KR100844965B1 - 레일 지지 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도 차량이나 전철 등을 위한 레일을 도상에 안정적으로 지지시키기 위한 레일 지지 구조에 관한 것이다.

본 발명에 따른 레일 지지 구조는, 평행하게 배치된 한 쌍의 레일을 지지하도록 상기 레일 아래에 소정 간격으로 배치된 다수의 주 침목들; 각 레일을 각 주 침목에 체결시키는 주 레일 체결부; 인접한 두 개의 주 침목들 사이에서 각 레일을 지지하도록 배치된 한 쌍의 부 침목; 및 각 레일을 각 부 침목에 체결시키는 부 레일 체결부를 포함하여 이루어지고, 여기서, 상기 주 레일 체결부와 상기 부 레일 체결부는 각 레일의 하부가 상부보다 바깥쪽으로 벌어지게 배치되도록 지지한다.

도상, 레일, 침목, 레일 체결부

Description

레일 지지 구조{Structure for supporting rail}

본 발명은 철도나 전철 등의 철도 차량의 주행을 위한 레일을 도상에 안정적으로 지지시키기 위한 레일 지지 구조에 관한 것이다.

레일은 도상에 설치되어 철도나 전철 등 철도 차량이 주행하는 선로를 형성한다. 이러한 레일은 한 쌍이 도상 위에 평행하게 배치되는데, 도 1에 상기 레일을 도상에 지지하기 위한 구조가 개략적으로 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 도상(1)에는 레일(10)의 길이 방향을 따라 다수의 침목(20)이 소정 간격으로 배치된다. 이때, 각 침목(20)은 각 레일(10)에 대해 실질적으로 수직 하게 배치된다.

상기 도상(1)은 일반적으로 자갈 도상이나 콘크리트 도상으로 이루어지며, 상기 침목(20)은 목재 또는 콘크리트로 이루어진다. 고속 철도나 전철의 경우, 최근에는 콘크리트 도상 및 콘크리드 침목이 많이 사용되고 있다.

상기 침목(20)에는 레일 체결부(30)가 구비되어 상기 레일(10)을 침목(20)에 안정적으로 고정해준다.

상기 레일 체결부(30)는 앵커 볼트에 의해 상기 침목(20)에 고정되는 베이스 플레이트(31)와 상기 베이스 플레이트(31)에 장착되어 'I'자형 단면을 가지는 상기 레일(10)의 하부를 상기 베이스 플레이트(31)에 고정해주는 클램프(33)를 포함하여 이루어진다.

위와 같이 구성된 일반적인 레일 지지 구조는, 그러나, 기차나 전철 등 철도 차량의 주행 시 발생하는 소음 및 진동을 효과적으로 감소시키지 못한다. 따라서, 철도 차량의 주행 시 상당한 수준의 소음 및 진동이 발생하는데, 이는 철도 차량의 탑승객 및 관련 시설 이용객에게 불편함을 끼칠 뿐만 아니라 선로 주변의 환경 여건을 악화시키는 문제를 유발한다.

본 발명의 일 형태에서는, 평행하게 배치된 한 쌍의 레일을 지지하도록 상기 레일 아래에 소정 간격으로 배치된 다수의 주 침목들; 각 레일을 각 주 침목에 체결시키는 주 레일 체결부; 인접한 두 개의 주 침목들 사이에서 각 레일을 지지하도록 배치된 한 쌍의 부 침목; 및 각 레일을 각 부 침목에 체결시키는 부 레일 체결부를 포함하여 이루어지고, 여기서, 상기 주 레일 체결부와 상기 부 레일 체결부는 각 레일의 하부가 상부보다 바깥쪽으로 벌어지게 배치되도록 지지하는 것을 특징으로 하는 레일 지지 구조를 제공한다.

본 발명의 일 형태에 따른 레일 지지 구조에서, 상기 부 침목은, 수지 재질로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 형태에 따른 레일 지지 구조는, 콘크리트 도상과 상기 부 침목 사이에 배치되고, 에폭시와 몰탈의 혼합물이 경화되어 형성된 부 침목 지지대를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.

