철도 궤도 부품의 종류와 특징(레일, 침목)

철도 궤도 부품의 종류와 특징(레일, 침목)

철도 궤도 부품의 종류와 특징(레일, 침목)

궤도 부품의 첫 번째로 레일을 보겠습니다. 레일은 긴 강 구성요소입니다. 레일의 주요 목적은 탄력 있는 지지를 제공하고 열차의 차륜을 이끄는 것입니다. 철도 궤도는 두 개의 평행한 레일이 있습니다. 레일은 변하지 않는 지속적인 수평면을 제공하여 열차가 이동하게 합니다. 레일은 높은 압박을 견딜 수 있는 고탄소강으로 만들어집니다. 레일은 탄력적인 구성요소로 바퀴 하중이 여러 개 침목에 분산되도록 도와줍니다. 열차에 지속적인 수평면을 제공하는 것에 더불어 레일은 다른 기능이 또 있습니다. 레일은 다양한 힘의 압력을 견딜 수 있도록 만들어져야 합니다. 힘은 열차의 종력처럼 수직력일 수 있습니다. 열차의 종력은 열차를 제동이나 가속할 때 발생합니다. 3번째 힘은 횡력으로 중심 수직 하중이 될 수 있습니다. 수직적, 종적, 횡적 힘의 방향이 슬라이드에 나와있습니다. 레일의 다른 주요 기능으로는 하중을 넓은 면적의 침목으로 전달하는 것입니다.

레일의 종류

이제 레일의 종류를 봅시다. 역사적으로 레일의 발전은 많은 단계와 크기를 걸쳤습니다. 최초 레일은 머리가 쌍두 레일로 영어 알파벳 I나 아령 부분처럼 생겼습니다. 이렇게 설계된 이유는 서비스가 운행되며 머리 윗부분이 닳으면 레일을 뒤집어 재사용할 수 있기 때문입니다. 그것이 이 설계의 주요 목적이었습니다. 하지만 연장된 사용으로 레일의 아랫부분도 역시 찌그러져서 재사용이 불가합니다. 다음 타입은 우두 레일입니다. 이 설계는 쌍두 레일과 대체로 비슷하나 윗머리에 금속이 더 있는 형태입니다. 이 설계는 마모를 더 잘 견디기 위하여 쌍두 레일을 개선한 것입니다. 이 설계의 큰 단점은 레일을 쥐기 위해 체어가 필요하고 침목으로 고정해야 한다는 것입니다. 현대 레일 디자인은 평발 레일이라고 합니다. 이는 비뇰 타입 레일이라고도 합니다. 이 현대 레일 타입은 우두 레일을 개선한 것으로 못의 도움으로 침목에 직접적으로 고정될 수 있습니다. 평발 레일의 다른 장점으로는 이 디자인이 더 경제적이라는 것입니다. 그래서 이 디자인은 대량 생산이 더 쉽습니다. 평발 레일의 다른 큰 강점, 세 번째 장점으로는 우두머리 레일이 사용된 궤도에 비하여 평발 레일을 사용한 궤도의 가로 안정성이 더 높다는 것입니다. 이러한 장점 때문에 평발 레일은 표준화되어 세계 다양한 철도에 도입되고 있습니다.

침목의 기능

이제 궤도의 다른 구성요소인 침목을 보겠습니다. 침목은 궤도의 레일과 밸러스트 사이에 위치합니다. 북미에서는 이것을 타이라고 합니다. 침목은 레일 아래에 설치되어 레일을 지지하고 바퀴 하중을 레일로부터 밸러스트로 전달하는 역할을 합니다. 전통적으로 침목은 나무로 만들어졌으나 현대의 침목은 주로 콘크리트로 만들어집니다. 좋은 침목은 충분한 힘이 있고 초기 비용과 유지비용이 적어야 합니다. 침목의 몇 가지 기능에 대해 보도록 합시다. 침목은 많은 기능이 있지만 우리는 몇 가지만 보겠습니다. 침목의 첫 기능으로 침목은 적절한 게이지로 레일을 쥐고 지지하는 데 쓰입니다. 예를 들어 침목은 직선 궤도에서 정확한 게이지를 유지해야 하고 급격한 커브에서는 살짝 느슨해야 합니다. 침목의 다른 기능으로는 레일로부터 전달받은 하중을 더 넓은 면적의 밸러스트로 분배하는 것입니다. 침목의 세 번째 기능은 탄력적인 매질로서의 역할을 하여 이동하는 하중의 충격과 진동을 흡수하는 것입니다. 이제 침목의 몇 가지 종류를 봅시다.

