KR101634127B1 - 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치 및 그 시공 방법 - Google Patents

광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치 및 그 시공 방법 Download PDF

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Abstract

광폭 침목 및 슬래브 패널의 가장자리에 수평-수직 이동 구속장치를 설치함으로써 광폭 침목 및 슬래브 패널에 가해지는 직접적인 충격을 억제할 수 있으며, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 손상을 최소화할 수 있고, 또한, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 가장자리에 수평-수직 이동 구속장치를 설치함으로써 광폭 침목 및 슬래브 패널의 중앙부 단면을 슬림화할 수 있으며, 또한, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 파손에 의한 유지관리 시에 수평-수직 이동 구속장치를 용이하게 교체 시공할 수 있는, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치 및 그 시공 방법이 제공된다.

Description

광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치 및 그 시공 방법 {APPARATUS FOR RESTRAINING HORIZONTAL-VERTICAL MOVEMENT OF WIDE SLEEPER AND SLAB PANEL, AND CONSTRUCTION METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 침목 이동 구속장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 광폭 침목(Wide Sleeper) 또는 슬래브 패널(Slab Panel)의 수평 이동 및 수직 이동을 구속할 수 있는, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치 및 그 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 열차 등이 주행하게 되는 궤도(Track)는 노반 위에 도상(Roadbed)을 마련하고, 그 도상 위에 침목 및 레일을 배치한 것이 널리 알려져 있다. 여기서, 도상은 레일 및 침목으로부터 전달되는 열차 하중을 넓게 분산시켜 노반에 전달하고, 침목을 소정 위치에 고정시키는 역할을 하는 궤도재료로서, 자갈(또는 쇄석)이나 콘크리트가 사용된다.
이러한 궤도의 구조는, 노반 위에 형성한 도상에 침목을 배열하고, 그 위에 한 쌍의 레일을 일정 간격으로 평행하게 부착하는 것이 일반적이다. 이러한 궤도를 구성하는 도상으로는 밸러스트(Ballast), 슬래브(Slab) 등이 있으며, 노선의 다양한 조건을 고려하여 선정되고 있다. 특히, 자갈, 쇄석 등의 밸러스트를 이용한 밸러스트 도상 궤도가 널리 알려져 있다.
이러한 자갈, 쇄석 등의 밸러스트는 침목을 확실히 유지하고, 열차로부터 레일 및 침목을 거쳐 전해지는 하중을 노반에 균등하게 분산시키며, 궤도에 탄성을 갖게 하며, 댐핑 등의 보수 작업을 용이하게 실시할 수 있어야 하고, 궤도의 배수를 좋게 하여 분니나 잡초의 발생을 방지하는 등의 기능을 갖고 있다.
한편, 열차의 고속화에 따라 궤도구조가 자갈궤도에서 점차 콘크리트 슬래브 궤도 부설로 변화하고 있다. 예를 들면, 고속철도 등의 궤도를 부설함에 있어서 궤도틀림 발생이 큰 문제가 되고 있고, 자갈을 이용한 일반 자갈도상 궤도의 경우, 열차 통행시의 자갈 비산 등의 문제가 크게 대두되고 있다. 따라서 토사 지반에 대해서도 콘크리트 슬래브 궤도를 이용하는 방안이 고려되고 있는 실정이다. 하지만 이러한 콘크리트 슬래브 궤도의 경우, 콘크리트 슬래브 궤도의 손상 시에 유지보수가 어렵고, 또한, 콘크리트 양생으로 인한 건설 기간이 많이 소요된다는 단점 등이 있다.
전술한 콘크리트 슬래브 궤도 또는 콘크리트 노반의 단점을 보완하기 위해, 침목 직결궤도가 적용되는 아스팔트 노반 및 궤도 개발이 진행되고 있다.
구체적으로, 아스팔트 노반은 콘크리트 노반에 비해서 온도에 따른 아스팔트 재료의 소성 변형이 크게 발생하고 있기 때문에 이에 대한 대책으로 철도에 부합하는 새로운 아스팔트의 개발이 요구되고 있다. 또한, 아스팔트 노반은 탄성계수가 낮기 때문에 작용하중에 대하여 변형의 발생이 콘크리트 노반에 비해 크게 나타날 수 있다. 이에 따라 하중에 의한 아스팔트의 변형을 최소화하기 위해서는 재료의 물리적 성질 개선과 더불어 작용하중의 크기를 줄여야 한다.