본 발명의 일 형태에 따른 레일 지지 구조에서, 상기 부 레일 체결부는, 베이스 플레이트와 절연 패드 사이에 개재된 탄성 베이스 플레이트 패드; 상기 레일과 상기 베이스 플레이트 사이에 개재된 레일 패드; 상기 베이스 플레이트에 장착되고, 상기 레일의 하부 양쪽을 탄성력으로 잡아 상기 베이스 플레이트에 고정해주는 텐션 클램프; 및 상기 베이스 플레이트를 고정하는 앵커 볼트에 끼워지고, 상기 앵커 볼트의 상단에 장착된 너트와 상기 베이스 플레이트 사이에 개재되는 헬리컬 스프링을 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 형태에 따른 레일 지지 구조에서, 상기 레일의 하부를 지지하는 상기 베이스 플레이트 상면은, 각 레일의 하부가 상부보다 바깥쪽으로 벌어지도록 경사지게 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면 주 침목들 사이에 부 침목이 배치되고 레일은 하부가 상부보다 바깥쪽으로 벌어지게 배치된다. 그리고, 부 레일 체결부는 기차나 전철의 주행 시 차륜으로부터 레일에 가해지는 압력을 탄성적으로 완충해주게 된다. 따라서, 본 발명은, 기차나 전철의 주행 시의 소음 및 진동을 종래보다 현저히 줄일 수 있다. 이에 의해, 철도 차량 탑승객 및 철도 시설 이용객에게 쾌적한 환경을 제공할 수 있고, 선로 주변의 환경 여건도 개선된다.

이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레일 지지 구조를 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 레일 지지 구조에서 주 침목과 주 레일 체결부를 나타낸 정면도이다. 도 4는 도 2의 레일 지지 구조에서 부 침목 및 부 레일 체결부를 나타낸 정면도이며, 도 5는 도 4의 부 레일 체결부를 나타낸 분해 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 레일 지지 구조에서 평행하게 배치된 한 쌍의 레일(10)은 촘촘하게 배치된 다수의 침목에 의해 지지가 된다. 이하에서는 이러한 본 발명에 따른 레일 지지 구조에 대해 좀더 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 레일 지지 구조는 도 2에 도시된 바와 같이 주 침목(100)과 주 레일 체결부(200) 및 부 침목(300)과 부 레일 체결부(400)를 포함하여 이루어진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 주 침목(100)은 평행하게 배치된 한 쌍의 레일(10)을 지지하도록 상기 레일(10) 아래에 상기 레일(10)의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 다수가 배치된다. 여기서, 각 주 침목(100)은 길게 형성되어 한 쌍의 레일(10)과 각각 교차하도록 배치되는데, 그 교차 각은 실질적으로 직각이다.

상기 주 침목(100)은 목재나 콘크리트 등의 재질로 이루어질 수 있으며, 합성 수지 등 다른 재질로 이루어질 수도 있다. 상기 주 침목(100)은 앵커 볼트 등에 의해 도상(1)에 견고하게 고정된다.

상기 주 침목(100)의 구조와 역할은 종래의 침목의 그것과 대동소이하므로, 이에 대한 더 이상의 설명은 생략한다.

상기 주 레일 체결부(200)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 주 침목(100)에 장착되어 각 레일(10)을 각 주 침목(100)에 안정적으로 체결시킨다. 이러한 주 레일 체결부(200)는 상기 주 침목(100)에 상기 앵커 볼트 등에 의해 장착되는 베이스 플레이트(210)와, 상기 베이스 플레이트(210)에 장착되고 'I' 자형 단면을 가진 상기 레일(10)의 하부를 잡아주는 클램프(220)를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 구성된 주 레일 체결부(200)는 그 구조가 도 1을 참조하여 설명한 종래의 레일 체결부(30)와 유사하나, 상기 레일(10)의 하부가 상부보다 바깥쪽으로 벌어지도록 경사지게 놓이도록 지지한다는 점에서 종래와 다르다. 참고로, 종래의 레일 체결부(30)는 레일(10)이 수직하게 놓이도록 지지한다.

이를 위해, 상기 레일(10)이 올려지는 상기 베이스 플레이트(210)의 상면은, 도 3에 도시된 바와 같이 선로의 안쪽을 바라보는 부분이 낮고 선로의 바깥쪽을 바라보는 부분이 높게 배치되도록, 경사지게 형성된다.

