KR102509161B1 - 노면트램용 레일의 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경제적이며 신속한 시공을 가능하게 하는 노면트램용 레일의 설치방법에 관한 것이다. 그의 구성은, 레일이 설치되는 지반을 구축하는 단계; 구축된 지반 위에 콘크리트를 타설하여 바닥판을 설치하는 단계; 사전 제작된 철근조립체를 상기 바닥판 위에 안착시키는 단계; 사전 제작된 레일조립체를 상기 철근조립체를 이용하여 정확한 위치에 세팅 및 고정하는 단계; 상기 바닥판 좌우측에 측벽 거푸집을 설치하고 상기 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하여 콘크리트 도상을 설치하는 단계를 포함하되;상기 레일조립체는 공장에서 별도 제작되는 것으로서, 레일; 상기 레일의 좌우측에 고정되는 레일고정블록; 상기 레일고정블록의 좌우 외측에 고정 설치되는 것으로서 상기 철근조립체에 고정되는 레일설치판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

노면트램용 레일의 설치방법{Method For Constructing Rail Track Of Tram}

본 발명은 노면트램에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 경제적이며 신속한 시공을 가능하게 하는 노면트램용 레일의 설치방법에 관한 것이다.

경량전철에 속하는 노면트램은 도심용 대량교통수단으로서 과거에 널리 사용되었었으나 자동차의 발달로 인하여 많은 도시에서 운행이 중단되었다. 그러나 최근 노면트램에 관련된 기술의 발달, 도심의 과밀화에 따른 극심한 교통체증 및 환경의 문제로 인하여 여러 도시에서 다시금 설치되는 분위기에 있다.

노면트램은 중량전철인 지하철에 비하여 수송량은 다소 뒤지지만 버스보다는 많고, 건설비가 지하철에 비하여 상당히 적게 소요되고, 또한 운행시 대기오염과 소음공해가 발생하지 않아 도심 대중교통 수단으로 인정된다.

노면트램의 궤도는 일반철도나 중량전철인 지하철과 상당히 다른 구조로 건설되는데, 통상적으로 지상에 설치되어 자동차와 보행자가 함께 다니는데 불편을 초래하지 않도록 레일이 지면 위로 돌출되지 않게끔 매립형으로 되어 있다.

통상의 철도궤도는 지면에 자갈을 다지거나 버림 콘크리트를 타설하여 형성한 노반에 일정한 간격으로 침목을 설치하고, 침목의 양단에 레일을 2줄로 설치하여 시공된다. 이와 같은 철도궤도에서 레일은 통상적으로 단면이 I-자 형상인 I-자형 강철 레일이 주로 사용되나, 노면트램용 레일은 I-자형 레일을 사용하기도 하지만, 바퀴홈이 형성된 머리부, 침목에 고정되는 바닥부, 그리고 머리부와 바닥부를 연결하는 수직부로 구성된 그루브(Grooved)형 레일을 사용하고, 레일의 상면이 지면과 일치하도록 지중에 매설하여, 노면트램의 차량 바퀴가 레일의 바퀴홈에 삽입되어 레일 위를 주행할 수 있게끔 시공된다.

이와 같은 통상의 노면트램에 사용되는 레일은 트램 차량의 모든 하중을 레일이 직접 지지하여야 하는바, 재료가 많이 소요되고, 별도의 침목 또는 궤도슬래브를 구비하여야 하고, 부식에 의하여 레일의 강도가 저하되고, 일반 철도궤도에 준하여 시공하여야 하므로 시공이 어려운 등 많은 문제점이 있다.

종래의 노면트램의 궤도구조는 일반 철도궤도와 유사한 구조로 시공되는데, 근래는 매립식 궤도구조가 많이 설치되고 있다.

등록특허 10-0948279호 레일조정장치를 구비한 매립식 철도궤도 구조는 철도궤도의 레일을 침목으로 단속적으로 궤도슬래브에 지지하는 대신, 궤도슬래브에 레일이 설치될 홈통을 형성하여 레일을 매립하여 설치하는 매립식 철도궤도 구조를 제시하고 있다.

대한민국 특허등록 제10-1132952호, 제10-1678589호 역시 각각의 목적에 따른 노면트램의 구조를 제시하고 있다.

