1. 고속분기기의 구조
1.1 고속분기기의 특징
분기기는 선로가 두 방향으로 분리되거나 합류되는 분기점에 설치되며, 열차를 진행하고자 하는 방향으로 전환하기 위한 스위치(포인트)부와 이를 유도하는 리드부 그리고 교차하는 크로싱부로 구성되어 있다. 분기기의 부설은 선로 조건에 따라 영향을 받으며, 기존선 분기 기의 경우는 플랜지가 닿는 마찰과 이음매부로 인한 충격, 소음, 마모, 손상이 심할 뿐 아니 라 분기부를 지날 때 감속 운전을 하여야 하지만 고속철도 분기기의 경우는 이음매 용접, 가동노스 사용, 완화곡선 삽입 등 신기술 도입으로 승차감 향상 및 고속운행이 가능하도록 하였다.
2. 스위치부
2.1 일반사항
스위치부는 60E1(UIC60) 기본레일 2개와 60E1A4(60D) 비대칭 스위치 레일 2개로 구성되어 있다. 스위치레일은 리드레일60E1(UIC60)과 연결되는 부위는 60E1(UIC60) 레일의 Profile과 동일하게 단조 되며, 단조부위는 초음파탐상 및 자분탐상을 실시하여 단조부 내외의 결함이 없는 것이 사용된다.
스위치 레일과 기본레일은 강설시 차량 통행에 지장을 초래하지 않도록 융설 장치를 설치한다.
2.2 스위치의 구성
분기기 텅레일과 기본레일이 있는 포인트지점으로 텅레일 마모관리등 유지보수에 특히 주의를 기울려야하는 부분이다.
2.3 용어의 정의
다음은 다양한 스위치 구성품 및 그 정의이다.
| 용어 | 정의 |
| 스위치 (swich) |
텅레일이 부착되어 있는 기본 레일 및 모든 필요한 연결장치치 |
| 기본 레일 (stock rail) |
텅레일이 부착되어 있는 주행 레일 |
| 텅레일 (tongue rail) |
두꺼운 쪽이 리드 레일에 부착되어 있으며 첨단부분이 가늘게 깍여 있는 가동 레일로 차량의 분기기 진입을 도움 |
| 스위치 각 (switch angle) |
스위치가 닫혀 있는 상태에서 텅레일의 첨단과 기본레일의 궤간 선들 사이의 각. 고선 분기기의 경우 스위치 첨단부의 궤간 선은 첨단부에서 텅레일의 접선임이 |
| 스위치 동정 (throw of switch) |
텅레일의 첨단부에서 개방거리(개구값)고 규정 수치는 115mm임 |
| 후단 벌림량 (heel divergence) |
스위치 고정부에서 기본레일의 궤간 선으로부터 텅레일의 궤간 선까지의 최단 거리. 이는 스위치 고정부에서의 텅레일과 기본레일 사이의 거리에 텅레일 두부의 넓이를 더한 수치임. |
| 좌.우측기본레일 (left- or right- hand stock rails) |
포인트를 대향한 상태에서 기본레일의 위치에 따라 좌측과 우측으로 구 분함 |
| 미끄럼 상판 (slide chairs) |
미끄럼 상판은 텅레일 아래에 설치되어 텅레일의 원활한 횡방향 이동을 도움 |
| 궤간격간 (spacing bars) |
텅레일 사이의 정확한 거리를 유지시키기 위하여 브라케트을 이용하여 텅레일에 단단히 고정시킨 철제판 |
2.4 스위치부 주요 부품
2.4.1 기본레일(stock rail)
60E1이 주재료 이며, 궤간선(14mm) 아래를 경사 가공하여 텅레일의 밀착되도록 가공한다.
2.4.2 텅레일(tongue ral)
60E1A4(60D)레일이 주재료 이며, 끝부분은 리드부와 연결을 위하여 60E1레일형상으로 단조가공하여 테르밋용접을 시행한다.
2.4.3 궤간격간(spacing bars)
텅레일 사이의 정확한 거리를 유지시키기 위하여 브라케트을 이용하여 텅레일에 단단히 고정한다.
궤간격간(spacing bar)과 연동간(multiple driving device)의 구성은 분기기의 접선 정도에 따라 다르다.
2.4.4 안티크리프
안티크리퍼는 고정부 간격재의 단점을 보완한 제품으로써 플러그와 포크 2개 부분으로 구성되며 접촉부 유간은 ±7mm로 설계되어 분기기 포인트의 허용 변위 내에서의 신축은 허용하고 그 이상의 신축은 구속하여 축력을 분산시키고 기본레일과 텅레일의 상대변위를 구속시킴으로써 분기기 첨단부의 안전을 확보하고자 하였다.
2.4.5 미끄럼상판(slide chair)
미끄럼상판은 스위치부 전환 시 텅레일이 이동할 수 있는 상판을 말하며 1단계 고속분기기의 경우 도유(신호분야)를 하였으며, 근래에 설치되는 분기기는 룰러를 설치하여 전환 시 발생하는 반발력 감소(시설분야 유지보수 사항)시킨다.
2.4.6 룰러상판
텅레일의 원활한 전환을 위하여 도유를 시행하고 있다. 도유로 발생할 수 있는 환경오염, 궤도재료의 열화 및 유지보수의 어려움, 작업자 위험 등의 이유로 룰러상판을 설치하고 있다.
