KR102164162B1 - 자갈이 깔린 궤도를 슬래브 궤도로 변환하는 방법 - Google Patents

Abstract

복수의 침목(3)에 걸쳐 연장하는 자갈이 깔린 궤도의 구간(6)에 있는 자갈(2)이 제거되고 침목(3)이 제거된다. 콘크리트 슬래브(9)에 장착된 침목 블록(10)이 삽입되고, 리프팅되어, 레일(5)에 고정된다. 상기 레일(5)은 임시적인, 수직으로 조절가능한 지지체에 의해 지지되고 조절된다. 다수의 콘크리트 슬래브(9)에 걸쳐 연장하는 영역에서, 충전재 콘크리트(24)가 지하로부터 상기 콘크리트 슬래브(9)의 높이의 적어도 일부에 이르기까지 충전되고, 이 충전재 콘크리트(24)가 경화된 후, 2개의 각 콘크리트 슬래브(9)들 사이에 위치된 지지체(17) 각각의 적어도 일부분이 제거된다. 방법은 레일(5)의 위치를 변경함이 없이 변환을 수행할 수 있게 한다. 지지체를 배치한 후에, 궤도는 다시 바로 동작가능하여 모든 방법 단계가 완료될 때까지 관련 구간이 폐쇄되어 있을 필요가 없다.

Description

자갈이 깔린 궤도를 슬래브 궤도로 변환하는 방법{METHOD FOR CONVERTING A BALLASTED TRACK INTO A SLAB TRACK}

본 발명은 자갈이 깔린 궤도(ballasted track)를 슬래브 궤도(slab track)로 변환하는 방법에 관한 것이다.

열차의 주행 속도의 증가는 자갈이 깔린 궤도보다 더 잘 상승 부하를 흡수(taking up)할 수 있는 슬래브 궤도를 요구한다. 문헌 WO00/61866은 궤도와 연관된 기존의 상부구조물(superstructure)을 제거하고 궤도를 하부구조물(substructure) 위에 배치해 놓은 철도선(railway line)을 교체(renewing)하는 방법을 기술한다. 새로운 철도선을 위한 하부구조물을 선택적으로 매립한 후, 중실 철도(solid railway)를 위한 적어도 하나의 지지부 층이 매립되고 후속해서 기존의 궤도가 퇴거된다. 중실 철도, 보다 구체적으로 콘크리트 또는 아스팔트 지지부 층 위에 장착된 궤도 또는 콘크리트 층으로 주조된 침목(sleeper)이 있는 궤도를 갖는 중실 철도는 새로운 궤도를 형성하고 이 새로운 궤도를 조절하고 고정하는 것에 의해 생산된다.

철도망에서 트래픽 밀도의 증가는 궤도의 유지보수와 교체에 점점 더 짧은 중단(interruptions)을 요구한다. 전술된 방법은 짧은 동작 중단 동안 단궤도 구간(short track section)을 변환하는 데에는 적절치 않다.

이러한 종래 기술에 기초하여, 본 발명의 목적은, 상대적으로 짧은 기간에 궤도가 동작하도록 단궤도 구간 위에 상대적으로 짧은 기간에 구현가능한, 자갈이 깔린 궤도를 슬래브 궤도로 변환하는 방법을 제안하는 것이다.

상기한 목적은 본 발명에 따라 특허청구범위 제1항의 특징부에 한정된 기술적 특징에 의하여 달성된다.

특히, 본 발명에 따른 해법은 복수의 침목에 걸친 구간에서 자갈을 제거하여 레일(rail)의 위치를 변화시킬 필요 없이 슬래브 궤도를 형성할 수 있는 공간을 만들 수 있는 잇점을 제공한다. 지지체를 배치한 후, 궤도는 다시 바로 동작가능하여 관련 구간은 모든 방법 단계가 완료될 때까지 폐쇄되어 유지될 필요가 없다. 지지체가 조절가능하므로, 레일을 정확히 수직으로 조절하는데 추가적인 조절 수단이 필요치 않다.

본 발명에 따른 방법의 특정 실시예는 종속 청구항에 한정되어 있다.