한편 노면트램은 사용횟수나 기간에 따라 사용수명을 갖고 있다. 사용수명을 넘어서 사용할 경우에 구조 및 안전이 위협받을 수 있다. 그래서 사용 연한이 다할 경우에 새로운 것으로 교체를 해주어야 한다.

노면트램의 레일은 매립식 구조로 되어 있다. 즉 레일은 레일홈통의 바닥에 깔린 레일패드 위에 얹혀 있고, 레일홈통과 레일 사이의 공간은 우레탄과 같은 탄성체로 채워져 있는 구조로 되어 있다. 탄성체는 레일로부터 노면으로 전달되는 진동과 소음을 저감시키는 작용을 한다.

교체시기가 되면 레일은 레일홈통에서 분리하여 빼내는 작업을 통해 철거된다. 그리고 이 철거과정에서 레일을 감싸고 있던 탄성체는 손상되어 쓸모가 없어져 버려지게 된다. 특히 레일홈통의 측벽에 밀착되어 있던 탄성체의 가장자리 부분이 레일을 교체 설치할 때 심하게 손상된다. 결국 새로운 레일을 재차 설치하고자 할 때는 새로운 탄성체를 사용해야 했으며 이는 경제적으로 큰 낭비가 아닐 수 없다.

레일을 새로 설치하거나 재설치하는 현장이 번화한 도심지에 위치하는 경우에는 작업시간 등에 제한이 많이 따른다. 그러므로 트램레일의 시공에 있어서 빠른 시공은 매우 중요한 요소가 되며, 지속적인 연구가 필요한 상황이다.

대한민국 특허등록 제10-1132952호 대한민국 특허출원 제10-1678589호

위와 같은 문제에 대하여 본 발명의 목적은, 노면트램의 레일을 신속하고 경제적으로 설치할 수 있게 하는 시공방법 내지 이 방법에 의해 설치되는 노면트램 레일의 설치구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. 좀 더 구체적으로는 사전에 별도의 현장에서 구성품을 사전 제작한 다음, 궤도의 시공현장으로 운반하여 바로 시공에 투입함으로써 공기를 크게 줄일 수 있게 하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은,

레일이 설치되는 지반을 구축하는 단계; 구축된 지반 위에 콘크리트를 타설하여 바닥판을 설치하는 단계;

사전 제작된 철근조립체를 상기 바닥판 위에 안착시키는 단계;

사전 제작된 레일조립체를 상기 철근조립체를 이용하여 정확한 위치에 세팅 및 고정하는 단계;

상기 바닥판 좌우측에 측벽 거푸집을 설치하고 상기 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하여 콘크리트 도상을 설치하는 단계를 포함하되;

상기 레일조립체는 공장에서 별도 제작되는 것으로서,

레일; 상기 레일의 좌우측에 고정되는 레일고정블록; 상기 레일고정블록의 좌우 외측에 고정 설치되는 것으로서 상기 철근조립체에 고정되는 레일설치판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 노면트램용 레일의 설치방법에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 콘크리트도상에 박혀 앵커링 역할을 하도록 상기 레일설치판의 외측에 앵커핀이 더 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 철근조립체의 길이방향을 따라 전체 구간에 걸쳐 상부 좌우측에는 상기 레일을 안착시키는 자리가 되는 레일안착부가 홈형태로 마련될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 레일조립체에는 상기 레일의 바닥에 깔리는 레일패드와, 상기 레일의 좌우측에 공간을 채우는 댐퍼가 더 포함되며; 상기 댐퍼는 중공파이프 또는 발포체일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 레일패드, 레일의 하부 및 댐퍼를 에워싸서 한 몸체가 되도록 하기 위한 커버밴드가 더 포함될 수 있다.

