모터(Linear Induction Motor: LIM) 방식의 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이가 적용되었다.
도 1은 종래의 기술에 따른 LIM 방식의 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물을 예시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 중저속 LIM 방식의 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물은, 하부에서 지지하는 다수의 교각(10); 상기 교각(10)의 상부에 구비되어 연속적으로 설치되는 거더(20); 상기 거더(20)의 상부에 간격을 두고 다수 설치되는 크로스암(30); 및 상기 크로스암(30)의 상부에 설치되어 자기부상열차가 운행 가능하도록 하는 가이드레일(40)로 이루어져 있다.
상기 거더(20)의 상부에 길이방향을 따라 간격을 두고 다수 설치되는 크로스암(30)은 가이드레일(40)과 체결부재(41)를 통해 체결 및 고정된다. 이때, 상기 체결부재(41)는 볼트(또는 앵커볼트) 및 너트를 사용한다.
종래의 기술에 따른 중저속 LIM 방식의 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물은 공중에 설치되어 있기 때문에, 시간이 경과함에 따라 처짐이 발생하고, 온도에 의한 변형이 발생하게 된다.
따라서 초기 설치된 가이드레일(40)의 설치 위치가 변형되는 경우, 이를 바로잡기 위해서 그 위치를 조정해야 하는데, 종래의 가이드웨이 구조물에서 소정 길이 단위로 제공되는 가이드레일(40)은 그 하부에 구비되는 일정 규격의 크로스암(30)과 단순히 체결 및 고정되어 있기 때문에, 가이드레일(40)의 수직 및 수평방향 위치를 미세 조정하고자 하는 경우, 유압잭과 같은 장비를 동원하여 가이드레일(40)을 들어 올린 후, 가이드레일(40)과 크로스암(30)의 사이 또는 크로스암(30)의 저면에 라이너(42) 등을 조정하게 된다.
따라서 기본적으로 레일의 초기 설치시는 물론, 설치 후 사용 도중의 변형에 의해 미세 조정이 필요한 경우에도 일일이 장비를 동원하여 가이드레일(40)을 들어올린 후, 라이너(42)를 수차례 반복하여 착탈하여 조정해야 하므로, 그 작업이 매우 번거롭고, 고도의 숙련된 기술이 요구되며, 궤도 구조물의 설치에 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 가이드레일(40)을 기준으로 수평방향의 변형이 발생하는 경우, 이를 적절하게 보정할 수단이 강구되지 못하여 심한 변형인 경우에는 해당 구간의 가이드레일(40) 자체를 들어내고 새로운 가이드레일(40)로 교체해야 하는 문제점도 있었다.
이러한 종래의 기술에 따른 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물은 선형유도 모터(Linear Induction Motor: LIM) 방식의 중저속형에 적용되는 가이드웨이로서, 초고속 자기부상철도 가이드웨이로 적용하기 어렵다.
한편, 최근 500km/h 이상의 속도를 갖는 초고속 자기부상열차가 개발되고 있으며, 현재 개발된 초고속 자기부상열차로는 부상방식에서 초전도 방식을 사용한 일본의 MLX와 상전도 방식을 사용한 독일의 트랜스라피드(Transrapid)가 있으며, 추진 방식으로는 위 두 방식 모두 선형동기모터(LSM)를 사용하고 있다. 예를 들면, 독일의 트랜스라피드와 같이 전자기력으로 부상되어 이동하는 시스템의 추진력은 가이드웨이를 따라 길게 고정 배치되어있는 고정자를 갖는 LSM에 의해 공급되고, 부상을 위한 자속을 발생시키는 이동 자극은 자기부상열차의 어셈블리에 설치되어 있다.
구체적으로, 자기부상 전자석은 지상측 가이드웨이 구조물 측에 설치된 선형 동기모터 고정자(Stator)와 자기부상열차의 어셈블리 측에 설치된 이동자로 구성된다. 구체적으로, 지상에 자기부상열차를 지지할 가이드웨이가 설치되며, 전체 가이드웨이를 따라 선형동기모터(LSM)의 고정자가 지면을 향해 설치된다. 이러한 고정자에 대향하여 차량에 부착된 부상 전자석이 놓이게 된다. 이러한 부상전자석에 전류를 흘려주면 부상력이 발생하는 동시에 진행방향을 따라 자속 방향이 N극과 S극이 교대로 나타나 선형동기모터(LSM)의 이동자로도 쓰이게 된다. 이때, 자기부상열차의 어셈블리의 양 측면에는 회전이나 외란 등에 의한 외부 횡력을 보상하기 위해 안내 전자석이 사용된다.