본 발명의 다른 측면은 본 발명에 따른 방법을 구현하는 침목 유닛(sleeper unit)에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 측면은 본 발명에 따른 방법을 구현하는 지지체에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방법 및 침목 유닛 및 지지체의 예시적인 실시예는 첨부 도면을 참조하여 예시로서 이하에서 보다 상세히 설명된다.

도 1은 콘크리트 홈통(concrete trough)에 배치된 자갈이 깔린 궤도의 초기 상태의 사시도;
도 2 내지 도 5는 상이한 방법 단계를 도시하는 도면;
도 6은 도 5에 따른 상황의 단면도;
도 7은 다른 방법 단계를 도시하는 도면;
도 8은 슬래브 궤도로 변환된 구간을 구비하는 자갈이 깔린 궤도를 도시하는 도면;
도 9는 미리 제조된 침목 유닛의 사시도;
도 10은 레일이 고정된 지지체의 측면도;
도 11은 레일 및 레일 고정물이 없는 도 10의 지지체의 사시도이다.

도 1은 본 방법의 초기 상태, 즉 자갈(2)의 도상(bed)에 놓여있는 침목(3), 예를 들어 목재 침목, 및 고정물(fixture)(4)에 의하여 이 침목에 고정된 레일(5)을 포함하는 콘크리트 홈통(1) 내에 자갈이 깔린 궤도를 도시한다. 침목 간격은 예를 들어 60센티미터(centimeter)이다.

도 2는 궤도 구간(6)에서 자갈(2)의 일부분이 제거되어 이 궤도 구간(5)에서 침목(3)의 하부면이 더 이상 자갈(2) 위에 놓여있지 않고 침목(3)이 레일(5)에 매달려 있는 상태를 도시한다. 궤도 구간(6)의 길이는 레일이 이 구간에서 실질적으로 처지지 않을 정도로 선택된다. 도시된 상태에서, 이 궤도 구간(6)에 원래 위치된 10개의 침목(3) 중 4개는 초기에 침목(3)이 레일(5)에 매달려 있으면서 레일을 따라 이동될 수 있을 만큼만 고정물(4)을 이전에 해제한 후 궤도 구간(6)의 일 단부에 함께 밀어 놓여진다. 이런 방식으로 침목을 밀어놓는 것에 의해, 공간이 만들어져서 이에 의해 이 침목을 들어내기 위해 레일(5)의 위치를 변화시킬 필요 없이 궤도 구간(6)에 위치된 나머지 6개의 침목(3)을 90°만큼 잇따라 회전시킨 후, 레일(5) 사이에서 이들 침목을 들어낼 수 있다. 대안적으로 제거될 침목을 분해하고 이 침목을 조각으로 제거하는 것이 가능할 수도 있다.

도 3은 궤도 구간(6) 내 자갈(2)에 여전히 안착해 있는 도면의 우측에 있는 침목(3)으로부터 함께 밀어 놓은 도면의 좌측에 있는 침목으로 연장하는 작업 영역(7)이 콘크리트 홈통(1)의 바텀에 이르는 아래까지 자갈을 완전히 비우고 제거한 상태를 도시한다. 자갈을 제거하는 것은 흡입 디바이스와 같은 기계적 수단 또는 공압적 수단에 의해 달성될 수 있다. 기본적으로 단일 동작으로 자갈을 완전히 제거하는 것이 또한 가능하지만, 설명된 단계적인 절차에 따르면 침목(3)을 함께 밀어내고 이를 각각 제거한 후에 나머지 자갈에 훨씬 더 잘 액세스가능하다는 잇점을 제공한다. 작업 영역(7)의 양 단부에 임시 판자들을 삽입하여 나머지 자갈(2)을 유지하며, 도면에서는 판자(8)만을 볼 수 있다.