상기 부 침목(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 인접하게 배치된 두 개의 주 침목(100)들 사이에서 각 레일(10)을 지지하도록 배치된다. 여기서, 상기 주 침목(100)은 길게 형성되어 한 쌍의 레일(10)을 지지하는 반면, 상기 부 침목(200)은 짧게 형성되어 각 레일(10)을 지지하도록 배치된다. 즉, 하나의 부 침목(200)이 한 쌍의 레일(10)을 지지하는 것이 아니라, 한 쌍의 부 침목(200)이 한 쌍의 레일(10)을 지지하는 것이다.

상기 부 침목(200)은 예를 들어 수지 재질로 형성된다. 상기 부 침목(200)은 상기 도상(1)에 바로 고정될 수도 있겠으나, 도 4에 도시된 바와 같이 부 침목 지 지대(310)를 매개로 상기 도상(1)에 지지가 될 수도 있다.

상기 부 침목 지지대(310)는 에폭시와 몰탈이 대략 1:1로 혼합된 혼합물이 경화되어 형성된 것으로, 콘크리트 도상(1)과 상기 부 침목(200) 사이에 배치된다. 상기 부 침목 지지대(310)는 상기 부 침목(200)을 통해 전해오는 진동과 압력을 상기 도상(1)에 분산시킬 뿐만 아니라 흡수하여 감소시킨다.

상기 부 레일 체결부(400)는 상기 부 침목(200)에 장착되어 상기 레일(10)을 상기 부 침목(200)에 안정적으로 지지시킨다. 상기 부 레일 체결부(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 주 레일 체결부(200)와 마찬가지로 상기 레일(10)을 하부가 상부보다 바깥쪽으로 벌어지도록 경사지게 지지한다.

이러한 부 레일 체결부(400)의 구조가 도 4 및 도 5에 상세하게 도시되어 있다. 이하에서는 이들 도면을 참조하여 상기 부 레일 체결부(400)에 대해 좀더 상세히 설명한다.

상기 부 레일 체결부(400)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(410)와 탄성 베이스 플레이트 패드(421), 레일 패드(430), 텐션 클램프(440), 및 헬리컬 스프링(460)을 포함하여 이루어진다.

상기 베이스 플레이트(410)는 상기 부 침목(200)과 상기 레일(10) 사이에 개재되어 상기 레일(10)의 진동과 압력을 상기 부 침목(200)에 분산시켜 전달시킨다. 본 발명에 따른 레일 지지 구조에서, 상기 베이스 플레이트(410)는 절연 패드(425)와 탄성 베이스 플레이트 패드(421)를 매개로 상기 부 침목(200)에 지지가 된다.

상기 절연 패드(425)는 상기 부 침목(200) 위에 배치되어 상기 레일(10)을 절연시킨다. 상기 탄성 베이스 플레이트 패드(421)는 상기 베이스 플레이트(410)와 상기 절연 패드(425) 사이에 개재되어 상기 베이스 플레이트(410)를 통해 상기 부 침목(200)으로 전달되는 진동 및 압력을 흡수하여 감소시킨다.

상기 레일 패드(430)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 베이스 플레이트(410) 위에 올려지며, 상기 레일 패드(430)의 위에는 상기 레일(10)이 배치된다. 상기 레일 패드(430)가 놓인 상기 베이스 플레이트(410)의 상면은 도 4에 도시된 바와 같이 각 레일(10)의 하부가 상부보다 바깥쪽으로 벌어지도록 경사지게 형성된다.

상기 베이스 플레이트(410)의 상면 중 상기 레일(10)을 지지하기 위한 부분의 양쪽에서는 융기(411)가 형성되며, 상기 융기(411)에는 T-헤드 볼트(445)가 끼워질 수 있는 체결홈(415)이 형성된다. 상기 체결홈(415)은 상기 융기(411)를 가로지르도록 형성되므로, 상기 T-헤드 볼트(445)는 상기 융기(411)의 양쪽 어느 곳에서나 끼울 수 있다. 상기 T-헤드 볼트(445)는 그 헤드가 상기 체결홈(415)에 끼워지도록 거꾸로 배치되며, 그 바에는 상기 텐션 클램프(440)가 끼워진다.

상기 텐션 클램프(440)는 상기 T-헤드 볼트(445)에 의해 상기 베이스 플레이트(410)에 장착되며, 'I' 자형 단면을 가진 상기 레일(10)의 하부 양쪽을 탄성력으로 잡아 상기 베이스 플레이트(410)에 고정해준다.

