KR20130029474A

KR20130029474A - 철도 선로의 도상자갈 어깨 높이 측정장치 및 측정방법

Info

Publication number: KR20130029474A
Application number: KR1020110092730A
Authority: KR
Inventors: 이동현; 이성희
Original assignee: 한국철도공사
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2011-09-15
Publication date: 2013-03-25

Abstract

본 발명은 도상자갈의 적절한 횡저항력 확보를 위해 침목 측면에 쌓은 도상자갈의 높이와 구배를 측정하여 적절한 양의 도상자갈을 확보하도록 함으로써 열차의 안전 운행에 기여할 수 있는 철도 선로의 도상 자갈 어깨높이 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 철도 선로의 도상자갈 어깨 높이 측정장치는, 침목의 측면 단부(端部)로부터 침목의 상면에 수직으로 세워져서 설치되며, 수직방향을 따라 슬롯(slot)과 눈금이 형성되어 있는 수직부; 상기 수직부의 슬롯을 따라 이동하면서 제1체결부재에 의해 위치가 고정되고 수평방향으로 설치되며, 수평방향을 따라 슬롯과 눈금이 형성되어 있고, 도상자갈의 어깨 높이를 측정하는 높이측정부; 상기 높이측정부의 슬롯을 따라 이동 및 회동하면서 제2체결부재에 의해 위치가 고정되고, 도상자갈의 구배를 측정하는 구배측정부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

철도 선로의 도상자갈 어깨 높이 측정장치 및 측정방법{Measuring apparatus and measuring method of ballast for railroad}

본 발명은 철도 선로의 도상자갈 어깨높이 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 도상자갈의 적절한 횡저항력 확보를 위해 침목 측면에 쌓은 도상자갈의 높이와 구배를 측정하여 적절한 양의 도상자갈을 확보하도록 함으로써 열차의 안전 운행에 기여할 수 있는 철도 선로의 도상자갈 어깨 높이 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로 선로의 구조는 노반, 도상(道床), 침목, 레일 및 선로 구조물로 이루어지며, 도상은 레일에서 침목이 받는 하중을 노반에 고루 분산시키기 위해 형성해 놓은 층을 말하는데, 도상은 배수를 양호하게 할 뿐만 아니라 노반의 파괴 및 침목의 이동을 방지하고, 궤도에 탄성을 주어 열차의 진동을 흡수하는 기능을 하며, 자갈을 살포해 놓은 자갈도상과 콘크리트 도상으로 구분할 수 있다.

자갈은 서로 적절히 맞물려 있기 때문에 하중을 효과적으로 고르게 분산하여 노상으로 전달할 수 있고, 충격을 흡수할 수 있을 뿐만 아니라 구하기 쉽고 가격이 매우 저렴하며, 모래에 비하여 강우와 바람 등에 의한 손실이 적고, 동절기에도 동결되지 않는다는 장점과, 자갈의 요철에 의하여 소음이 흡수되어 소음저감 효과와 궤도에 이상 발생시에도 정정작업을 하기가 편리하여 지금까지도 자갈도상이 널리 사용되고 있다.

이러한 자갈 도상은 건설 당시의 단면형상을 지속적으로 유지할 수 있도록 보존 및 관리되어야 하나, 열차 운행시 진동으로 인한 도상 이완 및 자갈 비산, 유지보수요원의 선로내 출입으로 인한 도상 어깨 단면 붕괴, 선로변의 집수구 또는 배수로 등으로의 자갈유입으로 인한 손실 등으로 지속적인 도상정리 및 자갈보충 등을 시행하여 도상 단면 유지 및 횡저항력을 확보하도록 관리해 주어야 한다.

한편, 열차의 승차감 향상과 관리의 편의성 등을 위하여 장대레일의 설치가 확대되고 있는데, 특히 하절기에는 레일의 온도 변화에 대응하여 장출(레일 좌굴)을 방지하기 위하여 침목 측면 도상자갈의 횡저항력 강화를 위해 적절한 자갈의 확보가 무엇보다도 중요하다고 하겠다. 하지만, 지금까지 현장에서 도상자갈을 관리하는 방식은 경험에 의한 노하우에 의거하여 주먹구구식으로 유지 보수 및 관리되고 있어서, 보다 체계적이고 정확하게 선로의 도상에 살포된 자갈의 어깨높이를 측정할 수 있는 장치의 출현이 절실하다고 하겠다.