또한, 중국의 상하이 자기부상열차의 경우, 초고속 LSM 방식의 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이가 적용되었는데, 도 2a, 도 2b 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 각각 종래의 기술에 따른 초고속 LSM 방식으로 구동되는 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물의 정면 사시도 및 측면 사시도이고, 도 3은 도 2a 및 도 2b에 도시된 가이드웨이 구조물의 문제점을 구체적으로 설명하기 위한 도면으로서, 도 2a에 도면부호 A로 도시된 부분을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 2a, 도 2b 및 도 3을 참조하면, 종래의 기술에 따른 초고속 LSM 방식으로 구동되는 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물은, 콘크리트 거더(20), 가이드레일(60), 강재 브라켓(71), 고정자 패킷(72), 모터 코일 권선(73), 체결부재(74) 및 앵커로드(75)를 포함한다.
종래의 기술에 따른 초고속 LSM 방식으로 구동되는 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물은, 콘크리트 거더(20)에 앵커로드(75)가 매립된 상태로 제공되고, 상기 콘크리트 거더(20)의 양 측면에 강재 브라켓(71)이 체결되며, 상기 강재 브라켓(71)에 가이드레일(60)이 체결되며, 상기 가이드레일(60)의 하부에 상기 고정자 패킷(72) 및 모터 코일 권선(73)이 취부된다.
또한, 도 2b에서 도면부호 B로 도시된 바와 같이, 강재 브라켓(71)이 일정 간격으로 배치되고, 상기 가이드레일(60)이 상기 강재 브라켓(71)을 감싸도록 체결된다.
도 3은 도 2a에서 도면부호 A로 도시된 부분의 상세도로서, 종래의 기술에 따른 초고속 LSM 방식으로 구동되는 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 브라켓(71)을 콘크리트 거더(20)의 양생시 매립하게 되는데, 이에 따른 변형으로 인해서, 도면부호 C로 도시된 바와 같이, 체결부재(74)인 볼트에 의한 체결 작업이 어렵고, 가이드웨이 취부시 하부 공간이 협소하여 공구나 손으로 체결하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 가이드웨이 설치시 X축, Y축 및 Z축에 대한 길이 및 높이 단차에 대한 보정을 위한 미세 조정이 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 콘크리트 거더(20)의 적용시 가이드웨이 자중에 의한 처짐 등으로 볼트 체결 작업 등의 설치 작업이 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 공장에서 프리캐스트 제작되는 콘크리트 거더(20)의 콘크리트 양생시 브라켓(71)의 정확한 위치 설정과 허용공차 수용을 위한 별도의 장치가 필요하다. 즉, 거푸집의 정밀도 및 고정을 위한 장치 등이 별도로 필요하다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허번호 제10-1023310호(출원일: 2008년 8월 28일), 발명의 명칭: "자기부상열차용 궤도 구조물에서의 가이드레일 위치 조절장치" 대한민국 등록특허번호 제10-859448호(출원일: 2007년 7월 26일), 발명의 명칭: "자기부상열차용 궤도 구조물에서의 가이드레일위치조절장치" 대한민국 등록특허번호 제10-863734호(출원일: 2007년 6월 29일), 발명의 명칭: "자기부상열차용 궤도 구조물" 대한민국 공개특허번호 제2012-124615호(공개일: 2012년 11월 14일), 발명의 명칭: "자기부상열차용 레일 및 자기부상열차용 레일 설치방법" 유럽 등록특허번호 제1428933B1호(출원일: 2002년 7월 1일), 발명의 명칭: "A Track Structure Of The RAPID Track Transit" 미국 공개특허번호 제2010-307369(공개일: 2010년 12월 9일), 발명의 명칭: "Travelway Structure For Maglev Transportation And A Method For Manufacturing Same" 미국 등록특허번호 제8,328,422호(출원일: 2009년 1월 19), 발명의 명칭: "Component For Linear Guideway And Method For Making The Same" 미국 등록특허번호 제6,960,022호(출원일: 2003년 1월 10일), 발명의 명칭: "Macrocomposite Guideway And GIB Produced Therefrom"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 콘크리트 거더의 콘크리트 양생시, 브라켓을 콘크리트 거더의 좌우에 각각 매립하고, 좌우 측면에서 앵커볼트로 브라켓을 각각 체결함으로써, 시공성과 정밀도를 확보할 수 있는, 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물 및 그 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 안내레일을 부상레일 구조물에 탈착 또는 부착이 가능하도록 체결함으로써 부상레일의 취부시 작업성을 향상시킬 수 있는, 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물 및 그 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 브라켓과 부상레일 구조물이 체결되는 상호 작용면을 V형 블록 형태로 가공하여 취부함으로써, 시공 정밀도를 높일 수 있는, 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물 