KR20100129882A - 철도 레일용 침목 - Google Patents

철도 레일용 침목 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철도 레일용 침목에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 침목의 저면에 오목부를 형성함으로써, 도상에 대한 침목의 접촉 면적을 증대시키고, 이에 따라 침목에 대한 도상의 지지력을 증가시켜, 침목에 가해지는 종방향의 힘 또는 횡방향의 힘에 의한 침목의 횡방향 또는 종방향으로의 이동을 방지할 수 있도록 하는 철도 레일용 침목에 관한 것이다. 본 발명은 도상과 철도 레일 사이에 위치하며, 철도 레일을 지지하는 침목; 및 침목의 저면에 형성된 복수 개의 오목부들을 포함하되, 오목부들은 침목이 도상에서 종방향(L) 및 횡방향(W)으로 이동되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
철도 레일, 도상, 침목, 오목부

Description

철도 레일용 침목{SLEEPER}
본 발명은 철도 레일용 침목에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 침목의 저면에 오목부를 형성함으로써, 도상에 대한 침목의 접촉 면적을 증대시키고, 이에 따라 침목에 대한 도상의 지지력을 증가시켜, 침목에 가해지는 종방향의 힘 또는 횡방향의 힘에 의한 침목의 횡방향 또는 종방향으로의 이동을 방지할 수 있도록 하는 철도 레일용 침목에 관한 것이다.
도 1a는 종래의 철도 레일 및 침목이 배열된 상태를 도시하는 단면도이다. 일반적으로 침목(30)은 철도 레일(20)의 아래에 위치되는 나무 또는 콘크리트로 된 부재이다. 침목(30)은 자갈로 이루어진 도상(10)에 묻힌 상태로 일정한 간격을 두고 레일(20)을 따라 위치되어 레일(20)을 통하여 전달되는 열차 차량의 진행 방향의 힘 및 측방향의 힘을 받게 된다. 따라서 침목(30)은 도상(10)의 지지에 의해 변형 또는 이동이 방지된다.
도 1b는 종래의 철도 레일 및 침목이 배열된 상태를 도시한 사시도이다. 열차 차량이 진행하는 경우에 진행 방향(종방향; L)으로 가해지는 힘(이하, "종방향의 힘"이라 함)은 침목(30)의 전면(30a)에 걸쳐 침목(30)들 사이에 위치된 도상(10)의 자갈들에 가해지고, 도상(10)의 자갈에 의한 지지력에 의해 침목(30)의 변형 및 이동이 방지될 수 있다. 그러나, 열차 차량이 철도 레일의 곡선구간을 통과할 때 발생되는 원심력으로 인해 측방향(횡방향; W)으로 가해지는 힘(이하, "횡방향의 힘"이라 함)은 침목(30)의 측면(30b)에 위치된 도상(10)의 자갈들에 의한 지지력에 의해 지지되는데, 침목의 측면(30b)에는 침목(30)의 전면(30a)보다 더 작은 면적에 집중하여 가해지는 힘으로 인하여 침목(30)의 변형 및 이동을 방지하는 것이 어려워져, 철도 레일(20)의 변형을 유발시킬 수 있다.
또한, 하절기 외기 온도의 상승으로 인해, 철도 레일(20)이 팽창하는 경우에 철도 레일(20)이 고정된 침목(30)에 대하여 종방향(L) 및 횡방향(W)의 힘을 가하게 되며, 침목(30)이 이러한 철도 레일(20)의 팽창에 의한 종방향(L) 및 횡방향(W)의 힘에 대하여 충분히 저항하지 못하는 경우에는 철도 레일(20)이 장출되어 열차 차량의 탈선 사고로 이어지게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은, 침목의 저면에 오목부를 형성하여 침목과 도상 상호 간의 접촉 면적을 증가시킴으로써, 열차 차량이 철도 레일의 곡선 구간을 통과할 때 발생하는 원심력에 의해 침목의 측면에 가해지는 횡방향의 힘에 대해 도상 자갈의 지지력을 증대시켜, 철도 레일의 좌굴 현상을 방지할 수 있는 철도 레일용 침목을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 제 2 목적은, 침목의 저면에 오목부를 형성하여 침목과 도상 상호 간의 접촉 면적을 증가시킴으로써, 하절기 기온 상승으로 인한 철도 레일의 팽창 응력에 의해 침목의 측면에 가해지는 종방향 및 횡방향의 힘에 대해 도상 자갈의 지지력을 증대시켜 철도 레일의 비틀림을 감소시킬 수 있는 철도 레일용 침목을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 제 3 목적은, 침목의 저면에 오목부를 형성하여 침목과 도상 상호 간의 접촉 면적을 증가시킴으로써, 열차 운행시 또는 급정지시 침목에 가해지는 종방향의 힘에 대해 도상 지지력을 증대시켜, 침목의 종방향으로의 밀림 현상을 방지할 수 있는 철도 레일용 침목을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 도상과 철도 레일 사이에 위치하며, 철도 레일을 지지하는 침목; 및 침목의 저면(101b)에 형성된 복수 개의 오목부(110)들을 포함하되, 오목부(110)들은 침목이 도상에서 종방향(L) 및 횡방향(W)으로 이동되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 오목부(110)는 침목의 전면(101c) 및 후면(101d)으로부터 종방향 중심선(LC) 및 횡방향 중심선(WC)을 향해 연장되어 브이(V)자 형상의 공간을 형성하며, 종방향 중심선(LC) 측에 위치한 제 1 측벽(110a)은 침목의 저면(101b)에 대하여 수직이고, 침목의 측면(101e, 101f) 측에 위치한 제 2 측벽(110b)은 침목의 저면(101b)에 대하여 경사를 이루어, 전면(101c) 및 후면(101d)에 직각삼각형 형상의 공간이 형성하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 오목부(110)들은 종방향 중심선(LC)을 중심으로 상호 대칭되도록 배열된 것이 바람직하다
또한, 오목부(110)들은 철도 레일과 침목이 연결되는 부분에 대응되는, 침목의 저면에 배열된 것을 특징으로 한다.
한편, 침목은 내부에 철근이 포함된 콘크리트인 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 효과는 하기와 같다.