본 발명은 상기와 같은 필요에 의해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 도상자갈의 적절한 횡저항력 확보를 위해 침목 측면에 쌓은 도상자갈의 높이와 구배를 측정하여 과다한 도상자갈 살포를 방지하고 부족한 도상자갈 개소에는 자갈을 보충하여 항시 적절한 양의 도상자갈을 확보하도록 함으로써, 횡저항력 부족으로 인한 장출 사고를 예방하여 열차의 안전 운행에 기여할 수 있는 철도 선로의 도상자갈 어깨 높이 측정장치 및 측정방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 발명에 따른 철도 선로의 도상자갈 어깨 높이 측정장치는, 침목의 측면 단부(端部)로부터 침목의 상면에 수직으로 세워져서 설치되며, 수직방향을 따라 슬롯(slot)과 눈금이 형성되어 있는 수직부; 상기 수직부의 슬롯을 따라 이동하면서 제1체결부재에 의해 위치가 고정되고 수평방향으로 설치되며, 수평방향을 따라 슬롯과 눈금이 형성되어 있고, 도상자갈의 어깨 높이를 측정하는 높이측정부; 상기 높이측정부의 슬롯을 따라 이동 및 회동하면서 제2체결부재에 의해 위치가 고정되고, 도상자갈의 구배를 측정하는 구배측정부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 높이측정부에는 수직부에 형성된 눈금을 지시하는 높이포인터가 구비되고, 구배측정부에는 구배눈금을 지시하는 구배포인터가 구비되며, 구배포인터는 중간부분이 구배측정부와 힌지 결합되고 하부에 추(weight)가 매달려 있다.

본 발명의 철도 선로의 도상 자갈 어깨높이 측정방법은, 침목의 측면 단부(端部)로부터 침목의 상면에 도상자갈 어깨 높이 측정장치의 수직부 하부를 접촉시키는 단계; 상기 수직부에 형성된 슬롯을 따라 높이측정부를 수평을 유지하면서 이동시켜 높이측정부의 하면이 도상자갈의 어깨 꼭대기에 닿았을 때 제1체결부재로 높이측정부의 위치를 고정하는 단계; 상기 높이측정부의 슬롯을 따라 구배측정부를 수평방향으로 이동시키면서, 도상자갈의 어깨 꼭대기로부터 외향으로 구배진 자갈에 구배측정부의 하면이 닿았을 때 제2체결부재로 구배측정부의 위치를 고정하는 단계를 거쳐서 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 철도 선로의 도상자갈 어깨 높이 측정장치는, 침목 측면에 쌓아둔 도상자갈의 높이와 구배를 측정하여 과다한 도상자갈 살포를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 부족한 도상자갈 개소를 파악하여 선로 보수작업의 우선순위를 결정함으로써 효율적으로 선로 보수작업을 할 수 있어서, 항시 적절한 양의 도상자갈을 확보하여 열차의 승차감 향상과 횡저항력 부족으로 인한 장출 사고를 예방하여 열차의 안전 운행에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 철도 선로의 도상자갈 어깨 높이 측정장치를 도시한 도면이다.
도 2는 표준 도상상태를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 철도 선로의 도상자갈 어깨높이 측정장치의 가장 큰 기술적 특징은, 침목 측면에 살포한 도상자갈의 높이와 구배를 간편하고 정확하게 측정하여 과다한 도상자갈 살포를 방지하고 부족한 도상자갈 개소에는 자갈을 보충하여 항시 적절한 양의 도상자갈을 확보할 수 있게 하여 도상자갈의 횡저항력 부족으로 인한 장출 사고를 예방하여 열차의 안전 운행에 기여한다는 점이다.

본 발명의 도상자갈 어깨 높이 측정장치는, 침목(10)에 수직으로 세워져서 설치되는 수직부(20)와, 수평방향으로 설치되는 높이측정부(30) 및 도상자갈의 구배를 측정하는 구배측정부(40)로 구성된다.

