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철도연, 자갈도상 궤도 틀림 줄이는 침목 개발 "고속선 성능 검증 완료"

반격자침목·광폭침목 2종 삼표레일웨이와 공동 개발...유지보수비 절감 기대

장병극 기자 | 기사입력 2020/10/27 [12:25]

철도연, 자갈도상 궤도 틀림 줄이는 침목 개발 "고속선 성능 검증 완료"

반격자침목·광폭침목 2종 삼표레일웨이와 공동 개발...유지보수비 절감 기대

장병극 기자 | 입력 : 2020/10/27 [12:25]

[국토매일=장병극 기자] 한국철도기술연구원(이하 철도연)은 자갈궤도의 궤도 틀림을 줄이는 침목 2종을 삼표레일웨이와 공동 개발해 시험시공 및 성능 검증을 완료했다.  

 

궤도 틀림은 열차가 주행하면서 반복되는 하중으로 인해 궤도가 미세하게 변형되는 현상이다. 자갈도상으로 된 선로에서 일반적으로 나타나며, 궤도 틀림이 증가하면 ▲승차감 저하 ▲탈선 위험 증가 ▲궤도수명 감소로 이어질 수 있다.

 

현재 경부고속철도 1단계 구간인 광명~동대구 구간의 약 90%가 자갈도상 궤도로 이루어져 있고, 고속철도는 매우 빠른 속도로 운행되기 때문에 열차속도 및 충격하중 등을 고려해 일반철도보다 엄격한 기준으로 궤도 틀림을 관리하고 있다. 

 

이번 철도연이 개발한 개량 침목은 열차가 달릴 때 자갈궤도에 전달되는 압력을 줄여 궤도 틀림을 줄이도록 침목의 유효면적을 넓힌 광폭 침목과 반격자 침목이다.

 

▲ 광폭 침목 (Wide Sleeper)  © 국토매일

 

광폭 침목은 침목의 폭을 360mm까지 넓힌 것이고, 반격자 침목은 레일 아랫부분의 면적을 길이 방향으로 550mm까지 확장하여 밑넓이를 1.5배 확보한 것이다.

 

이를 통해 도상으로 전달되는 압력을 50% 이상 줄였으며, 특히 개발된 침목을 적용한 경우 고속철도의 선로 유지보수 작업을 30% 이하로 감소시킬 수 있었다.

 

반격자 침목과 광폭 침목은 이미 일반철도와 고속철도에 시험 부설해 성능 검증까지 마쳤다. 일반철도의 경우 경부선 지천~대구 구간 상행선에 반격자 침목 200정 (130m)과 광폭 침목 60정(40m)을 2017년 시험 부설하여 약 3년간 성능을 검증했다. 

 

고속철도는 경부선 대전~영동 구간 하행선에 반격자 침목 160정(96m)과 광폭 침목 281정(169m)을 지난 2018년 시험 부설하고 약 2년간 성능을 검증했다. 고속선에서 개발 침목을 시험부설하여 성공한 최초의 사례이다. 이번에 개발한 광폭 침목과 반격자 침목은 국토교통부의 형식승인과 제작자승인을 지난 3월 완료했다. 

 

철도연이 개발한 침목은 기존 침목 대비 30% 정도 증가된 중량으로 인해 도상 횡저항력을 30~50% 정도 높여 여름철 폭염으로 궤도가 측면으로 튀어나오는 좌굴 현상을 방지하는 효과도 얻을 수 있다. 지난 5월 천안아산역 구내 일부 궤도의 좌굴(座屈, buckling) 위험성이 있는 구간에 광폭 침목을 100정 교체해 좌굴 안전성 확보를 검증했다.

 

▲ 반격자 침목 (Half Frame Sleeper)  © 국토매일

 

황성호 철도연 선임연구원은 “궤도 구조가 변경되는 접속부나 구조물 간 접속부, 자갈도상의 유지보수 작업이 빈번히 소요되는 구간, 도상 횡저항력 부족으로 좌굴 위험이 큰 구간 등에 우선 적용하면 유지보수비를 크게 절감할 수 있다”며 “단면 최적화 및 생산 공정 단순화 방안 등을 통해 가격 경쟁력을 확보하고 상용화를 진행할 계획“이라고 말했다.

 

나희승 철도연 원장은 ”고속철도 개량과 유지보수 인프라 기술을 한 단계 높인 기술로 국내뿐 아니라 해외 철도시장 진출을 적극 지원하겠다”며 앞으로도 “더 안전한 철도교통을 위한 국민안전 SOC 기술개발을 위해 노력하겠다”고 전했다. 

 
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