본 발명에 따르면, 철근조립체 및 레일조립체를 사전에 현장 밖에 있는 공장에서 제작한 다음 레일 시공현장으로 옮긴 다음 바로 설치할 수 있게 됨으로써 기존의 현장 설치공법에 비하여 공기를 40 ~ 50% 단축시킬 수 있게 하는 노면트램용 레일의 설치방법이 제공된다. 따라서 도심지에 노면트램을 새로 설치하거나 또는 재설치하는 부담이 크게 줄어들게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 노면트램용 레일의 설치상태의 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 노면트램용 레일에 있어서 레일조립체의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 노면트램용 레일에 있어서 레일조립체의 단면도이다.
도 4(a)(b)(c)(d)(e)는 본 발명의 실시예에 의한 노면트램용 레일의 시공하는 과정을 단계적으로 표시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 노면트램용 레일에 있어서 레일조립체의 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다. 도 1 내지 도 2를 기본적으로 참조하여 일실시예를 설명하되, 필요한 곳에서 나머지 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 의한 노면트램은 통상적으로 도심의 노면 상에 설치되는 것이다.

노면트램의 레일은 일반 차량의 통행에 불편함이 없도록 노면과 같은 높이에 설치된다. 레일을 먼저 설치한 다음 그위 주변에 도로포장을 할 수도 있고, 레일을 설치하기 위해 도로를 일정한 깊이로 판 다음 여기에 레일을 설치할 수도 있다. 이 가운데 어느 방법이나 본 발명이 적용될 수 있다.

먼저 도 1을 참조하여 본 발명에 의한 트램궤도의 구성을 설명한다.

콘크리트도상(1)에는 좌우 대칭으로 레일홈통(3)이 마련되어 있다. 레일(5)은 이 레일홈통(3) 내부에 설치되어 있다. 도시된 바에 의하면 레일(5)은 상면에 길이방향을 따라 홈이 패여 있는 그루브형(grooved) 레일이다. 그러나 여기에 한정되지 않으며 I형도 가능함은 물론이다. 레일과 레일홈통(3)의 바닥면 사이에는 레일패드(4)가 개입 설치된다. 즉 레일패드(4)는 레일(5)의 바닥에 깔리는 것으로서 보통 수지체로 되어 있다.

레일(5)의 좌우측에는 레일고정블록(7,9)이 설치되어 있는데, 이는 레일(5)의 유동을 방지하는 것과 함께 진동과 소음을 저감시키기 위한 것이다.

레일고정블록(7,9)은 기본적으로 폴리우레탄 수지로 되어 있으며, 이종 재질이 복합되어 있을 수도 있다. 도시된 바에 의하면, 레일(5)의 측부 공간에 채워지며, 진동 감쇄작용을 강화하는 동시에 공간을 채우기 위한 댐퍼(11)가 레일고정블럭(7,9) 내부에 인서트(insert)되어 있다. 댐퍼(11)는 폴리우레탄 수지의 사용량을 줄여주는 것으로서 중공 파이프 또는 발포체로 되어 있을 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 레일패드(4), 레일(5)의 하부 및 댐퍼(11)를 에워싸서 한 몸체가 되도록 하기 위한 커버밴드(6)가 부가될 수 있다. 커버밴드(6)는 레일고정블록(7,9)을 레일(5)과 일체로 성형할 때 레일패드(4)와 댐퍼(11)가 정위치에 고정되도록 하기 위한 지그 수단이다. 커버밴드(6)는 절곡 형성된 박판일 수 있으며 레일(5)의 길이방향을 따라 군데군데 설치될 수도 있고 레일(5)의 길이 전체에 걸쳐 설치될 수도 있다.

레일고정블록(7,9)의 양측면에는 레일설치판(13)이 레일(5)의 길이방향을 따라 부착되어 있다.

레일설치판(13)의 외부에는 앵커핀(15)이 용접으로 고정되어 있다. 앵커핀(15)은 레일설치판(13)의 길이를 따라 군데군데 설치되어 있으며 이는 콘크리트도상(1)과의 결합력을 높인다. 콘크리트도상(1) 내부에는 철근(17)이 배근되어 있다.

위와 같은 구성의 트램궤도는 다음과 같은 방법에 의해 시공된다. 본 발명의 실질적인 핵심은 이 시공방법에 있는 것이다. 이하, 도 4를 주로 참조하면서 설명한다.

레일(5)이 설치되는 지반(19)을 구축하는 단계가 선행된다. 지반(19)은 자갈, 모래 등으로 구성된다. 다져진 지반(19) 위에 일정한 두께로 콘크리트몰탈을 타설하여 바닥판(21)을 설치한다(도 4(a) 참조).

