KR102370670B1 - 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 콘크리트 궤도의 중앙측에 비교적 용이하게 설치됨에 따라 침하 복원 시공 시에 강화노반층에 대한 콘크리트 궤도의 중앙측 리프팅이 신속용이하게 이루어질 수 있도록 한 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치에 관한 것이다.
개시된 내용은 노반강화 콘크리트층과 도상 콘크리트층이 순차 적층되어 형성되는 콘크리트 궤도의 중앙측을 강화노반층으로부터 들어올려 충전재의 주입을 가능하게 하는 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치에 있어서, 상기 콘크리트 궤도의 중앙에 길이방향을 따라 다수개가 이격되게 형성되고 상기 도상 콘크리트층과 상기 노반강화 콘크리트층을 수직으로 관통하여 형성되는 설치공과, 상기 설치공 내에 각각 하부방향으로 신장 가능하게 설치되는 리프팅용 실린더와, 상기 설치공의 상측 내주면에 고정설치되어 리프팅용 실린더의 상단을 지지하는 리프팅브래킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치를 일 실시예로 제시한다.

Description

콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치{CENTRAL LIFTING APPARATUS FOR RESTORATION OF CONCRETE TRACK}

개시된 내용은 콘크리트 궤도의 침하 복원 작업 시에 콘크리트 궤도의 중앙측을 강화노반층으로부터 들어올려 충전재가 용이하게 강화노반층으로 주입될 수 있도록 하는 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

현재 전 세계적으로 널리 적용되고 있는 궤도구조는 크게 기존의 자갈도상 궤도(ballast track)와 콘크리트 궤도(comcreat track)로 분류된다.

종래에는 초기 건설비용이 낮은 자갈도상 궤도가 주로 건설되어 왔으나 날로 발전하는 철도수송의 역할로 인해 차량중량의 증가, 열차속도의 향상, 열차밀도의 증대 등이 요구되고 보수작업시간의 제약은 물론 인건비의 상승과 노동력 수급곤란 등으로 상시 유지보수를 필요로 하는 자갈도상 궤도의 유지보수에 많은 어려움을 겪게 되었다.

이러한 자갈도상 궤도의 문제점을 보완하고 자유로운 유지보수가 가능하도록 하는 생력화궤도의 개발과 개량을 위해 세계 철도 선진국가들은 끊임없는 연구개발 및 개선노력을 기울인 결과로, 콘크리트 궤도가 제안되었다.

콘크리트 궤도는 강화노반층을 포함하는 노반 상에 콘크리트로 형성되는 노반강화 콘크리트층(HSB; hydraulically Stabilized Base)과, 상기 노반강화 콘크리트층 위에 콘크리트로 형성되어 침목과 레일을 지지하는 도상 콘크리트층(TCL; track concrete layer)을 포함한다.

이러한 콘크리트 궤도는 종래의 자갈도상 궤도에 비해 초기 건설비용은 많이 소요되나 생애주기비용(LCC; Life Cycle Cost)을 고려한 장기적인 경제성 차원에서는 오히려 자갈도상 궤도보다 우수하다는 평가로 인해 그 적용이 날로 확산되고 있는 추세이다.

또한 콘크리트 궤도는 부담력 및 저항력이 자갈도상 궤도에 비하여 매우 크기 때문에 궤도의 변위나 틀림이 거의 발생되지 않고, 주행안정성 및 승차감이 우수하며 생애주기비용 측면에서 유리한 장점이 있다.

그러나 콘크리트 궤도는 자갈도상 궤도와 달리 궤도의 부설 및 해체에 많은 시간과 비용이 소요되며, 특히 노반에서 국부적인 침하가 발생할 경우에는 궤도의 복구가 용이하지 않은 단점이 있다. 또한 콘크리트 궤도는 자갈도상 궤도와 달리 지반침하 발생 시에, 궤도의 사용성 저하가 크고, 대처 방안이 매우 제한적인 단점이 있다. 이러한 단점으로 인해 토공 구간에서 콘크리트 궤도를 적용하기 위해서는 노반의 침하를 일정 수준 이내로 유지함으로써 차량 및 궤도의 주행안정성을 확보하고, 유지보수 노력을 감소시키는 것이 매우 중요하다.

