KR20170058693A

KR20170058693A - 궤도구조물의 지지구조 및 이를 이용하여 궤도를 시공하는 방법

Info

Publication number: KR20170058693A
Application number: KR1020150162606A
Authority: KR
Inventors: 이광우; 조삼덕; 김욱기
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2015-11-19
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2017-05-29
Also published as: KR101777231B1

Abstract

본 발명에 따르면, 지반층(1)의 상부에 형성되는 궤도구조물(10)을 지지하는 궤도구조물의 지지구조에 있어서, 상기 궤도구조물(10)의 하부에 위치되는 지지슬래브(100); 및 상기 지반층(1)에 삽입 고정됨과 아울러 두부(210)가 상기 지지슬래브(100)에 매설된 말뚝(200);을 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조가 제공된다.
본 발명에 따르면, 궤도구조물의 지지구조의 대부분을 공작제작에 의한 프리캐스트 유닛을 사용토록 함으로써 시공의 모듈화를 달성하고, 프리캐스트 공법에 따라 발생되는 현장에서의 시공오차를 보완할 수 있는 효과가 있다.

Description

궤도구조물의 지지구조 및 이를 이용하여 궤도를 시공하는 방법 {Supportion Structure for Railroad Track}

본 발명은 토목분야에 관한 것으로서, 상세하게는 말뚝과 지지슬래브로 형성된 궤도구조물을 지지하는 궤도구조물의 지지구조 및 이를 이용하여 궤도를 시공하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 연약지반에 도로나 철도 궤도를 시공함에 있어서 가장 문제되는 것은 지반의 침하 현상이다.

도로의 경우, 차량의 자중 및 차량의 통행으로 인하여 제공되는 진동하중에 의해 연약지반 내부가 변형되어 도로 측부의 비탈면 하부로 지반이 돌출되기도 한다. 이로 인해 아스팔트 도로에 균열이 발생하여, 차량 사고발생의 원인이 되고 있으며, 해마다 연약지반 도로의 보수로 인한 막대한 예산이 낭비되고 있는 실정이다.

철도 궤도의 경우에도 궤도 자체가 연속된 강성체로 이루어지므로 연약 지반에 의해 발생한 노반의 불균등 침하가 궤도자체에 영향을 미치게 되며, 이로 인해 열차 주행이 중단되기도 한다.

철도 궤도의 궤도구조물을 지지하는 지반에서 침하가 발생하게 되면 궤도구조물을 재시공 하거나 고가의 보강공법을 적용하여 보수할 수밖에 없으므로 지반의 침하를 방지할 수 있는 지지구조물의 시공이 요구된다.

종래의 도로 및 철도 궤도의 시공을 위한 지지구조물은 지반에 관입된 말뚝이 도로 및 궤도를 지지하는 구조로 시공되는 것이 일반적이었다.

그러나 종래의 지지구조물의 시공에 있어서는 구조물을 지지하는 지지슬래브가 위치되는 지반을 평편하게 개량하여 지지슬래브를 설치하여야 지지력 확보에 용이하고 반복 하중에 의한 크랙의 발생을 방지할 수 있어 개량을 위해 많은 시간과 비용을 투자하여야 하는 문제점이 있어왔다.

또한, 대한민국 등록특허(10-2012-0111127)를 참조하면 지반 개량의 문제점을 해소하기 위해 노반층을 지반상부에 형성시키고 말뚝을 노반층 상부까지 돌출시키는 구조를 적용하였으나 이 역시 시공의 난이도를 높일뿐만 아니라 깊은 매립식 궤도구조에만 적용이 가능하다는 문제점이 있어 왔다.