예를 들면, 도로에서 통행 차량에 의해 아스팔트 면에 발생되는 윤하중 응력과 철도에 작용하는 축중에 의한 침목 하면의 응력을 비교하면, 도로의 윤하중 응력이 0.94MPa이고, 철도의 침목 하면의 응력이 0.498MPa이다. 즉, 도로의 아스팔트에 작용하는 응력이 철도의 침목 하면에 작용하는 응력에 비해 크게 발생하고 있다. 여기서, 철도의 침목 하면에 작용하는 응력이 도로에 비해 작은 이유로서, 철도는 축중이 도로에 비해 크지만 침목 또는 슬래브 궤도에 의한 접지 면적이 도로에 비해 넓기 때문이다. 또한, 도로와 철도의 하중을 비교하면, 도로의 접지압이 철도에 비해 작게 발생하는 것으로 나타나고 있다.
따라서 아스팔트 상면에 작용하고 있는 압력이 철도가 도로에 비해 낮지만 아스팔트 소성 변형을 감소시키기 위해서는 아스팔트 상면에 작용하는 응력의 감소가 더욱 중요하며, 이를 위해서 기존의 침목의 폭보다 다소 넓은 광폭침목(Wide Sleeper)을 적용함으로써 아스팔트 상면에 작용되는 응력을 낮출 수 있고, 작용 응력 저감으로 인해 변형량을 줄일 수 있다.
한편, 도 1a 내지 도 1d는 각각 종래의 기술에 따른 침목 구속장치를 예시하는 단면도들로서, 도 1a는 GETRAC??A1 슬래브 궤도 시스템을 나타내고, 도 1b는 침목 중앙부에 클립형태 체결구를 사용한 연결 시스템을 나타내며, 도 1c는 Walter 시스템을 나타내며, 도 1d는 BTD 시스템을 나타낸다.
구체적으로, 도 1a에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 GETRAC??A1 슬래브 궤도 시스템(10)은, 동결방지층 강화노반(FPL: 11), HBL(12), ASL multi-layer(13), 콘크리트 침목(14), 레일 체결구(15), 레일(16), Channel-grooved 포켓(17), 콘크리트 앵커 블록(18) 및 고무 베어링(19)을 포함한다.
종래의 기술에 따른 GETRAC??A1 슬래브 궤도 시스템(10)은 아스팔트 노반에 침목의 고정 정착을 위하여 전단앵커인 콘크리트 앵커 블록(18) 중앙부에 콘크리트 앵커블록(18)을 이용하여 구속한다. 즉, 아스팔트 노반(13)에 형성시킨 천공홀에 콘크리트 앵커 블록(18)을 삽입 설치하고, 상기 콘크리트 앵커 블록(18)에 콘크리트 침목(14)의 저면 홈에 삽입되도록 함으로써 콘크리트 침목(14)에 가해지는 횡저항력 및 종저항력을 확보할 수 있다.
이러한 콘크리트 앵커 블록(18)인 전단앵커는 설치가 간단하다는 장점은 있으나. 상하 방향에 대한 고정 정착은 이루어지지 않고, 단순히 콘크리트 침목(14)의 무게로 침목이 아스팔트 노반(13)에 고정 정착 되고 있을 뿐이라는 한계가 있었다.
또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 침목 중앙부에 클립형태 체결구를 사용한 연결 시스템(20)은 FPL(21), HBL(22), CBL(23), 콘크리트 침목(24), 레일 체결구(25), 레일(26) 및 클립형태 체결구(27)를 포함한다.
종래의 기술에 따른 침목 중앙부에 클립형태 체결구를 사용한 연결 시스템(20)은 콘크리트 침목(24)을 클립형태 체결구(27)로 구속한다.
또한, 도 1c에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 Walter 시스템(30)은, FPL(31), HBL(32), ASL multi-layer(33), 모노 블록 침목(34), 레일 체결구(35), 레일(36) 및 강철 앵커(37)를 포함한다.
종래의 기술에 따른 Walter 시스템(30)은 모노 블록 침목(34)을 관통하는 강철 앵커(37)에 의한 연결한다.