및 그 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물은, 선형동기모터(Linear Synchronous Motor: LSM) 방식으로 구동되는 초고속 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물에 있어서, 앵커볼트 및 브라켓의 일부가 측면에 매립되도록 프리캐스트 제작되고, 가이드웨이 구조물이 설치될 교각 상부에 설치되는 콘크리트 거더; 강재(Steel)로 형성되고, 상기 콘크리트 거더의 측면에서 상기 앵커볼트에 체결되는 브라켓(Bracket); 브라켓 체결부재를 사용하여 상기 브라켓에 체결되는 부상레일; 안내레일 체결부재를 사용하여 상기 부상레일 측면에 부착되는 안내레일; 상기 부상레일 하부에 각각 취부되는 고정자 패킷(Stator Packet); 및 상기 부상레일 하부에서 상기 고정자 패킷의 측면에 취부되는 모터 코일 권선(Motor Coil Winding)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 브라켓은, 상기 콘크리트 거더의 콘크리트 양생시, 상기 콘크리트 거더의 좌우에 각각 매립하고, 좌우 측면에서 상기 앵커볼트로 상기 브라켓을 각각 체결하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 앵커볼트는 상기 브라켓과 체결되도록 상기 콘크리트 거더를 관통하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 부상레일은 상기 브라켓과 체결되는 부상레일 구조물의 하부에 취부되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 부상레일 구조물과 상기 브라켓을 체결하는 상호 작용면은 시공 정밀도를 높이기 위해 V 형상의 블록(V Block) 형태로 가공하여 취부하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 V 형상의 블록 위치에서 상기 부상레일 구조물과 상기 브라켓을 상기 브라켓 체결부재를 사용하여 체결한 후, 상기 부상레일 구조물의 하부에 상기 부상레일을 취부하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 안내레일은 상기 부상레일의 취부시 작업성이 양호해지도록 상기 안내레일 체결부재를 사용하여 탈착 또는 부착 가능하도록 상기 부상레일 측면에 체결되는 것을 특징으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물의 시공 방법은, LSM 방식으로 구동되는 초고속 자기부상열차용 흡인식 가이드웨이 구조물의 시공 방법에 있어서, a) 앵커볼트 및 브라켓의 일부가 측면에 매립된 프리캐스트 콘크리트 거더를 제작하는 단계; b) 자기부상철도용 가이드웨이를 시공할 교각 상부에 콘크리트 거더를 설치하는 단계; c) 브라켓 체결부재를 사용하여 상기 브라켓과 부상레일을 체결하는 단계; d) 안내레일 체결부재를 사용하여 상기 부상레일 측면에 안내레일을 부착하는 단계; e) 상기 부상레일 하부에 고정자 패킷(Stator Packet)과 모터 코일 권선(Motor Coil Winding)을 취부하는 단계; 및 f) 자기부상열차의 진행방향을 따라 상기 a) 내지 e) 단계를 반복 수행하여 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물을 완성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 a) 단계에서 상기 콘크리트 거더의 콘크리트 양생시, 상기 브라켓을 상기 콘크리트 거더의 좌우에 각각 매립하고, 좌우 측면에서 상기 앵커볼트로 상기 브라켓을 각각 체결하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 앵커볼트는 상기 브라켓과 체결되도록 상기 콘크리트 거더를 관통하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 c) 단계에서 상기 부상레일이 설치되는 부상레일 구조물과 상기 브라켓을 체결하는 상호 작용면은 시공 정밀도를 높이기 위해 V 형상의 블록(V Block) 형태로 가공하여 취부하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 d) 단계의 안내레일은 상기 부상레일의 취부시 작업성이 양호해지도록 상기 안내레일 체결부재를 사용하여 탈착 또는 부착 가능하도록 상기 부상레일 측면에 체결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 콘크리트 거더의 콘크리트 양생시, 브라켓을 콘크리트 거더의 좌우에 각각 매립하고, 좌우 측면에서 앵커볼트로 브라켓을 각각 체결함으로써, 시공성과 정밀도를 확보할 수 있고, 이에 따라 선형동기모터(Linear Synchronous Motor: LSM) 방식으로 구동되는 초고속 흡인식 자기부상열차에 용이하게 적용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 안내레일을 부상레일 구조물에 탈착 또는 부착이 가능하도록 체결함으로써 부상레일의 취부시 작업성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 브라켓과 부상레일 구조물이 체결되는 상호 작용면을 V형 블록 형태로 가공하여 취부함으로써, 시공 정밀도를 높일 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 중저속 LIM 방식의 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물을 예시하는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 종래의 기술에 따른 초고속 LSM 방식으로 구동되는 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물의 정면 사시도 및 측면 사시도이다.