수직부(20)는 침목(10)의 측면 단부(端部)로부터 침목(10)의 상면에 수직으로 세워져서 설치되며, 수직방향을 따라 슬롯(slot, 21)이 형성되고 수직부(20)의 일측 단부 또는 모서리를 따라 ㎝ 단위의 눈금(22)이 새겨져 있는데, 수직부(20)는 판상(板狀)의 부재 또는 단면(斷面)이 직사각형인 각주 형상으로 되어 있다.

높이측정부(30)는 지면에 대하여 수평방향으로 설치되고, 일측 단부가 수직부(20)에 형성된 슬롯(21)을 따라 이동하면서 제1체결부재(33)에 의해 위치가 고정되며, 수평방향을 따라 슬롯(31)과 일측 모서리를 따라 수평방향으로 ㎝ 단위의 눈금(32)이 형성되어 있는데, 높이측정부(30)의 하면이 도상자갈의 어깨 꼭대기에 닿으면 제1체결부재(33)로 높이측정부(30)의 위치를 고정하고, 수직부(20)에 새겨진 눈금(22)을 읽어서 침목(10) 상면으로부터 도상자갈 어깨 꼭대기까지의 높이를 측정한다.

이때 도상자갈의 어깨 높이는 수직부(20)의 눈금(22)에 높이측정부(30)의 하단부가 접하는 눈금을 읽으면 되는데, 높이포인터(34)를 별도로 높이측정부(30)에 부착하여 높이포인터(34)가 지시하는 눈금(22)을 읽을 수도 있다.

구배측정부(40)는 높이측정부(30)에 형성된 슬롯(31)을 따라 이동 및 회동하게 되어 있는데, 구배측정부(40)의 하면이 도상자갈 어깨 꼭대기로부터 외향으로 구배져 있는 자갈에 닿으면 제2체결부재(43)를 체결하여 구배측정부(40)의 위치를 고정하고, 구배포인터(44)가 지시하는 구배눈금(42)을 읽어서 도상자갈의 구배를 측정한다.

구배측정부(40)에는, 구배를 표시하는 구배눈금(42)―'구배눈금'은 수직거리에 대한 수평거리의 비율로 표시된 눈금이다―이 새겨져 있는데, 구배눈금(42)은 도 1에 도시한 바와 같이 원호 형상으로 새겨져 있고, 구배측정부(40)에는 단부가 구배눈금(42)을 지시하는 구배포인터(44)가 구비되고, 구배포인터(44)는 중간부분이 구배측정부(40)와 힌지(46)로 결합되며 하부에는 추(weight, 45)가 매달려 있어서, 구배포인터(44)는 추(45)가 매달려 있기 때문에 항시 수직방향을 지시하게 된다.

제1체결부재(33) 및 제2체결부재(43)는 수직부(20)와 높이측정부(30), 높이측정부(30)와 구배측정부(40)의 위치를 각각 고정시킬 수 있는 수단이면 되는데, 볼트를 사용하는 것이 바람직하고, 이때 볼트의 머리 부분의 반경이 슬롯(21, 31)의 간격보다는 커야 하며, 볼트의 단부는 높이측정부(30)와 구배측정부(40)에 각각 형성한 탭에 결합되게 된다. 또한 높이측정부(30)와 구배측정부(40)는 단면이 직사각형 형상을 갖는 판상의 부재면 된다.

본 발명에 따른 철도 선로의 도상자갈 어깨 높이 측정방법에 대하여 설명하면, 먼저 침목(10)의 측면 단부(端部)로부터 침목의 상면에 도상자갈 어깨 높이 측정장치의 수직부(20) 하부를 접촉시키고, 수직부(20)에 형성된 슬롯(21)을 따라 높이측정부(30)를 수평을 유지하면서 이동시켜 높이측정부(30)의 하면이 도상자갈의 어깨 꼭대기에 닿았을 때 제1체결부재(33)로 높이측정부(30)의 위치를 고정시킨 다음, 높이측정부(30)에 형성된 슬롯(31)을 따라 구배측정부(40)를 수평방향으로 이동시키면서 도상자갈의 어깨 꼭대기로부터 외향으로 구배진 자갈에 구배측정부(40)의 하면이 닿았을 때 제2체결부재(43)로 구배측정부(40)의 위치를 고정하여 구배를 측정한다.