침목의 종류와 특징

침목은 재료에 따라서 많은 종류가 있습니다. 예를 들어 나무 침목, 강철 침목, 콘크리트 침목, 그리고 합성물 침목이 있습니다. 나무 침목은 가장 이상적인 타입이고 세계 많은 철도에서 사용되고 있습니다. 나무 침목은 경제적이고 제작이 쉽습니다. 이는 수분 흡수, 진동 약화에 좋습니다. 왜냐하면 나무 침목은 받침 재료를 잘 유지하기 때문입니다. 나무 침목의 다른 장점으로는 손상 위험 없이 작업이 용이하다는 것입니다. 게이지 정렬의 경우, 나무 침목을 사용하면 쉽게 고칠 수 있습니다. 나무 침목은 몇몇 단점도 있습니다. 나무 침목의 가장 큰 단점으로는 마모, 부패, 곤충의 공격으로 수명이 짧다는 것입니다. 나무 침목은 마모, 부패, 곤충 공격으로 수명이 짧습니다. 또한 나무 침목은 화재위험에도 영향을 받습니다. 나무 침목의 유용한 수명이 다하면, 경미한 잔존가치가 있습니다. 이제 두 번째 침목 타입, 강철 침목을 봅시다. 강철 침목은 공업제품입니다. 강철 침목은 먼저 그리고 한 번 구부러져있습니다. 이는 밸러스트가 운송 궤도의 안정성을 위해 고정될 수 있도록 도와줍니다. 강철 침목의 장점으로는 첫째, 강철 침목은 수명이 길고 유지 문제가 적습니다. 둘째, 강철 침목은 좋은 측면 강도를 가지고 철강회사들이 쉽게 제작 가능합니다. 셋째, 강철 침목은 화재로 쉽게 손상되지 않으며 유용 수명이 다해도 잔존 가치가 좋습니다. 이제 셋째 그리고 마지막 침목 타입인 콘크리트 침목을 봅시다. 콘크리트 침목, 혹은 콘크리트 타이는 강철로 보강된 콘크리트로 만들어지는 철도 침목입니다. 콘크리트 침목은 1884년 트램 선로에서 처음 사용되었습니다. 그리고 1896년부터에서 야 주요 철도 노선에서 사용되었습니다. 콘크리트 침목은 나무 침목처럼 탄력이 부족합니다. 콘크리트 침목은 훨씬 빠른 커브 발란스 저하, 우리는 추후 강의에서 커브, 턴아웃, 스위치에 대해 자세히 알아보겠습니다. 진동을 약화하기 위하여 콘크리트 침목에 고무 패드가 사용됩니다. 콘크리트 침목의 몇몇 장점을 봅시다. 첫째, 콘크리트 침목의 너비와 강도는 긴 레일에 적합합니다. 긴 레일은 궤도를 도는데 높은 저항력이 필요합니다. 둘째, 콘크리트 침목은 수명이 40~50년으로 매우 깁니다. 셋째, 콘크리트 침목은 대량 생산이 가능하고 현지 자원을 이용할 수 있어 운송 비용을 절약할 수 있습니다. 마지막으로, 콘크리트 침목은 불연성이 있습니다. 말하자면 이는 불이 쉽게 붙지 않는다는 것이지요. 또한 곤충이나 부식에도 강합니다. 콘크리트 침목은 이런 장점들도 있지만 또한 단점도 가지고 있습니다. 첫째, 콘크리트는 무거워서 콘크리트 침목의 수작업, 들어 올리기, 이동이 불가능합니다. 그리하여 기계적인 작업이 필요하고 기계적인 작업을 위한 기구들은 비쌉니다. 탈선 시에, 콘크리트 침목은 크게 손상되고 잔존가치가 없습니다. 나무, 강철, 콘크리트 침목을 비교하였습니다. 여러분이 표를 보면 언제 어디에 각기 침목이 사용되어야 하는지 잘 이해될 것입니다.