3. 리드부
리드부는 스위치부와 크로싱부 사이의 일반 레일이 부설된 부분을 말한다. 분기선에 절연레 일이 설치된다.
리드레일은 60E1레일을 사용하며 리드부 베이스플레이트를 침목에 스크류 스파이크로 고정 하여 사용한다.
4. 크로싱부
크로싱은 차량의 차륜 플랜지가 한 쪽 궤도를 따라 이동하다가, 다른 궤도의 한쪽 레일이나 양 레일 모두를 안전하고 동요 없이 건널 수 있도록 한다.
*주의
- 크로싱부의 신축이음장치는 F18.5 분기기에만 적용
- 각 겹침부에는 도유구가 있으며 반기 1회 도유하여야 함
F18.5 분기기와는 달리 F46.0과 F26.0 가동 노스 크로싱은 크로싱 길이가 길기 때문에 신축 장치가 없다는 사실에 유의해야 한다. 노스 가동 크로싱은 밀착쇄정기(VPM)로 걸어서 밀착 쇄정하며, 밀착 검지기(Paulve)로 밀착정도를 점검한다.
4.1 노즈가동 크로싱
노즈가동 크로싱을 사용하는 경우는 노즈부에 있는 결선부를 제거하기 위함이다. 이 결선부 는 차량운행시 차륜과 크로싱간에 발생되는 충격과 마모를 증대시킬 뿐만 아니라 승차감 및 유지보수의 관점에서도 문제점인 것이다. 가동 노즈부분의 작동은 스위치레일과 연동되어 동시에 작동된다.
노즈 레일은 레일 전체에 용접부가 없어야 하며, 일반구간과 연결되는 부위는 60E1(UIC60) 레일의 Profile과 동일하게 단조되어야 하며, 단조된 부위는 초음파탐상 및 자분탐상을 실시 하여 단조부 내외의 결함이 없는 것이 사용된다.
노즈레일은 강설시 차량 통행에 지장을 초래하지 않도록 융설(히팅)장치도 설치한다. 직선형으로 220V 960W, 1360W가 설치된다. VPM은 200W코일형 4개가 내장되어 있다.
4.2 크로싱의 번수
크로싱의 번수(N 또는 tg 1/n)는 스켈톤 교점(intersection point of skeleton)에서 측정한 크 로싱의 끝단 길이에 대한 크로싱 후단에서의 펼쳐진 길이의 비로써 정의된다. 스켈톤 교점 은 분기기나 다른 궤도 연결장치에 대한 계산시 기준점으로 사용된다.
4.3 크로싱부의 용어 및 정의
| 용어 | 어정의 |
| 이론 교점 (TPC, Theoretical Point of Crossing) |
크로싱의 궤간 선들의 이론적 교차점 |
| 실제 교점 (APC, Actual Point of Crossing) |
노스의 적절한 두께를 고려한 실제 노스 레일 지점 (제작상의 문제 및 강도 고려) |
| 윙레일 곡계점 (Throat of Vee) |
윙레일 사이의 거리가 가장 작은 지점. 엘보우(elbow)나 너클(knuckle)이라고도 함 |
노스가동 크로싱은 노스는 60E1레일을, 윙레일은 망간 크래들과 A74레일을 사용한다.
4.4 망간크래들
망간크래들은 고망간강(manganese steel)을 사용하여 일체 주조로 제작한 망간크레들에 60E1(UIC60)레일 2본을 특수용접으로 접합하고, A74레일 2본(윙레일)을 특수용접으로 접합 하여 제작한다.
망간의 특성은 다음과 같다.
1. 끈질겨 갈라지기 어렵고, 흠이 생겨도 진전이 느리다.
2. 가공경화성이 있어 차륜이 통과하는 것에 의하여 경도가 HS30에서 HS50~60으로 증가한다.
3. 내마모성이 있다.
4.5 가동노스레일
60E1A4(60D)레일을 장노스레일과 단노스레일(Splice rail, Expansion rail 포함)로 가공하여 볼트로 체결하여 가동노스레일을 제작한다. 크로싱의 좌.우의 구분은 장노스레일의 방향으로 판단한다.
4.6 윙레일부 가동노스 설치
윙레일(A74레일)에 멈춤쇠가 볼트로 체결되어 있으며, 브레이스는 상판에 리벳볼트로 체결 된다.
5. 가드레일
가드레일은 결선부가 존재하는 저번수 분기기 F8, F10, F12, F15번 크로싱의 반대쪽에 있는 주레일을 따라 궤간선 내측으로 설치되며 반대쪽 차륜의 플렌지가 노스레일를 따라 크로싱을 통과할 수 있도록 차륜 플렌지를 가드레일과 주행레일사이로 유도시키는 역할을 한다. 가동노스레일을 사용하는 분기기는 결선부거 없으므로 가드레일의 생략이 가능하나 자갈 도 상용 고속분기기의 가동 노스에 발생할 수 있는 결함(노스 파단이나 철조각과 같은 외부 장 애물이 노스와 크래들 사이에 끼는 경우)에 대비하여 가드레일을 부설한다.
가드레일은 외측레일과 독립되어 있으며, 가드레일 지지대에 의해 침목에 고정된다.
6. 신호전장품 (VCC, VPM, Detector)
6.1 MJ81 선로전환기 각부의 명칭
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