KR101338375B1 - 궤도 일체형 교량 - Google Patents

Abstract

유동이 방지되고 충격 및 진동이 감소하며 절연성이 우수하도록, 일정 간격을 두고 서로 평행하게 설치되는 한 쌍의 레일과, 일정 간격을 두고 평행하게 설치되는 한 쌍의 제1철제빔과 한 쌍의 제1철제빔을 일정 간격마다 연결하도록 설치되고 상부쪽을 레일이 가로지르는 복수의 제2철제빔으로 이루어지는 철제빔교량과, 한 쌍의 레일 하부쪽에 위치한 상태에서 철제빔교량의 제2철제빔 사이를 각각 연결하도록 설치되는 복수의 궤도지지프레임과, 궤도지지프레임과 레일 사이에 일정 간격을 두고 설치되는 복수의 체결플레이트와, 체결플레이트의 양측편에 대각방향으로 각각 설치되고 체결플레이트와 궤도지지프레임을 체결하기 위한 복수의 볼트 및 너트와, 체결플레이트의 양측편에 볼트 및 너트와 엇갈리면서 대각방향으로 각각 설치되고 레일을 체결플레이트에 밀착 지지시키는 복수의 스프링클립과, 궤도지지프레임과 체결플레이트 사이에 각각 설치되는 복수의 절연패드와, 레일과 체결플레이트 사이에 각각 설치되는 복수의 타이패드를 포함하여 이루어지는 궤도 일체형 교량을 제공한다.

Description

궤도 일체형 교량 {Railway and Bridge}

본 발명은 궤도 일체형 교량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철제빔교량에 궤도를 일체형으로 설치하여 설치높이를 감소시키고 철도차량 주행시 가해지는 충격 및 진동, 소음을 최소화하며 절연성능이 우수하도록 구성한 궤도 일체형 교량에 관한 것이다.

일반적으로 철도는 노반 위에 도상과 침목 및 철제 레일로 궤도를 구성하여, 그 위로 철도 차량을 운전하여 여객과 화물 등을 운송하는 시설을 말한다.

상기 철도는 궤도의 구조에 따라 크게 도상이 자갈로 이루어진 도상구조와 자갈이 없이 설치된 무도상구조로 나눌 수 있다.

종래 도상구조의 철도는 자갈 또는 콘크리트로 이루어지는 도상과, 도상 위에 일정 간격을 두고 설치되는 침목과, 상기 침목의 상부에 체결장치를 이용하여 고정되는 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 상부에 설치되는 레일로 구성된다.

한편, 주로 강이나 호수, 도로, 도심구간 등을 가로질러 궤도를 부설하여 열차를 운행하기 위해 설치되는 교량을 철도교량(또는 철도교)이라고 하며, 상기 철도교량은 주로 콘크리트구조 또는 철제빔구조 등으로 구성된다.

상기 철도교량에는 도상구조나 무도상구조를 채용한 철도교량이 시공되고 있으며, 도상구조 교량의 경우 자갈 설치에 따른 설치높이의 증가 및 시공기간 단축과 유지보수 등의 어려움 등이 있으므로, 최근 들어 자갈을 설치하지 않는 무도상구조 교량의 시공이 점차 증가하고 있는 추세이다.

특히 공사추진을 위해 일시적으로 사용하기 위해 설치하는 철도교량(이하 "가설교량"이라 한다)의 경우 지금까지는 일반적으로 철제빔 위에 침목을 설치하는 무도상구조 교량을 채용하고 있으며, 종래 무도상 가설교량에 대한 기술이 한국공개특허 제2006-0013793호에 기재되어 있다.

그런데 종래의 무도상 가설교량은 침목의 사용에 따른 높이증가와 안전성에 취약한 문제점이 여전히 남아 있다.

그리고 종래 무도상 가설교량은 도 1에 나타낸 바와 같이, 거더와 침목을 고정하기 위해 훅크볼트와 너트를 사용함에 따라 진동과 충격에 의해 너트가 유동하거나 풀려 훅크볼트가 탈락하는 등으로 인해 침목이 유동하는 등 고정상태가 취약해지기 쉬운 문제점 있으므로, 철도 차량의 속도를 40km/h이하로 제한하고 있는 실정이다.