본 발명의 제 1 효과는, 침목의 저면에 오목부를 형성하여 침목과 도상 상호 간의 접촉 면적을 증가시킴으로써, 열차 차량이 철도 레일의 곡선 구간을 통과할 때 발생하는 원심력에 의해 침목의 측면에 가해지는 횡방향의 힘에 대해 도상 자갈 의 지지력을 증대시켜, 철도 레일의 좌굴 현상을 방지할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 제 2 효과는, 침목의 저면에 오목부를 형성하여 침목과 도상 상호 간의 접촉 면적을 증가시킴으로써, 하절기 기온 상승으로 인한 철도 레일의 팽창 응력에 의해 침목의 측면에 가해지는 종방향 및 횡방향의 힘에 대해 도상 자갈의 지지력을 증대시켜 철도 레일의 비틀림을 감소시킬 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 제 3 효과는, 침목의 저면에 오목부를 형성하여 침목과 도상 상호 간의 접촉 면적을 증가시킴으로써, 열차 운행시 또는 급정지시 침목에 가해지는 종방향의 힘에 대해 도상 지지력을 증대시켜, 침목의 종방향으로의 밀림 현상을 방지할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 제 4 효과는, 오목부에 의해 도상으로부터의 침목의 이탈 빈도가 줄어들어 선로 유지보수의 주기가 길어지게 됨에 따라, 선로의 유지보수 비용이 절감될 수 있도록 하는 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 레일형 침목을 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 철도 레일 및 침목이 배열된 상태를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 침목의 저면도이다. 도 4는 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명(100)은 침목(101) 및 오목부(110)를 포함한다. 본 발명의 재질은 콘크리트로 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 상세하게는 침목(101)의 내부에 철근이 포함된 콘크리트로 이루어진 것이 바람직하다.
침목(101)은 도상(10)과 철도 레일(20) 사이에서 위치되며, 철도 레일을 지지하는 부재이다. 더욱 상세하게는, 침목(101)은 도상(10) 위에 나란히 깔고 그 위에 한쌍의 철도 레일(20)을 고정시켜 철도 레일(20) 사이의 궤간을 일정하게 유지하는 동시에, 철도 레일(20)에 가해지는 열차(미도시)의 하중을 도상(10)을 통하여 지반으로 전달한다.
본 실시예에서, 침목(101)은 사다리꼴 단면을 가진 육면체 형상이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 오목부(110)는 침목의 저면(101b)에 형성되며, 복수 개가 구비된 것이 바람직하다. 오목부(110)들은 침목과 도상 상호 간의 접촉 면적을 증가시킴으로써, 침목에 종방향의 힘 또는 횡방향의 힘이 가해질 때 침목에 대한 도상 지지력을 증대시켜, 침목(101)이 도상(10)에서 종방향(L) 및 횡방향(W)으로 이동되는 것을 방지하는 부재이다. 특히, 종방향(L)과 횡방향(W) 모두에 대해 지지력을 가질 수 있도록, 종방향(L)의 힘을 가로막는 걸림턱과 횡방향(W)의 힘을 가로막는 걸림턱이 동시에 형성되도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 오목부(110)들은 종방향 중심선(LC)을 중심으로 상호 대칭되도록 배열된다.
오목부(110)의 형상은 브이(V)자형이 바람직하다. 더욱 상세하게는, 오목부(110)는 침목의 전면(101c) 및 후면(101d)으로부터 종방향 중심선(LC) 및 횡방향 중심선(WC)을 향해 연장되어, 제 1 측벽(110a) 및 제 2 측벽(110b)으로 이루어진 브이(V)자 형상의 공간을 형성한다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 오목부(110)는 침목의 전면(101c) 및 후면(101d)에 직각삼각형 형상의 공간을 형성한다. 이때, 제 1 측벽(110a)은 종방향 중심선(LC) 측에 위치하며, 침목의 저면(101b)에 대하여 수직인 것이 바람직하다. 반면, 제 2 측벽(110b)은 침목의 측면(101e, 101f) 측에 위치하고, 침목의 저면(101b)에 대하여 경사를 이룬다. 제 1 측벽(110a) 및 제 2 측벽(110b)에 의해 침목의 전면(101c) 및 후면(101d)에는 직각삼각형 형상의 공간이 형성된다.
즉, 제 1 측벽(110a)은 횡방향(W)의 힘에 대해 저항하는 걸림턱 역할을 하며, 제 2 측벽(110b)은 경사진 상태에서 브이(v)자형으로 침목의 전면(101c) 및 후면(101d)으로 연장되어, 종방향(L)에 대해 저항하는 걸림턱 역할을 한다. 또한, 오목부(110)는 종방향 중심선(LC) 및 횡방향 중심선(WC)에 대해 대칭이어서, 침목(100) 시공시 방향성을 고려하지 않아도 되어 빠른 시공이 가능하다.
아울러, 오목부(110)들은 침목의 저면(101b)에 배열되며, 더욱 상세하게는 철도 레일(20)과 침목(101)이 연결되는 부분에 대응되는, 침목의 저면(101b)에 배열되는 것이 바람직하다. 이때, 오목부(110)는 철도 레일(20)을 통해 열차의 하중을 집중적으로 받아, 침목에 대한 도상의 지지력을 증가시킬 수 있다.
따라서, 오목부(110)는 침목(101)이 도상(10)에 부설될 때, 오목부(110)는 도상(10)과 접촉되는 부분이다. 이때, 오목부(110) 내로 도상의 자갈들이 삽입되어, 기존의 침목보다 도상과의 접촉면적을 증가시킨다.
이에 따라, 열차(미도시)가 철도 레일(20)의 곡선 구간을 통과할 때 발생하 는 원심력, 또는 하절기 기온 상승으로 인한 철도 레일의 팽창에 따른 응력에 의해 침목의 측면에 가해지는 종방향(L) 및 횡방향(W)의 힘에 대해, 오목부(110)에 의해 침목(101)에 대한 도상(10)의 지지력이 증대되어 철도 레일을 변형 및 침목의 이동을 방지할 수 있다.
또한, 열차 운행시 또는 열차의 급정거시 침목에 가해지는 종방향(L)의 힘에 대해, 오목부(110)에 의해 침목(101)에 대한 도상(10)의 지지력이 증대되어 침목이 종방향(L)으로 이동되는 것을 방지할 수 있다.
위에 설명된 예시적인 실시예는 제한적이기보다는 본 발명의 모든 관점들 내에서 설명적인 것이 되도록 의도되었다. 따라서 본 발명은 본 기술 분야의 숙련된 자들에 의하여 본 명세서 내에 포함된 설명들로부터 얻어질 수 있는 많은 변형 및 상세한 실행이 가능하다. 다음의 청구범위에 의하여 한정된 바와 같이 이러한 모든 변형 및 변경은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.
도 1a는 종래의 철도 레일 및 침목이 배열된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 1b는 종래의 철도 레일 및 침목이 배열된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 철도 레일 및 침목이 배열된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 침목의 저면도이다.
도 4는 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.