도 3은 도 2a 및 도 2b에 도시된 가이드웨이 구조물의 문제점을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물이 자기부상열차 어셈블리에 결합된 것을 나타내는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물이 자기부상열차 어셈블리에 결합된 것을 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물의 시공 방법을 나타내는 동작흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물(100)은, 선형동기모터(Linear Synchronous Motor: LSM) 방식으로 구동되는 초고속 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물로서, 콘크리트 거더(110), 브라켓(120a, 120b), 안내레일(Guidance Rail)(130a, 130b), 고정자 패킷(Stator Packet)(150a, 150b), 모터 코일 권선(Motor Coil Winding)(160a, 160b) 및 브라켓 체결부재(170)를 포함한다.
콘크리트 거더(110)는 앵커볼트(121) 및 브라켓(120a, 120b)의 일부가 측면에 매립되도록 프리캐스트 제작되고, 가이드웨이 구조물이 설치될 교각 상부에 설치된다.
브라켓(120a, 120b)은 강재(Steel)로 형성되고, 상기 콘크리트 거더(110)의 측면에서 상기 앵커볼트(121)에 체결된다. 이때, 상기 브라켓(120a, 120b)은, 도 5에서 도면부호 D로 도시된 바와 같이, 상기 콘크리트 거더(110)의 콘크리트 양생시, 상기 콘크리트 거더(110)의 좌우에 각각 매립하고, 좌우 측면에서 상기 앵커볼트(121)로 상기 브라켓(120a, 120b)이 각각 체결되며, 이때, 상기 앵커볼트(121)는 상기 브라켓(120a, 120b)과 체결되도록 상기 콘크리트 거더(110)를 관통하도록 매립된다.
부상레일(140a, 140b)은 브라켓 체결부재를 사용하여 상기 브라켓에 체결된다. 이때, 상기 부상레일(140a, 140b)은 상기 브라켓(120a, 120b)과 체결되는 부상레일 구조물(141)의 하부에 취부된다. 여기서, 상기 부상레일 구조물(141)과 상기 브라켓(120a, 120b)을 체결하는 상호 작용면은 시공 정밀도를 높이기 위해 V 형상의 블록(V Block) 형태로 가공하여 취부한다. 즉, 도 5에서 도면부호 E로 도시된 바와 같이, 상기 V 형상의 블록 위치에서 상기 부상레일 구조물(141)과 상기 브라켓(120a, 120b)을 상기 브라켓 체결부재(170)를 사용하여 체결한 후, 상기 부상레일 구조물(141)의 하부에 상기 부상레일(140a, 140b)을 취부하게 된다.
안내레일(130a, 130b)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 안내레일 체결부재(131)를 사용하여 상기 부상레일(140a, 140b)의 측면에 부착된다. 이때, 상기 안내레일(130a, 130b)은 상기 부상레일(140a, 140b)의 취부시 작업성이 양호해지도록 상기 안내레일 체결부재(131)를 사용하여 탈착 또는 부착 가능하도록 상기 부상레일(140a, 140b) 측면에 체결된다.
고정자 패킷(150a, 150b)은 상기 부상레일 하부에 각각 취부되고, 모터 코일 권선(160a, 160b)은 상기 부상레일 하부에서 상기 고정자 패킷(150a, 150b)의 측면에 취부된다.