또한, 한국의 경우 레일을 전기회로의 일부로 이용하는 궤도회로를 운용하게 되는데, 이 때 침목이나 체결플레이트, 볼트 등의 부품 체결상태에 의해 레일의 절연상태가 불량해지면서 신호의 오작동 문제 등이 발생할 우려가 존재하게 된다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 점에 조감하여 이루어진 것으로서, 교량에 궤도가 일체형으로 설치되고 타이패드에 의해 레일에 가해지는 충격 및 진동, 소음을 완화시키며 절연성이 우수한 구조의 궤도 일체형 교량을 제공하는 데, 그 목적이 있다.

본 발명이 제안하는 궤도 일체형 교량은 일정 간격을 두고 서로 평행하게 설치되는 한 쌍의 레일과, 일정 간격을 두고 평행하게 설치되는 한 쌍의 제1철제빔과 한 쌍의 상기 제1철제빔을 일정 간격마다 연결하도록 설치되고 상부쪽을 상기 레일이 가로지르는 복수의 제2철제빔으로 이루어지는 철제빔교량과, 한 쌍의 상기 레일 하부쪽에 위치한 상태에서 상기 철제빔교량의 제2철제빔 사이를 각각 연결하도록 설치되는 복수의 궤도지지프레임과, 상기 궤도지지프레임과 레일 사이에 일정 간격을 두고 설치되는 복수의 체결플레이트와, 상기 체결플레이트의 양측편에 대각방향으로 각각 설치되고 체결플레이트와 궤도지지프레임을 체결하기 위한 복수의 볼트 및 너트와, 상기 체결플레이트의 양측편에 상기 볼트 및 너트와 엇갈리면서 대각방향으로 각각 설치되고 상기 레일을 체결플레이트에 밀착 지지시키는 복수의 스프링클립과, 상기 궤도지지프레임과 체결플레이트 사이에 각각 설치되는 복수의 절연패드와, 상기 레일과 체결플레이트 사이에 각각 설치되는 복수의 타이패드를 포함하여 이루어진다.

상기 볼트는 상기 궤도지지프레임의 하부쪽에 설치되는 머리부와 상기 머리부와 연결되고 상기 궤도지지프레임과 절연패드 및 체결플레이트를 관통하여 체결플레이트의 상부쪽으로 끝부분이 돌출되며 돌출된 끝부분에는 상기 너트가 각각 결합되도록 설치되는 축부로 이루어진다.

상기 궤도지지프레임 및 절연패드, 체결플레이트에는 각각 상기 볼트의 축부가 관통되는 관통구멍이 형성된다.

상기 볼트와 궤도지지프레임 사이에는 절연 가능하도록 볼트절연재가 설치된다.

상기 볼트절연재는 상기 볼트의 축부와 궤도지지프레임의 고정구멍 사이에 설치되는 통형상의 측면부와 상기 측면부의 하부 끝부분 둘레를 따라 일체로 형성되고 상기 볼트의 머리부와 궤도지지프레임의 저면 사이에 설치되는 저면부로 이루어진다.

상기 너트와 체결플레이트 사이에는 톱니와셔 및 스프링와셔가 각각 설치된다.

상기 톱니와셔의 저면에는 톱니형상의 제1요철이 형성되고, 체결플레이트의 상기 톱니와셔와 대향하는 면에는 상기 제1요철과 맞물리는 톱니형상의 제2요철이 형성된다.

상기 스프링클립은 한쪽 끝부분이 상기 클립지지부의 조립홈에 조립되며 지지되고 다른쪽 끝부분이 상기 레일의 양측 하단부를 하부쪽으로 가압하도록 설치된다.

상기 스프링클립의 다른쪽 끝부분과 레일 사이에는 절연을 행하기 위한 절연블럭이 더 설치되는 것도 가능하다.

상기 절연블럭은 상기 레일의 하부 윗면과 스프링클립의 다른쪽 끝부분 사이에 설치되는 수평부와 상기 수평부의 일측 모서리 양쪽 끝부분에서 직각으로 굽어져 형성되고 레일의 측면에 밀착되는 한 쌍의 수직부로 이루어진다.

본 발명의 실시예에 따른 궤도일체형 교량에 의하면, 교량과 궤도가 일체형으로 이루어지면서 충격흡수 및 진동완화가 가능하고 절연성이 우수하며 설치높이가 감소하며 궤도의 유동을 최소화되므로 철도의 승차감 향상 및 궤도의 수명 연장과 궤도유지보수비용의 절감이 가능하다.