본 발명은 상술된 종래의 궤도구조물의 지지구조가 갖는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 현장에서의 시공난이도를 낮출 수 있는 시공성이 높은 궤도구조물의 지지구조 및 이를 이용하여 궤도를 시공하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 지반과 지지슬래브 사이에 발생되는 공동을 충전할 수 있도록 하여 지반 반력을 지지력으로 활용할 수 있도록 함과 아울러 차량 운행에 따른 진동하중을 발생을 저감할 수 있도록 하는 구조적으로 안정된 궤도구조물의 지지구조 및 이를 이용하여 궤도를 시공하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 궤도구조물의 지지구조의 대부분을 공작제작에 의한 프리캐스트 유닛을 사용토록 함으로써 시공의 모듈화를 달성하고, 프리캐스트 공법에 따라 발생되는 현장에서의 시공오차를 보완할 수 있는 구조를 갖는 궤도구조물의 지지구조 및 이를 이용하여 궤도를 시공하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 공기를 단축하고 공사비용을 절감할 수 있는 궤도구조물의 지지구조 및 이를 이용하여 궤도를 시공하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 지반층(1)의 상부에 형성되는 궤도구조물(10)을 지지하는 궤도구조물의 지지구조에 있어서, 상기 궤도구조물(10)의 하부에 위치되는 지지슬래브(100); 및 상기 지반층(1)에 삽입 고정됨과 아울러 두부(210)가 상기 지지슬래브(100)에 매설된 말뚝(200);을 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조가 제공된다.

여기서, 상기 지지슬래브(100)에는 상기 두부(210)가 삽입되는 관통공(110);이 형성된 것을 특징으로 하는 궤도구조물 지지구조일 수 있다.

또한, 상기 지지슬래브(100)는 상기 지반층(1)의 상면에 설치되며, 상기 관통공(110)에 삽입된 상기 두부(210)는 상기 관통공(110)에 타설되는 충진재에 의해 상기 지지슬래브(100)와 일체화 되는 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조일 수 있다.

또한, 상기 충진재와 상기 두부(210)의 결합력이 증대될 수 있도록, 상기 두부(210)에는 제1 전단키(211)가 형성된 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조일 수 있다.

또한, 상기 제1 전단키(211)는 노출 철골인 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조일 수 있다.

또한, 상기 충진재와 상기 지지슬래브(100)의 결합력이 증대될 수 있도록, 상기 관통공(110)의 내면에는 제2 전단키(111)가 형성된 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조일 수 있다.

또한, 상기 제2 전단키(111)는 노출 철골인 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조일 수 있다.

또한, 상기 충진재, 상기 지지슬래브(100) 및 상기 두부(210)의 결합력이 증대될 수 있도록, 상기 두부(210)에는 제1 전단키(211)가 형성됨과 아울러 상기 관통공(110)의 내면에는 제2 전단키(111)가 형성되며, 상기 제1 전단키(211) 및 상기 제2 전단키(111)는 노출 철골이며, 상기 제1 전단키(211)와 상기 제2 전단키(111)를 강결하는 결합부재(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조일 수 있다.

또한, 상기 두부(210)에는 탄성부재로 형성된 진동저감캡(400)이 설치된 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조일 수 있다.

또한, 상기 진동저감캡(400)에는 상기 충진재가 상기 진동저감캡(400) 내부로 유입될 수 있도록 유입홀(410)이 형성된 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조일 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 지반층(1)의 상부에 형성되는 궤도구조물(10)을 지지하는 궤도구조물의 지지구조를 이용하여 궤도를 시공하는 방법에 있어서, 상기 지반층(1)에 말뚝(200)을 삽입 고정시키되, 상기 말뚝(200)의 두부(210)가 노출되도록 삽입 고정시키는 제1 단계(S100); 상기 두부(210)가 삽입되는 관통공(110)이 형성된 지지슬래브(100)를 상기 지반층(1)의 상면에 설치하는 제2 단계(S200); 상기 관통공(110)에 충진재를 주입하여 상기 두부(210)와 상기 지지슬래브(100)를 일체화 시키는 제3 단계(S300); 및 상기 지지슬래브(100) 상부에 상기 궤도구조물(10)을 형성시키는 제4 단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도를 시공하는 방법이 제공된다.