또한, 도 1d에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 BTD 시스템(40)은, FPL(41), HBL(42), CBL(43), 콘크리트 침목(44), 레일 체결구(45), 레일(46) 및 스틸 플러그(steel plug: 47)를 포함한다.
종래의 기술에 따른 BTD 시스템(40)은 콘크리트 침목(44) 중앙에 구멍을 뚫어 스틸 플러그(47)로 고정한다.
전술한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 침목 또는 슬래브 패널은 중앙부에 전단키, 전단앵커 또는 전단돌기를 설치하여 수평 이동을 구속한다. 따라서 이러한 전단키, 전단앵커 또는 전단돌기를 설치하기 위해서 침목의 중앙부의 두께나 폭이 크게 설계되고 있기 때문에 비경제적이라는 측면이 있다. 특히, 침목 또는 슬래브 패널의 중앙부에 콘크리트 돌기를 설치한 타입의 경우, 열차 주행에 의한 수직 하중에는 추종할 수 없는 구조로 되어 있기 때문에 열차 반복하중에 의한 피로가 누적될 소지가 있다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허번호 제2014-36898호(공개일: 2014년 3월 26일), 발명의 명칭: "아스팔트 노반의 침목 및 슬래브 패널 고정 장치와 그 시공 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-1270942호(출원일: 2012년 11월 7일), 발명의 명칭: "아스팔트 노반용 전단고정 장치를 구비한 침목 및 그 시공 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-1266111호(출원일: 2012년 11월 7일), 발명의 명칭: "아스팔트 노반용 탄성패드와 전단고정 장치를 구비한 침목 및 그 시공방법" 대한민국 공개특허번호 제2014-132797호(공개일: 2014년 11월 19일), 발명의 명칭: "앵커형 전단보강장치를 구비한 궤도 및 그 시공방법" 대한민국 공개특허번호 제2014-132798호(공개일: 2014년 11월 19일), 발명의 명칭: "밴드형 전단보강장치를 구비한 궤도 및 그 시공방법" 미국 등록특허번호 제6,764,022호(출원일: 202년 8월 1일), 발명의 명칭: "Double Sleeper For GETRAC A3 Fixed Track" 대한민국 등록특허번호 제10-706786호(출원일: 2005년 5월 31일), 발명의 명칭: "프리캐스트 슬래브 궤도 시스템 및 시공방법"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 가장자리에 수평-수직 이동 구속장치를 설치함으로써 광폭 침목 및 슬래브 패널에 가해지는 직접적인 충격을 억제할 수 있으며, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 손상을 최소화할 수 있는, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치 및 그 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 가장자리에 수평-수직 이동 구속장치를 설치함으로써 광폭 침목 및 슬래브 패널의 중앙부 단면을 슬림화할 수 있는, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치 및 그 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치는, 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반 상에 설치되어 광폭 침목 또는 슬래브 패널의 이동을 구속하는 구속장치에 있어서, 광폭 침목 또는 슬래브 패널의 가장자리에 배치되고, 레일 종방향 이동 구속부 및 횡방향 이동 구속부가 절곡 형성된 베이스 플레이트; 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널의 수직 이동을 구속하도록 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널의 상면 및 상기 베이스 플레이트 상에 배치되는 수직 이동 구속 스프링; 상기 베이스 플레이트 상에 배치된 수직 이동 구속 스프링을 고정하는 스프링 고정 브래킷; 상기 베이스 플레이트를 상기 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반 상에 고정하는 베이스 플레이트 체결부재; 및 상기 스프링 고정 브래킷을 상기 베이스 플레이트 상에 고정하는 고정 브래킷 체결부재를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 베이스 플레이트는, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널의 측면에 밀착되어 레일 종방향 이동을 구속하도록 절곡 형성되는 종방향 이동 구속부, 및 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널의 단부에 밀착되어 레일 횡방향 이동을 구속하도록 절곡 형성되는 횡방향 이동 구속부가 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 베이스 플레이트는 냉간압연강판(SPCC) 재질로 형성되고, 상기 베이스 플레이트 체결부재가 관통하는 제1 관통홀 및 상기 고정 브래킷 체결부재가 관통하는 제2 관통홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 수직 이동 구속 스프링은 최대 10mm의 수직탄성 변위에 적응할 수 있도록 스프링강(SUP) 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널은 중앙부의 두께 또는 폭이 슬림하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치의 시공 방법은, 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반 상에 설치되는 광폭 침목 또는 슬래브 패널의 이동을 구속하는 구속장치의 시공 방법에 있어서, a) 광폭 침목 또는 슬래브 패널의 가장자리에 레일 종방향 및 횡방향 이동 구속부가 밀착되도록 베이스 플레이트의 위치를 정렬하는 단계; b) 상기 베이스 플레이트가 상기 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반 상에 고정되도록 베이스 플레이트 체결부재를 체결하는 단계; c) 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널 상에 수직 이동 구속 스프링의 위치를 정렬하는 단계; d) 상기 베이스 플레이트 및 수직 이동 구속 스프링 상에 스프링 고정 브래킷을 배치하는 단계; 및 e) 상기 스프링 고정 브래킷이 상기 베이스 플레이트 상에 고정되도록 고정 브래킷 체결부재를 체결하는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 a) 단계를 수행하기 전에 상기 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반 상에 천공을 실시하여 천공홀을 형성하고, 상기 천공홀 하부에 확공 앵커너트를 설치할 수 있다.