도 4는 콘크리트 블록(10)에 장착된 레일(5)에 대해 이 예에서는 4개의 고정물(11)이 제공된 콘크리트 슬래브(9)로 구성된 미리 제조된 침목 유닛이 레일(5) 사이 지하(underground)에 내려 놓은 상황을 도시한다. 그러나, 본 발명에 따른 방법은 도시된 침목 유닛으로 제한되지 않고, 대안적으로 단일 블록 침목으로 구현되거나 또는 각 레일에 하나씩 2개의 고정물을 구비하는 침목으로 구현될 수 있다. 콘크리트 슬래브(9)의 더 짧은 측이 레일(5)들 사이에 끼워지기 때문에, 레일(5)을 별도로 확산시킴이 없이 콘크리트 슬래브(9)가 또한 내려 놓일 수 있다. 이 점에서, 도 9를 참조하면 도 9는 도 4에 비해 콘크리트 블록(10) 위에 장착된 레일(5)에 대해 4개의 고정물(11)이 제공된 콘크리트 슬래브(9)로 구성된 침목 유닛의 확대 사시도를 도시한다. 여기서, 콘크리트 블록(10)은 도면에서는 보이지 않는 삽입된 고무신(intercalated rubber shoe)을 갖는 콘크리트 슬래브(9)에 삽입된다. 이 고무신은 예를 들어 특허 CH695698에 도시된 바와 같이 설계될 수 있고, 각 탄성물(elastic inlay)이 각 고무신 및 콘크리트 블록(10)의 바텀면 사이에 배열될 수 있다. 콘크리트 슬래브(9)의 긴 측방향 에지(edge)에는 도 5와 관련하여 아래에 설명된 기능을 구비하는 리세스(12)가 제공된다. 콘크리트 슬래브(9)의 중심에는, 레일에 병렬로 배열되는 배수 채널(13)을 볼 수 있다. 콘크리트 슬래브(9)에 주조된 4개의 나사산 형성된 슬리브(14)는 콘크리트 슬래브(9)를 수직으로 들어올려 정확히 위치시키고 후술되는 충전재 콘크리트(infill concrete)(24)가 원하는 초기 강도에 도달할 때까지 콘크리트 슬래브를 수직 위치로 유지하기 위하여 지하에서 지지되는 미도시된 나사산 형성된 스핀들을 임시적으로 돌려 조이도록 의도된 것이다. 참조 부호 15는 나사산 형성된 슬리브로 설계될 수 있는 리프팅 슬리브(lifting sleeve)를 나타내며 이는 아이볼트(eyebolt)와 같은 리프팅 수단을 부착하는 기능을 한다.

도 5 및 도 6에 도시된 상황에서, 콘크리트 슬래브(9)는 도 4의 위치에 대하여 90도 회전되고, 리프트되어, 고정물(11)에 의하여 레일(5)에 고정된 것이다. 결과적으로, 콘크리트 슬래브(9)는 초기에 지하에서 일정 거리 레일(5) 상에 위치된다. 다른 콘크리트 슬래브(9)가 설명된 방식으로 삽입되기 전에, 2개의 지지체(17)가 콘크리트 슬래브(9)와 접촉함이 없이 레일(5)에 고정된 콘크리트 슬래브(9)의 리세스(12)에 놓이도록 지하에 배치된다. 리세스(12)는 인접한 콘크리트 슬래브(9)를 서로 매우 가까이 배치할 수 있게 한다. 도 10 및 도 11은 전체로서 17로 지시된 지지체를 도시한다. 원추형 콘크리트 바디(18)는 베이스를 형성하며 이 베이스 위에는 제 1 판(19)이 안착하고 그 하부측은 리세스를 구비하는데 이 리세스에는 콘크리트 바디(18)의 상부측이 적응되어 판(19)이 콘크리트 바디(18)에 정확히 위치되어 측방향으로 슬립되지 않게 한다. 베어링 판(bearing plate)(20)은 스핀들(22)에 의하여 제 1 판(19) 위에 지지된다. 스핀들(22)을 회전시키는 것에 의해, 판(19) 및 판(20) 사이의 거리가 조절가능하다. 상부 베어링 판(20) 위에는 러그(lug)(21)가 배열되고 이 러그는 임시 레일 고정물을 레일(5)에 고정하는 후크 볼트(hook bolt)의 헤드를 수용하는 역할을 한다. 베어링 판(20) 위에 배열된 포크(fork)(23)는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 측방향 조절 스핀들(16)을 고정하는 역할을 한다. 도 6은 도 5의 상황의 단면도를 도시한다. 궤도 방향으로 인접한 2개의 콘크리트 슬래브(9)의 측방향 리세스(12)로 연장하는 지지체(17)가 도시된다. 이 상황에서, 궤도가 레일 트래픽을 위해 임시적으로 동작가능해야 한다면, 추가적인 지지체(17)가 부하를 흡수하기 위해 콘크리트 슬래브 및 판자(8) 사이 자유 영역에 형성될 수 있다.