여기서 상기 제3 단계(S300)는, 상기 지지슬래브(100)와 상기 지반층(1)의 상면 사이의 유격공간에 상기 충진재를 유입시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도를 시공하는 방법일 수 있다.

본 발명에 따르면 현장에서의 시공난이도를 낮출 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면 지반과 지지슬래브 사이에 발생되는 공동을 충전할 수 있도록 하여 지반 반력을 지지력으로 활용할 수 있도록 함과 아울러 차량 운행에 따른 진동하중을 발생을 저감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면 궤도구조물의 지지구조의 대부분을 공작제작에 의한 프리캐스트 유닛을 사용토록 함으로써 시공의 모듈화를 달성하고, 프리캐스트 공법에 따라 발생되는 현장에서의 시공오차를 보완할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면 단축하고 공사비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예(실시예 1)에 따른 궤도구조물의 지지구조에 따라 시공된 궤도의 종단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예(실시예 2)에 따른 궤도구조물의 지지구조에 따라 시공된 궤도의 횡단면도.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예(실시예 2)에 따른 궤도구조물의 지지구조에 따라 시공된 궤도의 종단면도.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예(실시예 3)에 따른 궤도구조물의 지지구조에 따라 시공된 궤도의 종단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예(실시예 4)에 따른 궤도구조물의 지지구조에 따라 시공된 궤도의 종단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예(실시예 1)에 따른 궤도구조물의 지지구조의 횡단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예(실시예 1)에 따른 궤도구조물의 지지구조를 일는 지지슬래브의 관통공에 충진재가 충진된 상태를 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예(실시예 1)에 따른 궤도구조물의 지지구조의 평면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예(실시예 1)에 따른 진동저감캡이 설치된 상태의 궤도구조물의

본 발명에 따른 궤도구조물의 지지구조 및 이를 이용하여 궤도를 시공하는 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

본 발명은 궤도구조물의 지지구조에 관한 것이다. 연약지반 또는 개량이 요구되는 지반 상부에 궤도를 형성함에 있어, 상부의 궤도구조물을 지지하는 하부 지지구조에 관한 것이다.

상부의 궤도구조물은 궤도의 형식에 따라 노반층이나 레일이 포함될 수 있으며, 본 발명에서의 궤도구조물은 철도 궤도의 상부의 궤도구조물 및 도로의 상부 구조물을 포함하는 개념이다.

따라서 본 발명은 철도 궤도(도 1 내지 도 4)에는 물론 도로(도 5)에도 적용되는 것이 가능하다.

이하 본 발명이 적용된 구체적인 실시예를 중심으로 본 발명의 구성을 설명한다.

본 발명의 일 실시예(실시예 1)에 따른 궤도구조물의 지지구조는 지반층(1)의 상부에 형성되는 궤도구조물(10)을 지지하며, 궤도구조물(10)의 하부에 위치되는 지지슬래브(100) 및 지반층(1)에 삽입 고정됨과 아울러 두부(210)가 지지슬래브(100)에 매설된 말뚝(200)을 포함한다(도 1).

종래의 지지슬래브의 경우 말뚝(200)의 상면에 의해 지지됨과 비교하여 본 발명에 따르는 궤도구조물의 지지구조를 이루는 말뚝(200)은 두부(210)가 지지슬래브(100)와 일체화 되어 있다는 차이점을 갖는다.

이러한 구조를 취하는 경우 궤도구조물의 지지구조는 말뚝(200)이 갖는 선단지지력 및 주면마찰력을 온전히 궤도구조물의 지지력으로 이용하는 것이 가능해 진다. 이에 더하여 지지슬래브(100)의 모든 하면에서 지반층(1)으로부터 반력을 받을 수 있게 됨으로써 구조적으로 안정된 궤도구조물의 지지구조를 형성하는 것이 가능케 된다.

