사장식 곡선정정

철도는 타교통수단에 비하여  안전성, 대량성, 확실성,정공해성 등을  가장 큰 특징을 가지고 있다.  하지만 1970년 7월 경부고속도로가 개통되고 그 후 도로가 뻥뻥 뚫리면서 철도물류수송은 점차 줄어들기 시작했다.

 그래도 1990년데 초까지만 해도 산업선은 철도수송이 적자네 뭐내 하면서도 그럭저력 버텨 왔다. 1990년데 중반부터는 완전히 도로 위주의 교통 수송이 되었다. 선로유지보수도 1980년데 까지 만 해도 1종 장비작업이 있기는 했지만 그래도 주로 인력에 의존하여 궤도유지보수를 했다. 보선장비는 1967년에 최초로 오스트리아에서 머티플타이템퍼 1대를 도입하였고, 그 후 보선장비를 점차적으로다가 도입하여  1972년 기계보선사무소가 처음 발족하였다.

1987년 5개 지방청에  장비보선사무소가 발족되고 본격적으로 정기수선방식  장비작업이 이루어졌다. 난 1976년에 입사하여 3종기계분소에서 근무하다. 1979년도부터 기술원을 했고, 1981년도에 보선분소기술원 1989년도에 장비사무소 관리원, 그리고 수장을 했다. 그때 보선분소 기술원으로 있을 때 내가 근무하는 관내는 산악지형이라 선로의 대부분 반경 250미터 또는 300미터의 곡선이고 선로 기울기가 23퍼밀리 이상으로 건설되었다.

 

 

그래서 일 년 내내 하는 일이 겨울이면 곡선 편마모레일교환, 궤간정정 봄, 가을은 곡선 방향정정, 유간정정, 침목교환  당시 선로유지보수 하는 직원분들 고생 많이 했다. 그때 선로반 수장님 들 방향정정 작업한다고.곡선종거 검측해서 사장식 풀어 달라고 부탁하면 집에 가서 밤새도록 끙끙거리면 서 풀었는데. 처음에는 선로를 잘 몰라 사장식 풀어주면 잘 안 맞는다 고하여 나중에는 선로현장에 직점 검측하러 다니면서 수장님과  구조물 등 선로현황을 파악하고 의견도 많이 듣고 해서 그것을 반영하여 사장식을 풀어주니 수장님이 좋다고 하였다. 그렇게 해서 "후리야께"라는 것도 배우고 기술원 한 10년 이상 하면서 사장식 곡선정정은 꽤 전문가 소리를 들었다.

사장식 곡선정정은 현장여건에 따라 정석보다는 여러 가지 편법을 동원해서 풀어야지 좋은 결과가 나온다.

태백선 자미원-민둥산간 R=250 곡선

편법이 뭐신가 하면 엉터리로 한다는 예기가 아니고 예를 들면 한 개의 곡선 전장에 걸쳐 그 곡선 안에는 터널도 있을 것이고, 교량도 있을 것이고. 구교도 있을 것이고, 이것을 전체로 하여 사장식을 풀어 놓으면 100m 200m를 인력으로 방향정정 하기는 불가능 하다.

 그래서 방향 틀림이 많은 곳, 완화곡선, 교량 등 구조물 전.후 등 감안하여 약 30m～50m를 분할해서 방향틀림 량에 따라 사장식으로 풀 때도 있고 후리야께(간이 계산방법)로 풀 때도 있다.

 요즘은 머티플타이탬퍼가 선로조건을 입력하면 지가 알아서 방향정정을 하는 데 80년데 말까지 만해도 02장비는 조작자가 캔트와 방향을 침목에 표시해 놓은 수치를 보고 로터리(가변)스위치를 손으로 돌리면서 작업을 했다. 그러니 숙련자 아니면 방향정정은 스위치를 끄고 작업을 했다. 이유는  전차선이 있지 괜히 방향정정 많이 했다가 전차선 편위를 벗어날까봐 그랬다. 영동보선사무소 근무한면서 5년가 02형 머티플타이펨퍼만 작업을 했다. 그레서 사장식 곡선정정도 할 줄 알고  또 시설현장에서 방향정정이 선로유지보수작업 중 중요한 점을 감안하여 머티플타이탬퍼 작업 시 가능한 방향정정을 해주려고 노력했다. 내가 1994년 쌍용분소장으로 발령을 받아 곡선 방향틀림이 나뿐 것을 알고 1종장비작업이 왔을 때 방향정정을 좀 잘 해달라고 했더니 1종장비 선임장이 방향정정을 잘 할줄 몰라서 내가 직접 머티플작업을 한적이 있다.

아래 사진은 목침목스파이크 구간 곡선 외측 레일에 횡압으로 타이플레이트가 외측으로 밀려 침목을 파고 들어간다.