본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물(100)은, 콘크리트 거더(110)의 콘크리트 양생시, 브라켓(120a, 120b)을 콘크리트 거더(110)의 좌우에 각각 매립하고, 좌우 측면에서 앵커볼트(121)로 브라켓(120a, 120b)을 각각 체결함으로써, 시공성과 정밀도를 확보할 수 있고, 이에 따라 선형동기모터(Linear Synchronous Motor: LSM) 방식으로 구동되는 초고속 흡인식 자기부상열차에 용이하게 적용할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물이 자기부상열차 어셈블리에 결합된 것을 나타내는 정면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물이 자기부상열차 어셈블리에 결합된 것을 나타내는 평면도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가이드레일 일체형 강재 상부구조물을 구비한 가이드웨이 구조물은 자기부상열차의 어셈블리(200)와 결합하게 되며, 이때, 전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가이드레일 일체형 강재 상부구조물을 구비한 가이드웨이 구조물(100)은, 선형동기모터(LSM) 방식으로 구동되는 초고속 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물(100)로서, 콘크리트 거더(110)의 콘크리트 양생시, 브라켓(120)을 콘크리트 거더(110)의 좌우에 각각 매립하고, 좌우 측면에서 앵커볼트(121)로 브라켓(120)을 각각 체결함으로써, 시공성과 정밀도를 확보할 수 있다. 또한, 안내레일(130)을 부상레일 구조물에 탈착 또는 부착이 가능하도록 체결함으로써 부상레일(14a, 140b)의 취부시 작업성을 향상시킬 수 있고, 브라켓(120)과 부상레일 구조물이 체결되는 상호 작용면을 V형 블록 형태로 가공하여 취부함으로써, 시공 정밀도를 높일 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물의 시공 방법을 나타내는 동작흐름도이다.
전술한 도 5 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물의 시공 방법은, LSM 방식으로 구동되는 초고속 자기부상열차용 흡인식 가이드웨이 구조물의 시공 방법으로서, 먼저, 앵커볼트(121) 및 브라켓(120a, 120b)의 일부가 측면에 매립된 프리캐스트 콘크리트 거더(110)를 제작한다(S110). 이때, 상기 콘크리트 거더(110)의 콘크리트 양생시, 상기 브라켓(120a, 120b)을 상기 콘크리트 거더(110)의 좌우에 각각 매립하고, 좌우 측면에서 상기 앵커볼트(121)로 상기 브라켓(120a, 120b)을 각각 체결한다. 여기서, 상기 앵커볼트(121)는 상기 브라켓(120a, 120b)과 체결되도록 상기 콘크리트 거더(110)를 관통하도록 매립된다.
다음으로, 자기부상철도용 가이드웨이를 시공할 교각 상부에 콘크리트 거더(110)를 설치한다(S120).
다음으로, 브라켓 체결부재(170)를 사용하여 상기 브라켓(120a, 120b)과 부상레일(140a, 140b)을 체결한다(S130). 즉, 상기 부상레일(140a, 140b)이 설치되는 부상레일 구조물(141)과 상기 브라켓(120a, 120b)을 체결하는 상호 작용면은 시공 정밀도를 높이기 위해 V 형상의 블록(V Block) 형태로 가공하여 취부하는 것이 바람직하다.
다음으로, 안내레일 체결부재(131)를 사용하여 상기 부상레일(140a, 140b) 측면에 안내레일(130a, 130b)을 부착한다(S140). 이때, 안내레일(130a, 130b)은 상기 부상레일(140a, 140b)의 취부시 작업성이 양호해지도록 상기 안내레일 체결부재(131)를 사용하여 탈착 또는 부착 가능하도록 상기 부상레일(140a, 140b)의 측면에 체결된다.
다음으로, 상기 부상레일(140a, 140b)의 하부에 고정자 패킷(Stator Packet)과 모터 코일 권선(Motor Coil Winding)을 취부한다(S150).
다음으로, 자기부상열차의 진행방향을 따라 상기 S110 내지 S150 단계를 반복 수행하여 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물을 완성한다(S160).