Claims (5)

  1. 도상과 철도 레일 사이에 위치하며, 상기 철도 레일을 지지하는 침목; 및
    상기 침목의 저면(101b)에 형성된 복수 개의 오목부(110)들을 포함하되,
    상기 오목부(110)들은 상기 침목이 상기 도상에서 종방향(L) 및 횡방향(W)으로 이동되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 철도 레일용 침목.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 오목부(110)는
    상기 침목의 전면(101c) 및 후면(101d)으로부터 종방향 중심선(LC) 및 횡방향 중심선(WC)을 향해 연장되어 브이(V)자 형상의 공간을 형성하며,
    상기 종방향 중심선(LC) 측에 위치한 제 1 측벽(110a)은 상기 침목의 저면(101b)에 대하여 수직이고,
    상기 침목의 측면(101e, 101f) 측에 위치한 제 2 측벽(110b)은 상기 침목의 저면(101b)에 대하여 경사를 이루어, 상기 전면(101c) 및 후면(101d)에 직각삼각형 형상의 공간이 형성하는 것을 특징으로 하는 철도 레일용 침목.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 오목부(110)들은
    상기 종방향 중심선(LC)을 중심으로 상호 대칭되도록 배열된 것을 특징으로 하는 철도 레일용 침목.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 오목부(110)들은
    상기 철도 레일과 상기 침목이 연결되는 부분에 대응되는, 상기 침목의 저면에 배열된 것을 특징으로 하는 철도 레일용 침목.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 침목은 내부에 철근이 포함된 콘크리트인 것을 특징으로 하는 철도 레일용 침목.
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