상술된 바와 같이 말뚝(200)의 두부(210)가 지지슬래브(100)와 일체화된 구조를 형성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 지지슬래브(100)에는 두부(210)가 삽입되는 관통공(110)이 형성된 특징이 있다(도 6).

이에 따라 지지슬래브(100)는 지반층(1)의 상면에 설치되며, 지반층(1)의 상부로 노출된 말뚝(200)의 두부(210)가 관통공(110)으로 삽입되게 된다(도 6).

관통공(110)에 삽입된 두부(210)는 관통공(110)에 타설되는 충진재에 의해 지지슬래브(100)와 일체화 될 수 있다(도 7).

이 경우 관통공(110)의 직경은 두부(210)의 직경보다 더 큰 것이 바람직하다.

이러한 구조를 취하는 경우 공장에서 선 제작된 지지슬래브(100)를 지반면에 설치하여 충진재를 타설하는 것만으로 궤도구조물의 지지구조를 시공할 수 있으며, 현장에서 발생될 수 있는 시공오차를 보정할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 지지슬래브(100)와 지반층(1) 상면 사이의 유격공간에 충진재가 자연스럽게 충진되므로, 지지슬래브(100)와 두부(210)의 일체화 작업과 지반층(1)의 개량 작업을 동시에 수행하는 것이 가능하다.

또한, 공장제작에 따른 프리캐스트 방식으로 제작된 지지슬래브(100)를 사용함으로써 품질의 일관성을 확보하고 공사기간을 단축할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 궤도구조물의 지지구조는 충진재와 두부(210)의 결합력이 증대될 수 있도록, 두부(210)에는 제1 전단키(211)가 형성될 수 있다(도 6).

또한, 충진재와 지지슬래브(100)의 결합력이 증대될 수 있도록, 관통공(110)의 내면에는 제2 전단키(111)가 형성될 수 있다(도 6).

제1 전단키(211)는 두부(210)의 외면이 블록 아웃되어 형성될 수 있으며, 일부는 두부(210)에 포함되고 나머지 일부는 외부로 노출된 노출 철골로 형성되는 것도 가능하다.

제2 전단키(111)는 관통공(110)의 내면이 블록 아웃되어 형성될 수 있으며, 일부는 지지슬래브(100)에 포함되고 나머지 일부는 외부로 노출된 노출 철골로 형성되는 것도 가능하다.

제1 전단키(211) 및 제2 전단키(111)가 노출 철골로 형성되는 경우, 본 발명의 일 실시에에 따른 궤도구조물의 지지구조는 제1 전단키(211)와 제2 전단키(111)를 강결하는 결합부재(300)를 더 포함할 수 있다(도 6).

본 발명의 일 실시예에 따른 궤도구조물의 지지구조는 말뚝(200)의 두부(210)를 둘러싸는 탄성부재로 형성된 진동저감캡(400)을 더 포함할 수 있다(도 9).

이러한 구성을 취하는 경우 차량의 운행에 따라 제공되는 진동하중이 말뚝(200)의 두부(210)에 전달되는 것을 최소화함으로써, 두부(210)에서 발생될 수 있는 크랙이나 파손을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

또한 진동저감캡(400)에는 충진재가 진동저감캡(400) 내부로 유입될 수 있도록 유입홀(410)이 형성된 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도구조물의 지지구조를 이용하여 궤도를 시공하는 방법을 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 지반층(1)의 상부에 형성되는 궤도구조물(10)을 지지하는 궤도구조물의 지지구조를 이용하여 궤도를 시공하는 방법은 지반층(1)에 말뚝(200)을 삽입 고정시키되 말뚝(200)의 두부(210)가 노출되도록 삽입 고정시키는 제1 단계(S100), 두부(210)가 삽입되는 관통공(110)이 형성된 지지슬래브(100)를 지반층(1)의 상면에 설치하는 제2 단계(S200), 관통공(110)에 충진재를 주입하여 두부(210)와 지지슬래브(100)를 일체화 시키는 제3 단계(S300) 및 지지슬래브(100) 상부에 궤도구조물(10)을 형성시키는 제4 단계(S400)를 포함할 수 있다.