여기서, 상기 a) 단계에서 상기 베이스 플레이트를 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널의 대각선 방향으로 두 개를 각각 설치하거나 또는 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널의 가장자리에 네 개를 각각 설치할 수 있다.
여기서, 상기 a) 단계의 베이스 플레이트는, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널의 측면에 밀착되어 레일 종방향 이동을 구속하는 종방향 이동 구속부가 절곡 형성되고, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널의 단부에 밀착되어 레일 횡방향 이동을 구속하는 횡방향 이동 구속부가 절곡 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 a) 단계의 광폭 침목 또는 슬래브 패널은 중앙부의 두께 또는 폭이 슬림하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 가장자리에 수평-수직 이동 구속장치를 설치함으로써 광폭 침목 및 슬래브 패널에 가해지는 직접적인 충격을 억제할 수 있으며, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 손상을 최소화할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 가장자리에 수평-수직 이동 구속장치를 설치함으로써 광폭 침목 및 슬래브 패널의 중앙부 단면을 슬림화할 수 있고, 이에 따라 광폭 침목 및 슬래브 패널의 제조비용을 절감할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 파손에 의한 유지관리 시에 수평-수직 이동 구속장치를 용이하게 교체 시공할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 각각 종래의 기술에 따른 침목 구속장치를 예시하는 단면도들이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치가 설치된 것을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치가 설치된 것을 나타내는 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치가 설치된 것을 나타내는 측면 사시도들이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치가 설치되는 광폭 침목을 예시하는 도면들이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치에서 베이스 플레이트를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치에서 스프링 고정 브래킷을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치에서 수직 이동 구속 스프링을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치가 설치된 것을 예시하는 사진들이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치의 시공 방법의 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.
[광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치(100)]
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치가 설치된 것을 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치가 설치된 것을 나타내는 평면도이며, 도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치가 설치된 것을 나타내는 측면 사시도들이다.
도 2, 도 3, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치(100)는, 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반(300) 상에 설치되어 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 이동을 구속하는 구속장치로서, 베이스 플레이트(110), 수직 이동 구속 스프링(170), 스프링 고정 브래킷(140), 베이스 플레이트 체결부재(150) 및 고정 브래킷 체결부재(160)를 포함할 수 있다.
베이스 플레이트(110)는 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 가장자리에 배치되고, 레일 종방향 이동 구속부(120) 및 횡방향 이동 구속부(130)가 절곡 형성된다. 구체적으로, 상기 베이스 플레이트(110)는, 도면부호 A로 도시된 바와 같이, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 측면에 밀착되어 레일 종방향 이동을 구속하도록 절곡 형성되는 종방향 이동 구속부(120)가 형성되며, 또한, 도면부호 B로 도시된 바와 같이, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 단부에 밀착되어 레일 횡방향 이동을 구속하도록 절곡 형성되는 횡방향 이동 구속부(130)가 형성된다. 이때, 상기 베이스 플레이트(110)는 냉간압연강판(SPCC) 재질로 형성되고, 상기 베이스 플레이트 체결부재(150)가 관통하는 제1 관통홀(H1) 및 상기 고정 브래킷 체결부재(160)가 관통하는 제2 관통홀(H2)이 형성된다.