도 7은 예를 들어 Concretum사로부터 가능한 한 수축이 없는 충전재 콘크리트(24), 또는 이와 균등한 제품에 의하여 2개의 콘크리트 슬래브(9)로 주조한 후의 상황을 도시한다. 콘크리트 타설 전에, 형상 판자(form board)는 레일의 방향에서 보았을 때 콘크리트 슬래브(9)의 양 측에 삽입된 것이다. 충전재 콘크리트(24)가 완전히 경화되기 전에, 수직 위치로 콘크리트 슬래브(9)를 유지하는 나사산 형성된 스핀들이 나사산 형성된 슬리브(14)로부터 풀린다. 후속해서 또는 충전재 콘크리트(24)가 완전히 경화된 후에, 상부 판(20) 및 하부 판(19)으로 구성된 유닛이 스핀들(22)을 회전시켜 궤도에 남아있는 콘크리트 바디(18)로부터 유닛을 제거하는 것에 의해 상부 판(20)을 하부 판(19)으로 제일 먼저 접근시키는 것에 의하여 제거된다. 그 결과, 레일은 고정물(11) 위에 지지되고 침목 블록(10)은 통행하는 열차 아래에서 콘크리트 슬래브(9)에 대해 자유로이 이동할 수 있다. 물론, 조절 스핀들(16)이 또한 제거된다.

도 8에 도시된 상황에서, 초기에 서로 밀어 놓은 침목(3)은 원래의 침목 간격으로 다시 분산되고, 자갈(2)은 이 침목 아래에 충진(packed)된다. 이것은 이 상태에서 레일(5)이 도 10에 도시된 종류의 임시 지지체(17)에 의하여 더 이상 지지되지 않는 것을 의미하며, 이것은 궤도가 부하 하에서 휘어지지 않고 진동이 지지체(17)에 의해 지하로 전달될 수 있는 단점이 있을 수 있다. 결과적으로, 도 8에 도시된 상태에서, 궤도 구간은 제한 없이 동작가능하다. 상이한 궤도 구간을 변환하는 것은 도 2를 참조하여 전술된 방법 단계를 가지고 다시 시작한다. 이미 변환된 궤도 구간의 양측에서 작업을 동시에 계속하는 것도 가능하다.

상기에서, 본 발명의 가능한 실시예가 설명되었으나 본 발명은 도시된 특정 상황 및 도시로 제한되지 않고 설명된 및 도시된 실시예의 특징의 여러 다른 조합이 가능하다.

1 : 콘크리트 홈통
2 : 자갈
3 : 침목
4 : 고정물
5 : 레일
6 : 궤도 구간
7 : 작업 구간
8 : 판자
9 : 콘크리트 슬래브
10 : 침목 블록
11 : 고정물
12 : 리세스
13 : 배수 채널
14 : 나사산 형성된 슬리브
15 : 리프팅 슬리브
16 : 조절 스핀들
17 : 지지체
18 : 콘크리트 바디
19 : 판
20 : 판
21 : 러그
22 : 스핀들
23 : 포크
24 : 충전재 콘크리트

Claims (15)