선로 관리측면에서 구배가 1 : 1.8일 때 도상자갈이 가장 적절한 횡압력을 갖는 것으로 판단되기 때문에 이때를 표준상태로 판단하는데, 도 2에 도시한 바와 같이, 표준상태는 도상자갈(12)의 어깨 꼭대기 높이가 침목(10)의 상면으로부터 10㎝(즉, 수직부의 눈금이 10㎝)이고, 상기 꼭대기로부터 외향으로 구배져서 높이가 침목(10)의 상면 높이와 같아지는 지점이 꼭대기로부터 외향 수평방향으로 18㎝―이때 침목의 단부로부터 높이가 침목의 상면 높이와 같아지는 지점까지의 거리는 45㎝이다―일 때를 말한다(도 2 참조). 그러므로 구배포인터(44)가 지시하는 구배눈금(42)이 1.8일 때 표준상태가 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사항을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 침목 11 : 레일
12 : 도상자갈
20 : 수직부 21 : 슬롯(slot)
22 : 눈금
30 : 높이측정부 31 : 슬롯
32 : 눈금 33 : 제1체결부재
34 : 높이포인터(pointer)
40 : 구배측정부 42 : 구배눈금
43 : 제2체결부재 44 : 구배포인터
45 : 추(weight) 46 : 힌지(hinge)

Claims

침목의 측면 단부(端部)로부터 침목의 상면에 수직으로 세워져서 설치되며, 수직방향을 따라 슬롯(slot)과 눈금이 형성되어 있는 수직부;
상기 수직부의 슬롯을 따라 이동하면서 제1체결부재에 의해 위치가 고정되고 수평방향으로 설치되며, 수평방향을 따라 슬롯과 눈금이 형성되어 있고, 도상자갈의 어깨 높이를 측정하는 높이측정부;
상기 높이측정부의 슬롯을 따라 이동 및 회동하면서 제2체결부재에 의해 위치가 고정되고, 도상자갈의 구배를 측정하는 구배측정부;
를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철도 선로의 도상자갈 어깨 높이 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 제1체결부재 및 제2체결부재는 볼트인 것을 특징으로 하는 철도 선로의 도상자갈 어깨 높이 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 높이측정부에는, 상기 수직부에 형성된 눈금을 지시하는 높이포인터가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 철도 선로의 도상자갈 어깨 높이 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 구배측정부에는, 구배를 표시하는 구배눈금이 새겨져 있으며, 상기 구배눈금을 지시하는 구배포인터가 구비되고, 상기 구배포인터는 중간부분이 구배측정부와 힌지 결합되어 하부에 추(weight)가 매달려서 있는 것을 특징으로 하는 철도 선로의 도상자갈 어깨 높이 측정장치.
침목의 측면 단부(端部)로부터 침목의 상면에 도상자갈 어깨 높이 측정장치의 수직부 하부를 접촉시키는 단계;
상기 수직부에 형성된 슬롯을 따라 높이측정부를 수평을 유지하면서 이동시켜 높이측정부의 하면이 도상자갈의 어깨 꼭대기에 닿았을 때 제1체결부재로 높이측정부의 위치를 고정하는 단계;
상기 높이측정부의 슬롯을 따라 구배측정부를 수평방향으로 이동시키면서, 도상자갈의 어깨 꼭대기로부터 외향으로 구배진 자갈에 구배측정부의 하면이 닿았을 때 제2체결부재로 구배측정부의 위치를 고정하는 단계;
를 거쳐서 측정하는 것을 특징으로 하는 철도 선로의 도상자갈 어깨 높이 측정방법.
제5항에 있어서,
도상자갈의 어깨 꼭대기 높이가 침목의 상면으로부터 10㎝이고, 상기 꼭대기로부터 외향으로 구배져서 높이가 침목의 상면 높이와 같아지는 지점이 꼭대기로부터 외향 수평방향으로 18㎝일 때를 표준상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 철도 선로의 도상자갈 어깨높이 측정방법.