상기 텐션 클램프(440)는 도 5에 도시된 바와 같이 굵은 금속 바(bar)가 구부러져 형성된다. 상기 텐션 클램프(440)의 양쪽 단부에 형성된 암(441)은 탄력있게 상기 레일(10)의 양쪽 하부를 상기 베이스 플레이트(410) 쪽으로 눌러준다.

상기 텐션 클램프(440)의 중앙 부분(442)은 상기 텐션 클램프(440)의 위쪽에 배치되어 철도 차량의 주행 시 상기 레일(10)이 들리거나 흔들릴 때 상기 레일(10)의 하부를 눌러줌으로써 상기 레일(10)의 이탈을 방지하고 상기 텐션 클램프(440)의 암(441)이 소성 변형되는 것을 막아준다.

상기 텐션 클램프(440)의 중앙 부분(442)으로는 상기 T-헤드 볼트(445)가 관통한다. 그리고, 상기 텐션 클램프(440)의 중앙 부분(442)과 암(441) 사이의 연결 부분(443)은 상기 베이스 플레이트(410)에 지지가 된다.

상기 T-헤드 볼트(445)의 상부에는 와셔(449)가 끼워진 후 너트(447)가 결합된다. 상기 와셔(449)는 상기 너트(447)가 조여졌을 때 상기 텐션 클램프(440)의 중앙 부분(442)을 눌러주어 상기 텐션 클램프(440)가 장력을 가지고 상기 레일(10)의 하부를 고정할 수 있게 한다.

상기 절연 패드(425), 상기 탄성 베이스 플레이트 패드(421), 및 상기 베이스 플레이트(410)는 앵커 볼트(450)에 의해 상기 부 침목(200)에 고정된다. 여기서, 상기 앵커 볼트(450)는 도 4에 도시된 바와 같이 이들을 상기 부 침목(200)에 고정하는 역할뿐만 아니라 상기 부 침목(200)을 상기 도상(1)에 고정하는 역할도 할 수 있다.

상기 앵커 볼트(450)는 상기 절연 패드(425)와 상기 탄성 베이스 플레이트 패드(421) 및 상기 베이스 플레이트(410)를 순차적으로 관통한 후 상기 베이스 플레이트(410) 위로 노출된다. 상기 베이스 플레이트(410)와 상기 앵커 볼트(450) 사이에는 절연 부시(470)가 끼워지며, 상기 절연 부시(470) 위에는 헬리컬 스프링(460)이 배치된다.

상기 헬리컬 스프링(460)은 상기 베이스 플레이트(410)와 상기 앵커 볼트(450)의 상단에 장착된 너트(455) 사이에 개재된다. 따라서, 상기 베이스 플레이트(410)는 상기 헬리컬 스프링(460)의 장력에 의해 상기 부 침목(200)에 안정적으로 안착된다. 여기서, 상기 너트(455)와 상기 헬리컬 스프링(460)의 상단 사이에는 도 5에 도시된 바와 같이 칼라붙이 와셔(457)가 개재된다.

위와 같이 구성된 상기 부 레일 체결부(400)는 가조립된 상태에서 시공 현장까지 운송되어 최종 시공 시, 완전 조립되어 상기 레일(10)을 상기 부 침목(200)에 안정적으로 체결시키게 된다. 이하에서는 이에 대해 간단히 설명한다.

상기 부 레일 체결부(400)의 가조립을 위해, 상기 절연 패드(425)를 상기 탄성 베이스 플레이트 패드(421)에 접착하고, 상기 탄성 베이스 플레이트 패드(421)를 상기 베이스 플레이트(410)에 접착한다. 이때, 상기 앵커 볼트(450)의 관통을 위한 구멍을 서로 일치시킨다.

그런 다음, 상기 레일 패드(430)를 상기 베이스 플레이트(410)의 상부에 위치시키고, 상기 T-헤드 볼트(445)를 상기 베이스 플레이트(410)의 체결홈(415)에 삽입한다. 상기 텐션 클램프(440)와 상기 와셔(449)를 상기 T-헤드 볼트(445)에 위치시키고 상기 너트(447)를 상기 T-헤드 볼트(445)에 끼운다.

시공 시에는, 상기 절연 부시(470)를 상기 베이스 플레이트(410) 위에 위치시키고, 앵커 볼트(450)에 상기 헬리컬 스프링(460)과 상기 칼라붙이 와셔(457)에 삽입한 후 상기 앵커 볼트(450)의 상단에 상기 너트(455)를 결합시킨다.

