철도 가드레일 종류와 구조

가드레일 종류와 구조

(1) 정의와 종류
차량이 고정크로싱의 대향 분기를 통과할 때 크로싱의 결선부에서 차륜의 플랜지 가 다른 방향으로 진입하거나 노스의 단부를 선상시키는 것을 방지하며, 차륜을 안전하게 유도하기 위하여 반대측 주 레일에 설치하는 부재를 가드레일(guard(orcheck, guide) rail)이라 한다.
가드레일 유효장과 플랜지웨이 폭은, 상기와 같이 가드레일의 사용목적에 적합하 도록 설계된다. 그리고 결선부와 가드레일에 충격이 대단히 크기 때문에 차륜 유도시 충 격을 최대한 작게 하여, 발생하는 충격에 견딜 수 있도록 강고(强固)하게 설계한다. 가드레일은, 그 설계순서에 따라 알파벳순으로 형식명이 붙여졌다.
현재 사용중인 가드레일로는 다음과 같다.
1) A형 가드
2) B형 가드
3) C형 가드
4) F형 가드
5) H형 가드
이다.
가드레일에는 크게 재래형 (일명 A형, B형과 C형)가드와 신형(일명 F형, H형)가드 로 나누어 볼 수 있다.
1) A형 가드레일
A형 가드레일은 일본 초창기의 대정(大正)14년형(1925년) 분기기에 사용되어져 왔다. 그 특징으로 다음과 같다. (그림 2.22)
1 주레일과 동종(同種)의 레일을 휨 가공한 가드레일을 사용한다.
2 가드레일과 주레일의 체결은 평행간격재와 구배부간격재를 이용하여 볼트로 체결한다.
A형 가드레일은, 비교적 유도각이 커서 배면횡압에 의한 궤간이 축소되기 쉽다. 37kg레일용 가드는 주로 이선진입방지 목적으로 만들어져 8번, 10번용의 기준선, 분기선용 가드레일 길이는 통일되었다. 50PS용은 크로싱 마모방지를 고려해 8번, 10번용 기준선, 분기선용 가드레일 길이는 통일했지만, 12번은 기준선용과 이선진 입방지만을 고려해, 분기선용 가드레일과 길이를 바꿨다.
2) B형 가드레일
B형 가드레일은 예전의 50PS포인트·망강크로싱 분기기에 이용된 것으로 가드레일 이 주레일과 동종의 레일을 절삭 가공에 의하여 제작되어 주레일과 가드레일의 복 부는 평행하여 평행 간격재와 볼트로 주 레일(running rail of gauard)에 연결된다.

3) C형 가드레일
재래형(C형) 가드레일은 50NS레일용 분기기에 이용된 것으로 현재 가장 많이 사 용되고 있는 가드레일이다.
이 가드의 특징 다음과 같다.
1 주레일과 동종의 레일을 편개분기기의 기준선측 원호 절삭 가공한 가드레일을 이 용한다.
2 가드레일과 주레일은, 간격재를 이용하여 볼트로 체결한다. 간격재로 평행간격재 를 사용한다.
4) F형 가드레일
F형 가드는, 시셔스크로싱 등에서 주레일에 크로싱이나 이음매부가 근접하고 있어 가드의 부착이 곤란할 경우 이용한다. 이 경우, 종래는 특수크로싱을 이용해 고가 (高價)였으나 F형 가드로 인해 경제적 설계가 가능해 졌다.
F형 가드의 특징은 다음과 같다.
가. 기계구조용 강재를 가공한 것을 가드레일로 이용한다.
나. 가드레일 상면에 넛트를 삽입하는 구멍이 뚫려 있다.
다. 상판에 가드레일 지재(支材)를 용접하고 가드레일은 이 지재에 볼트로 고정한다. 라. 플랜지웨이 폭 조절은 가드레일과 가드레일 지재 사이에, 조절판을 끼워넣어 행한다.
5) H형 가드레일
신형(H형)가드는 그림 2.22에 나타낸 것처럼 60레일 고속용 분기기에 사용되며 상판에 용접된 지재에 가드레일을 설치하는 구조이다. 간격재와 볼트로 가드레일 을 체결하는 종래의 가드에서는 가드레일과 주레일이 일체로 되어 있기 때문에 궤 간과 백게이지의 보수를 연휴하여 행하여야만 하였다. 그러나, H형 가드레일은 주 레일에 체결되어 있지 않고 가드레일을 상판에 연결하여 궤간과 백게이지의 보수 를 각각 별도로 행할 수 있도록 되어 조절이 용이하고 배면횡압에 강하지만, C형 가드레일보다 고가(高價)이다.
플랜지웨이 폭 조절은 F형 가드레일과 마찬가지로 가드레일 지재(支材)와 가드레 일 사이에 조절판을 끼워 행하며, 가드레일의 상면은 주 레일 상면보다 12mm 높 게 되어 있어 차륜배면의 접촉이 잘 되는 장점이있다.

그림 2.22 가드레일 종류

(2) 가드레일 길이와 유효장(有効長)
크로싱 마모방지를 고려하면 가드레일 길이는 길어진다. 이선진입 방지의 방호(防 護)구간은 그림 2.23에서 보여 지는 범위이다. 가드레일의 유효장은 유도부를 제 외한 중앙부의 길이를 말한다.(그림 2.24)

그림 2.23 크로싱 방호구간/그림 2.24 가드레일 유효장

(3) 가드레일 플랜지웨이 폭

가드의 플랜지웨이 폭은 차륜 유도량과 차륜이 노스레일에 닿는 양에 영향을 준다. 플랜지웨이 폭을 넓게 한 경우에는 차륜 유도량이 작게 되어 배면횡압에 대하 여는 유리하게 되지만, 차륜이 노스레일에 닿는 량이 크게 되어 노스레일의 손모 에 대하여 불리하게 된다. 또한, 플랜지웨이 폭을 좁게 한 경우에는 차륜 유도량이 크게 되어 배면횡압에 대하여 불리하게 되지만, 차륜이 노스레일에 닿는 양이 작 게 되어 노스레일의 손모에 대하여 유리하게 된다. 현재, 속도향상을 위한 배면횡 압의 판정기준을 12tf으로 고려되는 점에서 고속주행용 분기기의 플랜지웨이 폭을 작게하는 것은 바람직하지 못하다.
가드의 플랜지웨이 폭을 검토할 때에는 이상과 같은 점을 고려함과 동시에 관련된 궤도규칙, 분기기의 사용 목적, 궤간이 보수 기준, 크로싱의 플랜지웨이 폭, 백게이 지 및 윤축의 보수기준 등을 고려하여야 한다. 국철에서 분기 가드레일의 플랜지 웨이 폭은 42 ± 3 mm이다.

(4) 백 게이지(back gage)
백게이지는 그림 2.24에 나타낸 것처럼 가드레일의 플랜지웨이 측면에서 크로싱의 대응하는 노스레일 궤간선까지의 거리이다. 백게이지가 작은 경우에는 차륜이 노 스레일에 닿는 량이 크게 되어 노스레일의 손모가 생기며, 극단적인 경우에는 이 선진입을 일으킬 위험성이 있다. 또한, 백게이지가 큰 경우에는 차륜내측이 가드레 일과 윙레일에 구속되어 차륜이 올라 탈 우려가 있다. 국철에서는 백게이지를 1,390∼ 1,396 mm로 유지하도록 하고 있다.
1) 백게이지의 상한
백게이지의 상한은 최소의 윤측이 통과할 수 있도록 고려되고 있다.

2) 백게이지의 하한
백게이지의 하한은 최대의 윤축이 통과할 수 있도록 고려되고 있다.