지반 침하 발생시에 콘크리트 궤도를 복원하기 위한 방법의 일 예로, 한국 등록특허 제10-1011502호(2011.01.31. 공고)에는 강화노반층 위에 형성된 콘크리트로 이루어진 노반강화 콘크리트층과, 상기 노반강화 콘크리트층 위에 형성되어 침목과 레일을 지지하는 콘크리트로 이루어진 도상 콘크리트층과, 상기 도상 콘크리트층 위에 설치된 침목으로 이루어진 콘크리트 궤도의 침하량 급속복구방법으로, 도상 콘크리트층 및 노반강화 콘크리트층을 관통하도록 관통공을 형성하고, 주입관을 상기 관통공에 삽입하는 단계와, 급결성 충전재를 상기 주입관을 통해 노반층과 노반강화 콘크리트층 사이로 주입하여 상기 노반강화 콘크리트층을 포함한 콘크리트 궤도를 사전 결정된 복구량만큼 상승시키는 단계와, 유동성 재료로 이루어진 2차 충전재를 주입관을 통해 노반층과 노반강화 콘크리트층 사이에 생긴 공간으로 주입하는 단계와, 상기 관통공을 메우는 단계를 포함함으로써, 노반의 침하량에 대응되는 복구량 만큼 콘크리트 궤도를 상승시켜 침하된 상태로부터 복귀시키는 것을 특징으로 하는 콘크리트 궤도의 침하량 급속복구방법이 개시된다.

이러한 콘크리트 궤도의 복원방법은 콘크리트 궤도에 작은 구멍을 뚫고, 이곳에 급속경화제를 주입하여 콘크리트 궤도를 인상시키고 있으나, 콘크리트 궤도를 동시다발적으로 인상하는데 한계가 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 방안의 일 예로, 대한민국 특허등록 제10-1531358호(2015.06.24. 공고)에는 침하가 발생되어 있는 구간의 강화노반층과 콘크리트 궤도 사이에 설치되고, 액체의 주입에 의하여 상기 콘크리트 궤도를 리프팅하여 상기 강화노반층과 상기 콘크리트 궤도 사이에 공간을 형성하는 복수의 리프팅장치들과, 상기 액체의 주입 및 배출을 위하여 상기 복수의 리프팅장치들 각각에 연결되어 있는 액체 공급 장치와, 상기 콘크리트 궤도의 높이를 검출하도록 상기 콘크리트 궤도의 상면에 설치되는 수위계와, 상기 공간에 그라우트를 주입하여 충전하는 그라우팅 장치와, 상기 수위계로부터 입력되는 신호에 따라 상기 액체 공급 장치와 상기 그라우팅 장치의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 콘크리트 궤도의 침하 복원 장치가 개시된다.

그러나 전술한 바와 같은 콘크리트 궤도의 침하 복원 장치의 리프팅장치는 노반(강화노반층)과 콘크리트 궤도(노반강화 콘크리트층과 도상 콘크리트층) 사이에 콘크리트 궤도의 종방향을 따라 다수 개소에 형성되되 콘크리트 궤도의 양쪽 측면으로부터 중앙을 향해 굴착되는 다수의 구멍들 내로 삽입되어 노반(강화노반층)과 콘크리트 궤도 사이에 설치되고 유체의 주입에 따라 콘크리트 궤도를 노반(강화노반층)에 대해 동시에 리프팅하는 구조로 이루어짐에 따라, 구멍들의 측면 심굴로 인해 설치공정이 복잡하여 침하 복원 시공에 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

1. 한국 등록특허 제10-1011502호(2011.01.31. 공고) 2. 대한민국 특허등록 제10-1531358호(2015.06.24. 공고)

콘크리트 궤도의 중앙측에 비교적 용이하게 설치됨에 따라 침하 복원 시공 시에 강화노반층에 대한 콘크리트 궤도의 중앙측 리프팅이 신속용이하게 이루어질 수 있도록 한 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치를 제공하고자 한다.

또한 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

개시된 내용은 노반강화 콘크리트층과 도상 콘크리트층이 순차 적층되어 형성되는 콘크리트 궤도의 중앙측을 강화노반층으로부터 들어올려 충전재의 주입을 가능하게 하는 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치에 있어서, 콘크리트 궤도의 중앙에 길이방향을 따라 다수개가 이격되게 형성되고 상기 도상 콘크리트층과 상기 노반강화 콘크리트층을 수직으로 관통하여 형성되는 설치공과, 상기 설치공 내에 각각 하부방향으로 신장 가능하게 설치되는 리프팅용 실린더와, 상기 설치공의 상측 내주면에 고정설치되어 리프팅용 실린더의 상단을 지지하는 리프팅브래킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치를 일 실시예로 제시한다.