도 1은 종래 철도 교량을 나타내는 측면단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 궤도 일체형 교량을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 궤도 일체형 교량을 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 궤도 일체형 교량을 나타내는 측면단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 궤도 일체형 교량을 나타내는 확대사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 궤도 일체형 교량을 나타내는 확대 분리 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 궤도 일체형 교량을 나타내는 확대 평면도이다.
도 8은 도 7의 A-A선 단면도이다.
도 9는 도 7의 B-B선 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 궤도 일체형 교량을 나타내는 분리사시도이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 궤도 일체형 교량을 나타내는 측면단면도이다.

다음으로 본 발명에 따른 궤도 일체형 교량의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하에서 동일한 기능을 하는 기술요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 중복 설명을 피하기 위하여 반복되는 상세한 설명은 생략한다.

이하에 설명하는 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 효과적으로 보여주기 위하여 예시적으로 나타내는 것으로, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위하여 해석되어서는 안 된다.

본 발명의 제1실시예에 따른 궤도 일체형 교량은 도 2~도 6에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 레일(2)과, 철제빔교량(10)과, 상기 철제빔교량(10)에 설치되는 복수의 궤도지지프레임(20)과, 상기 궤도지지프레임(20)의 상부쪽에 일정 간격을 두고 설치되는 복수의 체결플레이트(30)와, 상기 체결플레이트(30)와 궤도지지프레임(20)을 체결하기 위한 복수의 볼트(40) 및 너트(50)와, 상기 레일(2)을 상기 체결플레이트(30)에 밀착 지지시키는 복수의 스프링클립(60)과, 상기 궤도지지프레임(20)과 체결플레이트(30) 사이에 각각 설치되는 복수의 절연패드(70)와, 상기 레일(2)과 체결플레이트(30) 사이에 각각 설치되는 복수의 타이패드(80)를 포함하여 이루어진다.

상기 철제빔교량(10)은 상기 레일(2)의 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 평행하게 설치되는 한 쌍의 제1철제빔(11)과 한 쌍의 상기 제1철제빔(11)을 일정 간격마다 연결하도록 설치되고 상부쪽에 한 쌍의 상기 레일(2)이 일정 간격을 두고 가로질러 설치되는 복수의 제2철제빔(12)으로 이루어진다.

상기 제1철제빔(11) 및 제2철제빔(12)은 I(아이)빔 등을 사용하여 이루어진다.

상기 철제빔교량(10)은 도면에는 나타내지 않았지만, 교좌장치가 정착된 교대에 양단부가 장착된다.

상기 궤도지지프레임(20)은 한 쌍의 상기 레일(2) 하부쪽에 위치한 상태에서 상기 철제빔교량(10)의 제2철제빔(12) 사이를 각각 연결하도록 설치된다.

상기 궤도지지프레임(20)은 "I"형상이나 "T"형상, "ㄷ"형상, "ㅁ"형상 단면을 갖는 철제빔으로 이루어지고 양쪽 끝부분이 상기 제2철제빔(11)의 측면에 각각 일체로 결합 설치된다.

상기 체결플레이트(30)는 대략 사각판형상으로 이루어지고 상기 궤도지지프레임(20)과 레일(2) 사이에 설치된다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 체결플레이트(30)에는 상기 스프링클립(60)이 내부에 조립되며 지지되도록 조립홈(33)이 형성된 한 쌍의 클립지지부(32)가 상기 레일(2)의 양측으로 돌출 형성된다.

그리고 체결플레이트(30)에는 상기 클립지지부(32)와 엇갈리는 상태로 대각방향으로 한 쌍의 지지돌기(34)가 상기 레일(2)의 양측으로 돌출 형성된다.

상기 체결플레이트(30)는 철도의 침목과 레일 사이에 설치되어 한 쌍의 레일 사이 간격으로 일정하게 유지시키고 철도 차량 주행시 레일에 가해지는 하중을 효과적으로 분산시키기 위해 일반적으로 널리 사용되는 체결플레이트와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하다.

상기 볼트(40) 및 너트(50)는 상기 체결플레이트(30)의 양측편에 대각방향으로 각각 설치되고 체결플레이트(30)와 궤도지지프레임(20)을 체결한다.

상기 볼트(40)는 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 궤도지지프레임(20)의 하부쪽에 설치되는 머리부(41)와 상기 머리부(41)와 연결되고 상기 궤도지지프레임(20)과 절연패드(70) 및 체결플레이트(30)를 관통하여 체결플레이트(30)의 상부쪽으로 끝부분이 돌출되며 돌출된 끝부분에는 상기 너트(50)가 각각 결합되도록 설치되는 축부(42)로 이루어진다.