본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물이 LSM 방식의 초고속 자기부상열차에 적용할 수 있는 것으로 설명되었지만, LIM 방식의 중저속 자기부상열차에도 적용할 수 있다는 점은 당업자에게 자명하다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물
110: 콘크리트 거더(Concrete Girder)
120, 120a, 120b: 브라켓
121: 앵커 볼트
130, 130a, 130b: 안내레일(Guidance Rail)
131: 안내레일 체결부재
140, 140a, 140b: 부상레일(Levitation Rail)
141: 부상레일 구조물
150, 150a, 150b: 고정자 패킷(Stator Packet)
160, 160a, 160b: 모터 코일 권선(Motor Coil Winding)
170: 브라켓 체결부재
200: 자기부상열차 어셈블리

Claims (12)

  1. 선형동기모터(Linear Synchronous Motor: LSM) 방식으로 구동되는 초고속 흡인식 자기부상열차용 가이드웨이 구조물에 있어서,
    앵커볼트 및 브라켓의 일부가 측면에 매립되도록 프리캐스트 제작되고, 가이드웨이 구조물이 설치될 교각 상부에 설치되는 콘크리트 거더;
    강재(Steel)로 형성되고, 상기 콘크리트 거더의 측면에서 상기 앵커볼트에 체결되는 브라켓(Bracket);
    브라켓 체결부재를 사용하여 상기 브라켓에 체결되는 부상레일;
    안내레일 체결부재를 사용하여 상기 부상레일 측면에 부착되는 안내레일;
    상기 부상레일 하부에 각각 취부되는 고정자 패킷(Stator Packet); 및
    상기 부상레일 하부에서 상기 고정자 패킷의 측면에 취부되는 모터 코일 권선(Motor Coil Winding)
    을 포함하는 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 브라켓은, 상기 콘크리트 거더의 콘크리트 양생시, 상기 콘크리트 거더의 좌우에 각각 매립하고, 좌우 측면에서 상기 앵커볼트로 상기 브라켓을 각각 체결하는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 앵커볼트는 상기 브라켓과 체결되도록 상기 콘크리트 거더를 관통하는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부상레일은 상기 브라켓과 체결되는 부상레일 구조물의 하부에 취부되는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 부상레일 구조물과 상기 브라켓을 체결하는 상호 작용면은 시공 정밀도를 높이기 위해 V 형상의 블록(V Block) 형태로 가공하여 취부하는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 V 형상의 블록 위치에서 상기 부상레일 구조물과 상기 브라켓을 상기 브라켓 체결부재를 사용하여 체결한 후, 상기 부상레일 구조물의 하부에 상기 부상레일을 취부하는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 안내레일은 상기 부상레일의 취부시 작업성이 양호해지도록 상기 안내레일 체결부재를 사용하여 탈착 또는 부착 가능하도록 상기 부상레일 측면에 체결되는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물.
  8. LSM 방식으로 구동되는 초고속 자기부상열차용 흡인식 가이드웨이 구조물의 시공 방법에 있어서,
    a) 앵커볼트 및 브라켓의 일부가 측면에 매립된 프리캐스트 콘크리트 거더를 제작하는 단계;
    b) 자기부상철도용 가이드웨이를 시공할 교각 상부에 콘크리트 거더를 설치하는 단계;
    c) 브라켓 체결부재를 사용하여 상기 브라켓과 부상레일을 체결하는 단계;
    d) 안내레일 체결부재를 사용하여 상기 부상레일 측면에 안내레일을 부착하는 단계;
    e) 상기 부상레일 하부에 고정자 패킷(Stator Packet)과 모터 코일 권선(Motor Coil Winding)을 취부하는 단계; 및
    f) 자기부상열차의 진행방향을 따라 상기 a) 내지 e) 단계를 반복 수행하여 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물을 완성하는 단계
    를 포함하는 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물의 시공 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 a) 단계에서 상기 콘크리트 거더의 콘크리트 양생시, 상기 브라켓을 상기 콘크리트 거더의 좌우에 각각 매립하고, 좌우 측면에서 상기 앵커볼트로 상기 브라켓을 각각 체결하는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물의 시공 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 앵커볼트는 상기 브라켓과 체결되도록 상기 콘크리트 거더를 관통하는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물의 시공 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 c) 단계에서 상기 부상레일이 설치되는 부상레일 구조물과 상기 브라켓을 체결하는 상호 작용면은 시공 정밀도를 높이기 위해 V 형상의 블록(V Block) 형태로 가공하여 취부하는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물의 시공 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 d) 단계의 안내레일은 상기 부상레일의 취부시 작업성이 양호해지도록 상기 안내레일 체결부재를 사용하여 탈착 또는 부착 가능하도록 상기 부상레일 측면에 체결되는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 브라켓 매립형 가이드웨이 구조물의 시공 방법.
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