개시된 내용의 일 실시예에 따른 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치에 의하면, 콘크리트 궤도의 양쪽 측면으로부터 중앙을 향한 굴착시공을 통해 강화노반층과 콘크리트 궤도 사이에 설치되는 것이 아니라 콘크리트 궤도의 중앙측에 수직방향으로 형성되는 설치공을 통해 비교적 용이하게 설치되어 강화노반층에 대해 콘크리트 궤도의 중앙측을 들어올림에 따라 강화노반층에 대한 콘크리트 궤도의 중앙측 리프팅이 신속용이하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치의 사용상태사시도
도 2는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치의 개략 구조도.
도 3은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치에 있어서, 리프팅브래킷과 리프팅용 실린더의 사시도.
도 4는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치의 사용상태단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

개시된 내용의 일 실시예에 따른 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치는 노반강화 콘크리트층(7)과 도상 콘크리트층(9)이 순차 적층되어 형성되는 콘크리트 궤도(5)의 중앙측을 강화노반층(3)으로부터 들어올려 충전재의 주입을 가능하게 하는 것으로, 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 콘크리트 궤도(5)의 중앙에 길이방향을 따라 다수개가 이격되게 형성되고 도상 콘크리트층(9)과 노반강화 콘크리트층(7)을 관통하여 형성되는 설치공(10)과, 설치공(10) 내에 각각 하부방향으로 신장 가능하게 설치되는 리프팅용 실린더(20)와, 설치공(10)의 상측 내주면에 고정설치되어 리프팅용 실린더(20)의 상단을 지지하는 리프팅브래킷(30)을 포함한다.

여기서, 설치공(10)은 차후에 설명될 리프팅용 실린더(20)의 설치를 위한 공간을 형성하는 것으로, 콘크리트 궤도(5)의 중앙에는 이 길이방향을 따라 다수개가 이격된 상태로 도상 콘크리트층(9)과 노반강화 콘크리트층(7)을 수직으로 관통하여 형성된다.

이러한 설치공(10)은 도상 콘크리트층(9)에 형성되는 대구경부(11)와, 노반강화 콘크리트층(7)에 형성되고 대구경부(11)에 연통되게 형성되는 소구경부(13)를 포함하는 2단 천공홀 구조를 가지는 것이 바람직하다.

2단 천공홀 구조의 설치공(10)은 표면이 노출되는 도상 콘크리트층(9) 상에 사각홈 형상의 대구경부(11)를 도상 콘크리트층(9)의 두께에 대응되는 깊이로 1차적으로 천공한 후에 대구경부(11)를 통해 노출되는 노반강화 콘크리트층(7)에 소구경부(13)를 1차적으로 천공하는 방법을 통해 형성 가능하다.

전술한 설치공(10) 내에는 리프팅용 실린더(20)가 각각 하부방향으로 신장 가능하게 설치된다. 리프팅용 실린더(20)는 콘크리트 궤도(5)의 중앙에 형성된 설치공(10)의 내주면에 결합된 리프팅브래킷(30)에 상부방향으로 리프팅력을 가해 콘크리트 궤도(5)의 중앙측이 강화노반층(3)으로부터 상부로 들어올려질 수 있도록 하는 것으로, 예를 들어 유압잭(hydraulic jack)으로 지칭되는 유압실린더기구로 형성 가능하다.

설치공(10)을 통해 노출되는 강화노반층(3) 상에는 지지플레이트(21)가 설치된다. 지지플레이트(21)는 강화노반층(3)에 면접된 상태에서 리프팅용 실린더(20)의 하단, 즉 로드 측을 지지하는 역할을 하는 것으로, 통상의 강철플레이트로 형성 가능하다.

전술한 설치공(10)의 상측, 즉 사각기둥 형상의 대구경부(11)의 내주면에는 리프팅브래킷(30)이 고정설치된다. 리프팅브래킷(30)은 콘크리트 궤도(5)의 중앙부에 대한 결합부를 형성하여 리프팅용 실린더(20)에 의한 리프팅력이 콘크리트 궤도(5)의 중앙부에 제공될 수 있도록 한다.

리프팅브래킷(30)은 설치공(10)의 상측, 즉 사각홈 형상의 대구경부(11)의 내주면에 면접되게 고정되는 사각함체 형상의 고정부(31)와, 고정부(31)의 중앙에 일체로 형성되어 리프팅용 실린더(20)의 상단, 즉 실린더 측에 면접되는 지지판부(33)를 포함한다. 이 때 지지판부(33)는 고정부(31)의 하단에 형성되고 대구경부(11)와 소구경부(13)를 포함하는 2단 천공홀 구조의 설치공(10) 내에 형성되는 단턱에 안착지지되는 것이 바람직하다. 또한 지지판부(33)에는 리프팅용 실린더(20)의 유압관로를 위한 관통공이 형성된다.

리프팅브래킷(30)은 수직방향으로 형성된 설치공(10)의 내주면에 면접되게 고정되는 고정부(31)의 면에 대해 수직하는 방향, 즉 수평방향으로 케미컬앵커(35)가 도상 콘크리트층(9) 내로 결합됨에 따라 콘크리트 궤도(5)의 중앙부에 고정설치된다.