그런 다음, 가조립 위치에 있는 상기 텐션 클램프(440)를 조립 위치로 이동 시킨다. 이때, 상기 텐션 클램프(440)의 암(441)이 상기 레일(10)의 하부 위에 놓여야 한다. 상기 텐션 클램프(440)가 조립 위치로 이동된 다음, 상기 너트(447)를 조여 준다.

상기 너트(447)와 상기 너트(455)를 각각 적정 토크까지 조이면, 상기 텐션 클램프(440)와 상기 헬리컬 스프링(460)은 각각 설계된 장력을 가지게 된다.

위와 같이 구성된 본 발명에 따른 레일 지지 구조는 다수의 침목(100, 200)이 촘촘하게 배치되고, 레일(10)은 하부가 바깥쪽으로 벌어지게 배치됨으로써 철도 차량의 주행 시 발생하는 진동과 소음을 종래보다 현저하게 감소해 준다.

이러한 본 발명에 따른 레일 지지 구조는 자갈 도상이나 콘크리트 도상에 모두 적용될 수 있겠으나, 고속 철도나 도시 철도 및 지하철 등에 최근 많이 사용되고 있는 콘크리트 도상에 설치되는 것이 좀더 바람직할 것이다.

본 발명에 따른 레일 지지 구조는 또한 선로의 전 구간에 모두 적용될 수 있겠으나 이에 따른 설비 비용이 적지 않을 것이므로 곡선 선로나 주택가 주변 등, 진동 및 소음이 필요한 구간에 선택적으로 적용되어도 좋을 것이다.

위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.

도 1은 종래의 레일 지지 구조를 나타낸 평면도;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레일 지지 구조를 나타낸 평면도;

도 3은 도 2의 레일 지지 구조에서 주 침목과 주 레일 체결부를 나타낸 정면도;

도 4는 도 2의 레일 지지 구조에서 부 침목 및 부 레일 체결부를 나타낸 정면도; 및

도 5는 도 4의 부 레일 체결부를 나타낸 분해 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 도상 10: 레일

100: 주 침목 200: 주 레일 체결부

210: 베이스 플레이트 220: 클램프

300: 부 침목 310: 부 침목 지지대

400: 부 레일 체결부 410: 베이스 플레이트

421: 탄성 베이스 플레이트 패드 425: 절연 패드

430: 레일 패드 440: 텐션 클램프

445: T-헤드 볼트 450: 앵커 볼트

460: 헬리컬 스프링 470: 절연 부시

Claims (5)

1. 평행하게 배치된 한 쌍의 레일을 지지하도록 상기 레일 아래에 소정 간격으로 배치된 다수의 주 침목들;

   각 레일을 각 주 침목에 체결시키는 주 레일 체결부;

   인접한 두 개의 주 침목들 사이에서 각 레일을 지지하도록 배치되며, 수지재질로 형성된 한 쌍의 부 침목;

   각 레일을 각 부 침목에 체결시키는 부 레일 체결부; 및

   콘크리트 도상과 상기 부 침목 사이에 배치되고, 에폭시와 몰탈의 혼합물이 경화되어 형성된 부 침목 지지대를 포함하여 이루어지되,

   상기 주 레일 체결부와 상기 부 레일 체결부는 각 레일의 하부가 상부보다 바깥쪽으로 벌어지게 배치되도록 지지하는 것을 특징으로 하는 레일 지지 구조.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 부 레일 체결부는,

   베이스 플레이트와 절연 패드 사이에 개재된 탄성 베이스 플레이트 패드;

   상기 레일과 상기 베이스 플레이트 사이에 개재된 레일 패드;

   상기 베이스 플레이트에 장착되고, 상기 레일의 하부 양쪽을 탄성력으로 잡아 상기 베이스 플레이트에 고정해주는 텐션 클램프; 및

   상기 베이스 플레이트를 고정하는 앵커 볼트에 끼워지고, 상기 앵커 볼트의 상단에 장착된 너트와 상기 베이스 플레이트 사이에 개재되는 헬리컬 스프링을 포함하여 이루어지되,

   상기 레일의 하부를 지지하는 상기 베이스 플레이트 상면은, 각 레일의 하부가 상부보다 바깥쪽으로 벌어지도록 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 레일 지지 구조.
5. 삭제

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