도 4(b)에 도시된 바와 같이 사전 제작된 철근조립체(23)를 바닥판(21) 위에 안착시킨다. 철근조립체(23)는 입체적 형태를 가지고 있으며 콘크리트도상(1)에 매립되는 것이다. 도시된 것처럼 철근조립체(23)는 서포트(24)를 이용하여 바닥판(21)에서 소정 높이로 이격된 상태로 고정 설치될 수도 있다.

철근조립체(23)는 공장에서 사전에 제작되는 것으로서 정확한 규격으로 제작된다. 철근조립체(23)의 중심이 궤도의 중심과 일치하게끔 되어 있다. 철근조립체(23)의 중앙지점은 중앙표시부에 의해 표지될 수 있다. 이 과정에서 먼저 레일의 중앙위치에 센터포스트(26)를 바닥판(21)에 고정시킬 수 있다. 철근조립체(23)를 바닥판(21)의 정확한 위치에 설치하기 용이하도록 하기 위함이다. 철근조립체(23)의 길이방향을 따라 전체 구간에 걸쳐 상부 좌우측에는 레일(5)을 안착시키는 자리가 되는 레일안착부(25)가 마련되어 있다.

이후, 도 4(c)에 도시된 것처럼 사전 제작된 레일조립체(27)를 철근조립체의 레일안착부(25)에 안착 고정시킨다. 이 과정에서 레일을 정확한 위치에 세팅한다. 높이, 경사도, 간격 등을 정확히 세팅하게 된다.

레일조립체(27)는 레일(5)과, 레일(5)의 좌우측에 고정되는 레일고정블록(7,9)과, 레일고정블록(7,9)의 외측에 각각 고정 설치되는 레일설치판(13)을 포함한다. 레일(5)을 소정의 거푸집 내에 설치한 상태에서 액상의 폴리우레탄 수지를 거푸집 내에 붓고 경화시킨 다음 거푸집을 제거함으로써 레일고정블록(7,9)과 레일(5)이 일체형을 이루도록 할 수 있는 것이다. 레일설치판(13) 역시 이와 같은 방식으로, 즉 인서트 성형 방식에 의해 레일조립체(27)와 일체를 이루게 된다.

그리고 레일(5)의 바닥면에는 부가적으로 레일패드(4)가 고정될 수 있다. 전술한 바와 같이 댐퍼(11)와 레일패드(4)가 레일조립체(27)에 포함되도록 커버밴드(6)가 사용될 수 있다.

레일패드(4)는 레일조립체(27)의 설치시 철근조립체(23)에 먼저 끼워 넣을 수도 있다.

레일설치판(13)은 강판으로서 철근조립체(23)에 용접으로 고정시키기 위한 것이다. 다만, 레일설치판(13)이 우레탄과 직접 접촉하고 있기 때문에 직접 용접을 가할 경우에는 우레탄이 열화될 수 있다.

그러므로 본 발명에 의하면 앵커핀(15)을 레일설치판(13)의 외측에 일정 간격으로 설치하고 있다. 즉 앵커핀(15)을 철근조립체(23)에 용접함으로써 레일설치판(13)을 고정하는 것이다. 이에 의해 우레탄으로 되어 있는 레일고정블록(7,9)을 열로부터 보호할 수 있는 것이다. 앵커핀(15)은 콘크리트도상에 박힘으로써 앵커링 역할을 하는 것이다.

앵커핀(15)은 철근 또는 막대를 "

"와 같은 형태로 절곡한 다음 레일설치판(13)에 용접으로 붙인 것이다. 앵커핀(15)을 철근조립체(23)에 고정하는 과정에서 레일조립체(27)를 철근조립체(23)의 정확한 위치에 세팅 및 고정한다.

이후, 도 4(d)에 도시된 바와 같이 바닥판(21)의 좌우측에 측벽 거푸집(29)을 설치하고 상기 측벽 거푸집(29) 내부에 콘크리트를 타설하여 콘크리트도상(1)을 설치한다.