이 경우 제3 단계(S300)는, 지지슬래브(100)와 지반층(1)의 상면 사이의 유격공간에 충진재를 유입시키는 단계를 포함하는 것이 가능하다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

1 : 지반층
100 : 지지슬래브
200 : 말뚝
300 : 결합부재
400 : 진동저감캡

Claims

지반층(1)의 상부에 형성되는 궤도구조물(10)을 지지하는 궤도구조물의 지지구조에 있어서,
상기 궤도구조물(10)의 하부에 위치되는 지지슬래브(100); 및
상기 지반층(1)에 삽입 고정됨과 아울러 두부(210)가 상기 지지슬래브(100)에 매설된 말뚝(200);을
포함하는 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조.
제1항에 있어서,
상기 지지슬래브(100)에는 상기 두부(210)가 삽입되는 관통공(110);이 형성된 것을 특징으로 하는 궤도구조물 지지구조.
제2항에 있어서,
상기 지지슬래브(100)는 상기 지반층(1)의 상면에 설치되며, 상기 관통공(110)에 삽입된 상기 두부(210)는 상기 관통공(110)에 타설되는 충진재에 의해 상기 지지슬래브(100)와 일체화 되는 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조.
제3항에 있어서,
상기 충진재와 상기 두부(210)의 결합력이 증대될 수 있도록, 상기 두부(210)에는 제1 전단키(211)가 형성된 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조.
제4항에 있어서,
상기 제1 전단키(211)는 노출 철골인 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조.
제3항에 있어서,
상기 충진재와 상기 지지슬래브(100)의 결합력이 증대될 수 있도록, 상기 관통공(110)의 내면에는 제2 전단키(111)가 형성된 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조.
제6항에 있어서,
상기 제2 전단키(111)는 노출 철골인 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조.
제3항에 있어서,
상기 충진재, 상기 지지슬래브(100) 및 상기 두부(210)의 결합력이 증대될 수 있도록, 상기 두부(210)에는 제1 전단키(211)가 형성됨과 아울러 상기 관통공(110)의 내면에는 제2 전단키(111)가 형성되며,
상기 제1 전단키(211) 및 상기 제2 전단키(111)는 노출 철골이며,
상기 제1 전단키(211)와 상기 제2 전단키(111)를 강결하는 결합부재(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조.
제3항에 있어서,
상기 두부(210)에는 탄성부재로 형성된 진동저감캡(400)이 설치된 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조.
제9항에 있어서,
상기 진동저감캡(400)에는
상기 충진재가 상기 진동저감캡(400) 내부로 유입될 수 있도록 유입홀(410)이 형성된 것을 특징으로 하는 궤도구조물의 지지구조.
지반층(1)의 상부에 형성되는 궤도구조물(10)을 지지하는 궤도구조물의 지지구조를 이용하여 궤도를 시공하는 방법에 있어서,
상기 지반층(1)에 말뚝(200)을 삽입 고정시키되, 상기 말뚝(200)의 두부(210)가 노출되도록 삽입 고정시키는 제1 단계(S100);
상기 두부(210)가 삽입되는 관통공(110)이 형성된 지지슬래브(100)를 상기 지반층(1)의 상면에 설치하는 제2 단계(S200);
상기 관통공(110)에 충진재를 주입하여 상기 두부(210)와 상기 지지슬래브(100)를 일체화 시키는 제3 단계(S300); 및
상기 지지슬래브(100) 상부에 상기 궤도구조물(10)을 형성시키는 제4 단계(S400);를
포함하는 것을 특징으로 하는 궤도를 시공하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 제3 단계(S300)는,
상기 지지슬래브(100)와 상기 지반층(1)의 상면 사이의 유격공간에 상기 충진재를 유입시키는 단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 궤도를 시공하는 방법.