수직 이동 구속 스프링(170)은, 도면부호 C로 도시된 바와 같이, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 수직 이동을 구속하도록 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 상면 및 상기 베이스 플레이트(110) 상에 배치된다. 구체적으로, 상기 수직 이동 구속 스프링(170)은 최대 10mm의 수직탄성 변위에 적응할 수 있도록 스프링강(SUP) 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
스프링 고정 브래킷(140)은 상기 베이스 플레이트(110) 상에 배치된 수직 이동 구속 스프링(170)을 고정한다.
베이스 플레이트 체결부재(150)는 풀림방지 볼트로서, 상기 베이스 플레이트(110)를 상기 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반(300) 상에 고정한다.
고정 브래킷 체결부재(160)는 풀림방지 볼트로서, 상기 스프링 고정 브래킷(140)을 상기 베이스 플레이트(110) 상에 고정한다.
본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치(100)는, 먼저, 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반(300)의 상부에 천공을 실시한 후에 확공 앵커너트(도시되지 않음)를 설치하고, 이후, 상기 수평-수직 이동 구속장치(100)를 설치한 후, 풀림방지 볼트를 이용하여 고정하여 시공하는 방식이다.
한편, 도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치가 설치되는 광폭 침목을 예시하는 도면들이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 광폭 침목(200a)은 전술한 바와 같이, 전단키, 전단앵커 또는 전단돌기를 설치하기 위해서 침목의 중앙부의 두께나 폭이 크게 설계되지만, 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치가 설치되는 광폭 침목(200b)의 경우, 중앙부의 두께 또는 폭이 슬림하게 형성될 수 있다.
또한, 도 5b에서 도면부호 A1 및 A2로 도시된 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(110)를 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 대각선 방향으로 두 개를 각각 설치하거나, 또는 도 5b에서 도면부호 A1, A2, B1 및 B2로 도시된 바와 같이, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 가장자리에 네 개를 각각 설치할 수도 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치에서 베이스 플레이트를 구체적으로 나타내는 도면으로서, 도 6의 a)는 수직 단면도이고, 도 6의 b)는 평면도이며, 도 6의 c)는 베이스 플레이트가 실제로 제작된 것을 나타내는 사진이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(110)는, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 측면에 밀착되어 레일 종방향 이동을 구속하도록 절곡 형성되는 종방향 이동 구속부(120)가 형성되며, 또한, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 단부에 밀착되어 레일 횡방향 이동을 구속하도록 절곡 형성되는 횡방향 이동 구속부(130)가 형성된다. 이때, 상기 베이스 플레이트(110)는 냉간압연강판(SPCC) 재질로 형성되고, 상기 베이스 플레이트 체결부재(150)가 관통하는 제1 관통홀(H1) 및 상기 고정 브래킷 체결부재(160)가 관통하는 제2 관통홀(H2)이 형성된다.
한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치에서 스프링 고정 브래킷을 구체적으로 나타내는 도면으로서, 도 7의 a)는 평면도이고, 도 7의 b)는 스프링 고정 브래킷이 실제로 제작된 것을 나타내는 사진이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 전술한 상기 베이스 플레이트(110)에 형성된 제2 관통홀(H2)에 대응하는 제3 관통홀(H3)이 형성되어 상기 베이스 플레이트(110) 상에 배치된 수직 이동 구속 스프링(170)을 고정한다.
한편, 도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치에서 수직 이동 구속 스프링을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치(100)에서, 수직 이동 구속 스프링(170)은 최대 10mm의 수직탄성 변위에 적응할 수 있도록 스프링강(SUP) 재질로 형성되며, 또한, 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 수직 이동을 구속하도록 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 상면 및 상기 베이스 플레이트(110) 상에 배치된다. 또한, 수직 이동 구속 스프링(170)은, 상기 스프링 고정 브래킷(140)으로부터 절곡되어 상방으로 연장된 부분의 일부가 상기 횡방향 이동 구속부(130)와 접하도록 형성되며, 상단부는 일정한 반경을 가진 반원호 형상으로 형성되어 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 상면에 접하도록 형성됨을 알 수 있다.