상기 스프링클립(60)은 상기 체결플레이트(30)의 양측편에 상기 볼트(40) 및 너트(50)와 서로 엇갈리는 상태로 대각방향으로 각각 설치되고 상기 레일(2)을 상기 체결플레이트(30)에 밀착 지지시킨다.

상기 스프링클립(60)은 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 체결플레이트(30)에 형성된 클립지지부(32)의 조립홈(33)에 한쪽 끝부분이 조립되고 다른쪽 끝부분이 상기 레일(2)의 양측 하단부를 하부쪽으로 가압하도록 설치된다.

상기 스프링클립(60)은 일반적으로 상기 체결플레이트에 레일을 밀착 고정시키기 위해 널리 사용되는 스프링클립과 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하다.

상기 절연패드(70)는 대략 사각판형상으로 이루어지고 상기 궤도지지프레임(20)과 체결플레이트(30) 사이에서 절연을 행하면서 충격과 진동을 감쇠하게 되며, 사용조건이나 설치여건에 따라 다양한 두께로 설치하면서 궤도의 높이를 조절하는 것도 가능하다.

상기에서 체결플레이트(30)의 양측에는 상기 절연패드(70)를 정위치에 설치 및 고정할 수 있도록 한 쌍의 조립안내구멍(36)이 형성되고, 절연패드(70)의 양측에는 상기 조립안내구멍(36)에 조립되는 한 쌍의 조립안내돌기(76)가 형성된다.(도 6~도 8 참조)

상기 타이패드(80)는 대략 사각판형상으로 이루어지고 상기 레일(2)과 체결플레이트(30) 사이에서 충격을 완화한다.

상기 타이패드(80)의 양측 모서리 중앙에는 상기 클립지지부(31)와 지지돌기(34) 사이로 조립되도록 돌출됨에 따라 조립 및 고정이 편리하고 유동이 방지되게 한 쌍의 조립부(82)가 더 형성되는 것도 가능하다.(도 6 및 도 7 참조)

상기 절연패드(70) 및 타이패드(80)는 고무, 합성수지 등이 사용 가능하다.

상기 궤도지지프레임(20) 및 체결플레이트(30), 절연패드(70)에는 상기 볼트(40)의 축부(42)가 관통되는 관통구멍(21), (31), (71)이 각각 형성된다.(도 8 참조)

그리고 상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1실시예에 따른 궤도 일체형 교량에 있어서는 상기 볼트(40)와 궤도지지프레임(20) 사이에서 절연 가능하도록 설치되는 볼트절연재(44)와, 상기 너트(50)와 체결플레이트(30)의 윗면 사이에 설치되는 톱니와셔(54)와, 상기 톱니와셔(54)와 너트(50) 사이에 설치되고 너트(50)와 톱니와셔(54)가 서로 멀어지는 방향으로 항상 힘을 가하는 스프링와셔(56)를 더 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.(도 6 및 도 8 참조)

상기에서 와셔(54)의 저면에는 톱니형상의 제1요철(55)이 형성되고,체결플레이트(30)의 상기 와셔(54)의 대향면에는 상기 제1요철(55)과 맞물리는 톱니형상의 제2요철(56)이 형성된다.

상기 볼트절연재(45)는 상기 볼트(40)의 축부(42)와 궤도지지프레임(20)의 고정구멍(21) 사이에 설치되는 통형상의 측면부(45)와 상기 측면부(45)의 하부 끝부분 둘레를 따라 일체로 형성되고 상기 볼트(40)의 머리부(41)와 궤도지지프레임(20)의 저면 사이에 설치되는 저면부(46)로 이루어진다.

그리고 본 발명의 제2실시예에 따른 궤도 일체형 교량은 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 상기 스프링클립(60)의 다른쪽 끝부분과 레일(R) 사이의 절연을 행하기 위한 절연블럭(90)을 더 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.

상기 절연블럭(90)은 상기 레일(R)의 하부 윗면과 스프링클립(60)의 다른쪽 끝부분 사이에 설치되는 수평부(91)와 상기 수평부(91)의 일측 모서리 양쪽 끝부분에서 직각으로 굽어져 형성되고 레일(R)의 측면에 밀착되는 한 쌍의 수직부(92)로 이루어진다.