1. 중실 지하(solid underground)에 놓인 자갈 도상(ballast bed)(2) 및 상기 자갈 도상 위에 놓인 침목(3)으로서 고정물(4)에 의해 레일(5)이 고정되는 침목(3)으로 구성되는 자갈이 깔린 궤도(ballasted track)를 슬래브 궤도(slab track)로 변환하는 방법으로서,
   - 복수의 침목(sleeper)(3)이 배열된 구간(6)에서 자갈(2)을 제거하는 단계,
   - 상기 구간(6)에서 상기 레일의 고정물(4)을 해제한 후 제 1 개수의 침목(3)을 제거하는 단계,
   - 상기 구간(6)에, 침목 블록(10)을 삽입하고, 수직으로 위치시켜, 상기 레일(5)에 고정하는 단계,
   - 상기 구간(6)에, 수직으로 조절가능한 임시 지지체(17)를 삽입하여, 상기 레일(5)을 상기 지지체에 안착하고 아래에서 지지하도록 하는 단계,
   - 상기 레일의 방향으로 보았을 때, 다수의 침목 블록(10)의 영역에서, 상기 지하에서부터 상기 침목 블록(10)의 높이의 적어도 일부분에 이르기까지 충전재 콘크리트(24)를 충전하는 단계,
   - 상기 충전재 콘크리트(24)가 적어도 부분적으로 경화된 후에, 상기 레일의 방향으로 2개의 각 침목 블록(10) 사이에 위치된 각각의 지지체(17)의 적어도 일부분(19, 20)을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제 1 개수의 침목(3)을 제거하기 전에, 제 2 개수의 침목(3)을 레일 고정물(4)을 해제하여 상기 구간(6)의 일 단부로 밀어놓는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 자갈(2)은 먼저 상기 침목(3)의 접촉면 아래의 레벨 아래까지 제거되고, 상기 제 2 개수의 침목(3)을 밀어 놓인 후, 침목이 없는 영역(7)에서 나머지 자갈(2)이 지하 아래까지 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제 1 개수의 침목(3)은, 제거를 위하여, 상기 침목의 길이 방향으로 회전시켜 상기 레일(5)들 사이에서 들어내는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제3항에 있어서,
   상기 침목이 없는 구간(7)의 적어도 일 단부에는, 침목이 없는 구간(7)의 외부에 남아있는 자갈(2)을 유지하기 위해 임시 판자(8)가 배열되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 2개의 침목 블록(10)이 각 콘크리트 슬래브(9)에 배치되고 상기 콘크리트 슬래브(9)와 함께 삽입되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 콘크리트 슬래브(9)는 상기 레일(5)의 길이방향으로 배향된 상태에서 상기 레일(5) 사이에서 하강된 후 상기 레일(5) 아래에서 회전하여 삽입되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 충전재 콘크리트(24)를 충전하기 전에, 충전될 공간이 형상 판자(borm board)에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 충전재 콘크리트(24)가 경화된 후, 먼저 밀어 놓은 상기 침목(3)은 다시 이격 배치되고 자갈(2)이 아래에 충진되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하기 위한 침목 유닛(sleeper unit)으로서, 콘크리트 슬래브(9), 및 상기 콘크리트 슬래브(9) 내에 수용되고 레일(5)을 위한 고정물(11)이 제공되는 적어도 2개의 침목 블록(10)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 침목 유닛.
11. 제10항에 있어서,
    리프팅 스핀들을 위한 나사산이 형성된 슬리브(14)가 상기 콘크리트 슬래브(9)에 매립된 것을 특징으로 하는 침목 유닛.
12. 제10항에 있어서,
    적어도 하나의 측면에는 상기 고정물(11)의 영역에 리세스(12)가 제공되는 것을 특징으로 하는 침목 유닛.
13. 제10항에 있어서,
    각 침목 블록(10)은, 상기 침목 블록을 부분적으로 둘러싸는 삽입된 탄성 받침(elastic shoe)을 구비하는 상기 콘크리트 슬래브(9)에 수용되는 것을 특징으로 하는 침목 유닛.
14. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하기 위한 지지체(17)로서, 지지 바디(18) 및 상기 레일(5)을 위한 베어링 판(20)으로 구성되고, 상기 지지 바디(18) 및 베어링 판(20) 사이의 거리를 조절하기 위한 조절 수단(22)이 제공되는 것을 특징으로 하는 지지체.
15. 제14항에 있어서,
    상기 베어링 판(20) 위에는, 상기 레일(5)을 고정하기 위한 고정물(21)이 배열되고, 바람직하게는 측방향 패스너(16)를 위한 지지 수단(23)이 배열되는 것을 특징으로 하는 지지체.

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