이상에서와 같은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치의 경우에는, 콘크리트 궤도(5)의 양쪽 측면으로부터 중앙을 향한 수평 굴착시공을 통해 강화노반층(3)과 콘크리트 궤도(5) 사이에 설치되는 것이 아니라 콘크리트 궤도(5)의 중앙측에 수직방향으로 형성되는 설치공(10)을 통해 콘크리트 궤도(5)의 중앙측에 비교적 용이하게 설치 가능하다.

또한 도 4에 도시되는 바와 같이 콘크리트 궤도(5)의 침하 복원 시공시에 리프팅용 실린더(20)의 신장을 통해 콘크리트 궤도(5)의 중앙측 설치공(10)에 결합된 리프팅브래킷(30)에 리프팅력을 가함에 따라 강화노반층(3)에 대한 콘크리트 궤도(5)의 중앙 리프팅이 신속용이하게 이루어질 수 있으며, 리프팅용 실린더(20)를 통해 콘크리트 궤도(5)의 중앙측을 들어올린 상태에서 주입공(미도시)을 통해 충전재를 주입하여 양생하기만 하면 콘크리트 궤도(5)의 침하 복원 시공이 신속용이하게 이루어질 수 있게 된다.

이 때 콘크리트 궤도(5)의 양측에는 별도의 콘크리트 궤도의 침하 복원용 측면 리프팅장치(100)가 부가설치되어 개시된 내용의 일 실시예에 따른 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치와 동시에 작동되는 것이 바람직하다.

이러한 콘크리트 궤도의 침하 복원용 측면 리프팅장치(100)는 콘크리트 궤도(5)의 양측에 길이방향을 따라 다수개가 이격되게 고정설치되고 일측에는 노반강화 콘크리트층(7)의 양측 상부면에 면접고정되어 외측으로 돌출되는 수평고정판(111)이 구비되고 타측에는 도상 콘크리트층(9)의 측면에 면접고정되는 수직고정판(113)이 구비되는 측면 리프팅브래킷(110)과, 강화노반층(3)과 측면 리프팅브래킷(110)의 수평고정판(111) 사이에 각각 상부방향으로 신장 가능하게 설치되는 측면 리프팅용 실린더(120)를 포함하는 구조로 형성 가능하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

3 : 강화노반층
5 : 콘크리트 궤도
7 : 노반강화 콘크리트층
9 : 도상 콘크리트층
10 : 설치공
11 : 대구경부
13 : 소구경부
20 : 리프팅용 실린더
21 : 지지플레이트
30 : 리프팅브래킷
31 : 고정부
33 : 지지판부
35 : 케미컬앵커

Claims (4)

1. 노반강화 콘크리트층과 도상 콘크리트층이 순차 적층되어 형성되는 콘크리트 궤도를 강화노반층으로부터 들어올려 충전재의 주입을 가능하게 하는 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치에 있어서,
   상기 콘크리트 궤도의 중앙에 길이방향을 따라 다수개가 이격되게 형성되고 상기 도상 콘크리트층과 상기 노반강화 콘크리트층을 수직으로 관통하여 형성되는 설치공;
   상기 설치공 내에 각각 하부방향으로 신장 가능하게 설치되는 리프팅용 실린더; 및
   상기 설치공의 상측 내주면에 고정설치되어 리프팅용 실린더의 상단을 지지하는 리프팅브래킷을 포함하고,
   상기 설치공은 상기 도상 콘크리트층에 형성되는 사각홈 형상의 대구경부와, 상기 노반강화 콘크리트층에 형성되고 상기 대구경부에 연통되게 형성되는 소구경부를 포함하며,
   상기 설치공에는 상기 강화노반층에 면접된 상태에서 상기 리프팅용 실린더의 하단이 지지되는 지지플레이트가 삽입되고,
   상기 리프팅브래킷은 상기 설치공의 상측 내주면에 면접되게 고정되는 사각함체 형상의 고정부와, 상기 고정부의 중앙에 일체로 형성되어 상기 리프팅용 실린더의 상단을 지지하는 지지판부와, 상기 고정부를 상기 설치공의 상측 내주면에 고정하는 케미컬앵커를 포함하며, 상기 지지판부는 상기 고정부의 하단에 형성되고 상기 대구경부와 상기 소구경부를 포함하는 설치공 내에 형성되는 단턱에 안착지지되고, 상기 지지판부에는 상기 리프팅용 실린더의 유압관로를 위한 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 궤도의 침하 복원용 중앙 리프팅장치.
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