그리고 도 4(e)에 도시된 바와 같이 측벽 거푸집(29)이 제거되고 그 자리에 아스팔트 등으로 도로포장(31)을 한다. 물론 전술한 것처럼 도로포장(31)을 일정한 깊이로 굴착한 다음 레일(5)을 설치하는 경우에는 측벽거푸집(29)의 설치 또는 측벽 거푸집(29)의 제거작업이 생략될 수 있다.

마감단계로서 콘크리트도상(1)의 표면에는 칼라하드너로써 마감도장(코팅)이 가해질 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이 사전 제작되는 레일조립체(27)는 단위길이(L)를 가지고 있다. 그리고 레일(5)과 레일(5)은 용접(W)에 의해 선형적으로 연결된다.

레일(5)의 용접시 수지로 되어 있는 레일고정블록(7,9)이 열화될 수 있다. 따라서 레일고정블록(7,9)은 레일(5)의 좌우 양단에서 일정 구간(B, 예를 들어 350mm)은 제외하고 설치된다. 그리고 이 구간(B)에 해당하는 부분은 레일(5)을 용접(W)으로 연결한 다음 폴리우레탄 수지로써 충전하여 마감한다.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다. 위에 개시된 실시예는 다양한 조합이 가능할 것이며, 가능한 모든 조합은 본 발명의 권리범위 내에 있는 것이 된다.

1 : 콘크리트도상 3 : 레일홈통
4 : 레일패드 5 : 레일
6 : 커버밴드 7,9 : 레일고정블록
11 : 댐퍼 13 : 레일설치판
15 : 앵커핀 17 : 철근
19 : 지반 21 : 바닥판
23 : 철근조립체 24 : 서포트
25 : 레일안착부 26 : 센터포스트
27 : 레일조립체 29 : 측벽 거푸집
31 : 도로포장 W : 용접부위

Claims (5)

1. 레일(5)이 설치되는 지반을 구축하는 단계; 구축된 지반 위에 콘크리트를 타설하여 바닥판(21)을 설치하는 단계;
   사전 제작된 철근조립체(23)를 상기 바닥판(21) 위에 안착시키는 단계;
   사전 제작된 레일조립체(27)를 상기 철근조립체(23)를 이용하여 정확한 위치에 세팅 및 고정하는 단계;
   상기 바닥판(21) 좌우측에 측벽 거푸집(29)을 설치하고 상기 측벽 거푸집(29) 내부에 콘크리트를 타설하여 콘크리트도상(1)을 설치하는 단계를 포함하되;
   상기 레일조립체(27)는 공장에서 별도 제작되는 것으로서,
   레일(5); 상기 레일(5)의 좌우측에 고정되는 레일고정블록(7,9); 상기 레일고정블록(7,9)의 좌우 외측에 고정 설치되는 것으로서 상기 철근조립체(23)에 고정되는 레일설치판(13)을 포함하되;
   상기 콘크리트도상(1)에 박혀 앵커링 역할을 하도록 상기 레일설치판(13)의 외측에 앵커핀(15)이 용접에 의해 설치하고;
   상기 앵커핀은 상기 철근조립체(23)에 용접으로 고정함으로써;
   상기 레일설치판(13)은 상기 앵커핀(15)에 의해 간접적으로 상기 철근조립체(23)에 고정되도록 하며;
   상기 앵커핀(15)은 철근 또는 막대를 "

   

   "와 같은 형태로 절곡하여 형성하는 것을 특징으로 하는 노면트램용 레일의 설치방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 레일고정블록(7,9)은 레일(5)의 좌우 양단에서 일정 구간(B)은 제외하고 설치하며;
   상기 구간(B)에 해당하는 부분은 상기 레일(5)을 용접(W)으로 연결한 다음 폴리우레탄 수지로써 충전하여 마감하는 것을 특징으로 하는 노면트램용 레일의 설치방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 레일조립체(27)에는 상기 레일의 바닥에 깔리는 레일패드(4)와, 상기 레일의 좌우측에 공간을 채우는 댐퍼(11)가 더 포함되며;
   상기 댐퍼(11)는 중공파이프 또는 발포체로 하는 것을 특징으로 하는 노면트램용 레일의 설치방법.
5. 삭제

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