한편, 도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치가 설치된 것을 예시하는 사진들이다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치(100)에서, 종방향 및 횡방향의 수평 이동은 종방향 및 횡방향 이동 구속장치(120, 130)에 의하여 구속되고, 또한, 수직 방향의 이동은 수직 이동 구속 스프링(170)을 사용함으로써 열차의 이동에 따른 변위를 추종할 수 있는 방식으로서, 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)에 작용하는 응력을 경감시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 기존의 전단키 또는 전단앵커 또는 전단돌기 방식의 침목 및 슬래브 패널 구속장치는 중앙부에 고정하는 방식이 대부분이었지만, 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치(100)를 광폭 침목 및 슬래브 패널(200)의 가장자리에 설치함으로써 광폭 침목 및 슬래브 패널(200)의 중앙부 단면을 슬림화할 수 있고, 광폭 침목 및 슬래브 패널(200)에 가해지는 직접적인 충격을 억제할 수 있으며, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 손상을 최소화할 수 있다. 또한, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 파손에 의한 유지관리 시에 구속장치를 쉽게 해체하여 교체 시공할 수 있다.
[광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치의 시공 방법]
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치의 시공 방법의 동작흐름도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치의 시공 방법은, 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반(300) 상에 설치되는 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 이동을 구속하는 구속장치의 시공 방으로서, 먼저, 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반(300) 상에 천공기를 이용하여 천공을 실시하여 천공홀을 형성하고(S110), 다음으로, 상기 천공홀 하부에 확공 앵커너트를 설치한다(S120).
다음으로, 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 가장자리에 레일 종방향 및 횡방향 이동 구속부(120, 130)가 밀착되도록 베이스 플레이트(110)의 위치를 정렬한다(S130). 이때, 상기 베이스 플레이트(110)를 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 대각선 방향으로 두 개를 각각 설치하거나 또는 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 가장자리에 네 개를 각각 설치할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(110)는, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 측면에 밀착되어 레일 종방향 이동을 구속하는 종방향 이동 구속부(120)가 절곡 형성되고, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 단부에 밀착되어 레일 횡방향 이동을 구속하는 횡방향 이동 구속부(130)가 절곡 형성된다.
다음으로, 상기 베이스 플레이트(110)가 상기 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반(300) 상에 고정되도록 풀림방지 볼트인 베이스 플레이트 체결부재(150)를 체결한다(S140). 이때, 수평-수직 이동 구속장치(100)를 소정의 토크를 주어 고정할 수 있다.
다음으로, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200) 상에 수직 이동 구속 스프링(170)의 위치를 정렬한다(S150).
다음으로, 상기 베이스 플레이트(110) 및 수직 이동 구속 스프링(170) 상에 스프링 고정 브래킷(140)을 배치한다(S160).
다음으로, 상기 스프링 고정 브래킷(140)이 상기 베이스 플레이트(110) 상에 고정되도록 풀림방지 볼트인 고정 브래킷 체결부재(160)를 체결한다(S170).
따라서 수평 이동 구속장치(120, 130)에 의해 레일 종방향 및 횡방향의 광폭 침목 및 슬래브 패널(200)의 이동을 구속하고, 또한, 수직 이동 구속 스프링(170)에 의해 열차 하중의 상하 이동에 따른 변형을 추종할 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 가장자리에 수평-수직 이동 구속장치를 설치함으로써 광폭 침목 및 슬래브 패널에 가해지는 직접적인 충격을 억제할 수 있으며, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 손상을 최소화할 수 있고, 또한, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 가장자리에 수평-수직 이동 구속장치를 설치함으로써 광폭 침목 및 슬래브 패널의 중앙부 단면을 슬림화할 수 있고, 이에 따라 광폭 침목 및 슬래브 패널의 제조비용을 절감할 수 있다. 또한, 광폭 침목 및 슬래브 패널의 파손에 의한 유지관리 시에 수평-수직 이동 구속장치를 용이하게 교체 시공할 수 있다.