2 : 레일 10 : 철제빔교량 11 : 제1철제빔
12 : 제2철제빔 20 : 궤도지지프레임 30 : 체결플레이트
40 : 볼트 44 : 볼트절연재 50 : 너트
54 : 톱니와셔 56 : 스프링와셔 70 : 절연패드
80 : 타이패드 90 : 절연블럭

Claims (8)

1. 일정 간격을 두고 서로 평행하게 설치되는 한 쌍의 레일과, 일정 간격을 두고 평행하게 설치되는 한 쌍의 제1철제빔과 한 쌍의 상기 제1철제빔을 일정 간격마다 연결하도록 설치되고 상부쪽을 상기 레일이 가로지르는 복수의 제2철제빔으로 이루어지는 철제빔교량과, 한 쌍의 상기 레일 하부쪽에 위치한 상태에서 상기 철제빔교량의 제2철제빔 사이를 각각 연결하도록 설치되는 복수의 궤도지지프레임과, 상기 궤도지지프레임과 레일 사이에 일정 간격을 두고 설치되는 복수의 체결플레이트와, 상기 체결플레이트의 양측편에 대각방향으로 각각 설치되고 체결플레이트와 궤도지지프레임을 체결하기 위한 복수의 볼트 및 너트와, 상기 체결플레이트의 양측편에 상기 볼트 및 너트와 엇갈리면서 대각방향으로 각각 설치되고 상기 레일을 체결플레이트에 밀착 지지시키는 복수의 스프링클립과, 상기 궤도지지프레임과 체결플레이트 사이에 각각 설치되는 복수의 절연패드와, 상기 레일과 체결플레이트 사이에 각각 설치되는 복수의 타이패드를 포함하고,
   상기 볼트는 상기 궤도지지프레임의 하부쪽에 설치되는 머리부와 상기 머리부와 연결되고 상기 궤도지지프레임과 절연패드 및 체결플레이트를 관통하여 체결플레이트의 상부쪽으로 끝부분이 돌출되며 돌출된 끝부분에는 상기 너트가 각각 결합되도록 설치되는 축부로 이루어지고,
   상기 궤도지지프레임 및 절연패드, 체결플레이트에는 상기 볼트의 축부가 관통되는 관통구멍을 각각 더 형성하고,
   상기 볼트와 궤도지지프레임 사이에서 절연 가능하도록 설치되는 볼트절연재와,
   상기 너트와 체결플레이트 사이에 설치되는 톱니와셔와,
   상기 톱니와셔와 너트 사이에 설치되고 너트와 톱니와셔가 서로 멀어지는 방향으로 항상 힘을 가하는 스프링와셔를 더 포함하는 궤도 일체형 교량.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 볼트절연재는 상기 볼트의 축부와 궤도지지프레임의 고정구멍 사이에 설치되는 통형상의 측면부와 상기 측면부의 하부 끝부분 둘레를 따라 일체로 형성되고 상기 볼트의 머리부와 궤도지지프레임의 저면 사이에 설치되는 저면부로 이루어지고,
   상기 톱니와셔의 저면에는 톱니형상의 제1요철을 더 형성하고,
   상기 체결플레이트의 상기 톱니와셔와 대향하는 면에는 상기 제1요철과 맞물리는 톱니형상의 제2요철을 더 형성하는 궤도 일체형 교량.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 체결플레이트에는 상기 스프링클립이 내부에 조립되는 조립홈이 형성된 한 쌍의 클립지지부와 상기 클립지지부와 엇갈린 상태로 대각방향으로 배치된 한 쌍의 지지돌기가 상기 레일의 양측으로 돌출되게 각각 더 형성하고,
   상기 스프링클립은 한쪽 끝부분이 상기 클립지지부의 조립홈에 조립되며 지지되고 다른쪽 끝부분이 상기 레일의 양측 하단부를 하부쪽으로 가압하도록 설치하고,
   상기 타이패드의 양측 모서리 중앙에는 상기 클립지지부와 지지돌기 사이로 돌출되며 조립되는 한 쌍의 조립부를 더 형성하는 궤도 일체형 교량.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 체결플레이트의 양측에는 한 쌍의 조립안내구멍을 더 형성하고,
   상기 절연패드의 양측에는 상기 조립안내구멍에 조립되는 한 쌍의 조립안내돌기를 더 형성하는 궤도 일체형 교량.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 스프링클립의 다른쪽 끝부분과 레일 사이의 절연을 행하기 위한 절연블럭을 더 포함하는 궤도 일체형 교량.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 절연블럭은 상기 레일의 하부 윗면과 스프링클립의 다른쪽 끝부분 사이에 설치되는 수평부와 상기 수평부의 일측 모서리 양쪽 끝부분에서 직각으로 굽어져 형성되고 레일의 측면에 밀착되는 한 쌍의 수직부로 이루어지는 궤도 일체형 교량.

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