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: 침목 또는 패널 이동 구속장치
110: 베이스 플레이트
120: 종방향 이동 구속부
130: 횡방향 이동 구속부
140: 스프링 고정 브래킷
150: 베이스 플레이트 체결부재
160: 고정 브래킷 체결부재
170: 수직 이동 구속 스프링
200: 광폭 침목 또는 슬래브 패널
300: 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반

Claims (10)

  1. 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반(300) 상에 설치되어 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 이동을 구속하는 구속장치에 있어서,
    광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 가장자리에 배치되고, 레일 종방향 이동 구속부(120) 및 횡방향 이동 구속부(130)가 절곡 형성된 베이스 플레이트(110);
    상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 수직 이동을 구속하도록 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 상면 및 상기 베이스 플레이트(110) 상에 배치되는 수직 이동 구속 스프링(170);
    상기 베이스 플레이트(110) 상에 배치된 수직 이동 구속 스프링(170)을 고정하는 스프링 고정 브래킷(140);
    상기 베이스 플레이트(110)를 상기 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반(300) 상에 고정하는 베이스 플레이트 체결부재(150); 및
    상기 스프링 고정 브래킷(140)을 상기 베이스 플레이트(110) 상에 고정하는 고정 브래킷 체결부재(160);를 포함하며,
    상기 베이스 플레이트(110)는, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 측면에 밀착되어 레일 종방향 이동을 구속하도록 절곡 형성되는 종방향 이동 구속부(120), 및 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 단부에 밀착되어 레일 횡방향 이동을 구속하도록 절곡 형성되는 횡방향 이동 구속부(130)가 형성되며,
    상기 수직 이동 구속 스프링(170)은, 상기 스프링 고정 브래킷(140)으로부터 절곡되어 상방으로 연장된 부분의 일부가 상기 횡방향 이동 구속부(130)와 접하도록 형성되며, 상단부는 일정한 반경을 가진 반원호 형상으로 형성되어 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 상면에 접하도록 하는 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(110)는 냉간압연강판(SPCC) 재질로 형성되고, 상기 베이스 플레이트 체결부재(150)가 관통하는 제1 관통홀(H1) 및 상기 고정 브래킷 체결부재(160)가 관통하는 제2 관통홀(H2)이 형성된 것을 특징으로 하는 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수직 이동 구속 스프링(170)은 최대 10mm의 수직탄성 변위에 적응할 수 있도록 스프링강(SUP) 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)은 중앙부의 두께 또는 폭이 슬림하게 형성되는 것을 특징으로 하는 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치.
  6. 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반(300) 상에 설치되는 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 이동을 구속하는 구속장치의 시공 방법에 있어서,
    a) 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 가장자리에 레일 종방향 및 횡방향 이동 구속부(120, 130)가 밀착되도록 베이스 플레이트(110)의 위치를 정렬하는 단계;
    b) 상기 베이스 플레이트(110)가 상기 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반(300) 상에 고정되도록 베이스 플레이트 체결부재(150)를 체결하는 단계;
    c) 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200) 상에 수직 이동 구속 스프링(170)의 위치를 정렬하는 단계;
    d) 상기 베이스 플레이트(110) 및 수직 이동 구속 스프링(170) 상에 스프링 고정 브래킷(140)을 배치하는 단계; 및
    e) 상기 스프링 고정 브래킷(140)이 상기 베이스 플레이트(110) 상에 고정되도록 고정 브래킷 체결부재(160)를 체결하는 단계;를 포함하며,
    상기 a) 단계의 베이스 플레이트(110)는, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 측면에 밀착되어 레일 종방향 이동을 구속하는 종방향 이동 구속부(120)가 절곡 형성되고, 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 단부에 밀착되어 레일 횡방향 이동을 구속하는 횡방향 이동 구속부(130)가 절곡 형성되며,
    상기 수직 이동 구속 스프링(170)은, 상기 스프링 고정 브래킷(140)으로부터 절곡되어 상방으로 연장된 부분의 일부가 상기 횡방향 이동 구속부(130)와 접하도록 형성되며, 상단부는 일정한 반경을 가진 반원호 형상으로 형성되어 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 상면에 접하도록 하는 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치의 시공 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 a) 단계를 수행하기 전에 상기 콘크리트 도상 또는 아스팔트 노반(300) 상에 천공을 실시하여 천공홀을 형성하고, 상기 천공홀 하부에 확공 앵커너트를 설치하는 것을 특징으로 하는 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치의 시공 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 a) 단계에서 상기 베이스 플레이트(110)를 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 대각선 방향으로 두 개를 각각 설치하거나 또는 상기 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)의 가장자리에 네 개를 각각 설치하는 것을 특징으로 하는 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치의 시공 방법.
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서,
    상기 a) 단계의 광폭 침목 또는 슬래브 패널(200)은 중앙부의 두께 또는 폭이 슬림하게 형성되는 것을 특징으로 하는 광폭 침목 및 슬래브 패널의 수평-수직 이동 구속장치의 시공 방법.
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