스파이크가 외측으로 넘어지고 스파이크를 추가로 증타 한 것이 보인다. 곡선구간에서 캔트가 불균등 하든지 방향틀림이 있으면 열차가 사행운동을 하여 발생되는 현상이다.

외측레일이 횡압으로 타이플레이트가 외측으로 밀리는 현상이다. 이럴 경우 궤간이 확대되고 심하면 열차탈선의 우려가 있다. 침목위에서 타이플레이트가 밀린 자국이 보인다.

곡선반경을 모를 때 곡선종거를 측정하여 평균 갚을 확인하여 위의 식에 적용하면 곡선반경을 알 수 있다. 

종거의 차는 우선 현장종거를 측정하여 각 측점의 종거값을 원곡선과 완화 곡선을  구분하여 합계를 구한다. 그리곡 원곡선 종거의 합을 원곡선 측점번호로 나눈다.  그러면 그 곡선의  평균 종거 값을 알 수 있고, 종거 값으로 곡선반경을 구하여 본다. 실제 곡선반경과 측정한 종거 값으로 제표의 곡선반경과 같은 지 비교해 볼 수가 있다. 제표의 곡선반경과 현장종거를 측정하여 구한 곡선반경이 차이가 나는 경우가 있다. 이렇게하여 완화곡선의 길이와 완화곡선의 측점별 종거값을 구하여 현장 장종거와 비교하여 본다.  

위의 계산에서 보면 차의 누계 값 10번은 "0"이나, 반이동량 칸의 누계는 최종 10번항에서 "6"이 됨으로  이 계산값은 그대로 적용할 수 없다. 왜냐 하면 사장식곡선정정 종거계산식에서 최초 1번 이동량과 최종 10번 이동량은 반드시 "0" 되어야 한다. 이를 다시 설명하면 사장식 곡선정정에서 임의 점에서  이동량이 +10mm를 이동한다고 하면 이동하는 측점 전.후에서 반대로 -5mm만큼 반대로 이동한다는 조건이 성립하기 때문이다. 그렇기 때문에 최종10번 에서 반이동이 6mm이므로 이동량은 반이동의 두배이므로 12mm를 이동하게 되면 10번 측점 전,후 9번과, 11번에서 -6mm 자동으로 이동하게 됨으로 11번 측점번호는 없기 때문에 -6mm가 이동하면 방향이 좋은 지 또는 정정을 해야 하는지 를 알수가 없기 때문이다. 

사장식 곡선정정 계산표에서 "현장종거"는 실제 곡선의 현장종거의 측정값이고, "계획종거"는 현장종거의 합을 측점수로 나눈 평균값이다.  "종거의 차"는 현장종거에서 계획종거값을 뺀 값이다. 여기서 현장종거가 크면 "+"이고, 현장종거가 계획정거보다 작으면 "-"값으로 적는 다. 그리고 "차의누계" 현장종거와 계획종거의 차를 누적 합산한 값이다. 그러므로 이는 최종합이 반드시 "0"이 되어야 한다. "반이동량"은 실제 곡선의 틀림값을 찾아 측점번호별로 이동량을 찾아 곡선정정을 하기 위한 값이다. 반이동량이 이동량의 1/2이 되는 것은 곡선정정정작업시 어떤 측점번호를 +10mm 이동하였다고 가정하였을 때 +10mm이동하는 측점번호 전.후  측점번호에서는 반대로10mm의 1/2만큼 즉 -5mm가 각각 이동한다는 사실이다. 왜 그런가 하면 곡선의 반경 선형이 레일을 절단하지 않는 한 늘어나거나 줄어들지 않기 때문이다.  

곡선반경 R=300미만곡선 내측에  탈선방지 가드레일을 부설하였다. 급곡선에서 곡선종거, 캔트, 분니 등 선로상태가 나빠 탈선의 경우 탈선을 방지하고 전복사고 등 대형사고를 방지하기 위해 부설하였다. 이 탈선방지 가드레일은 안전에는 도움이 되나 머티플타이탬퍼 작업 등 기계작업을 하려면 철거를 해야 함으로  불편하다.

 

아래 설명은 간이사장식 곡선정정에 대하여 설명한다. 옛날에 선배님들은 "후리야께"라고 했다. 설명은 간단하다. 아래 표에서 보면 측점⑤의 경우 ＋4mm를 외측으로 밀어내면 ⑤측점 좌.우 ④번측점과  ⑥번측점에서는 각각 -2mm 만큼 줄어든다. 각각의 침목에 고정된 궤강은 임의의 지점(측점)을 외측으로 밀거나, 아니면 내측으로 밀 때 그 궤강의 이동 값의 1/2만큼 좌.우에서 반대로 이동한다는 것이다.  

아래 사진은 콘크리트궤도 구간에서  테르밋트용접이 잘못되어 부분적 방향 틀림으로 열차의 사행운동이 생겨   레일두부 측면(궤간선)에 편마모(깎임현상)가  발생되 모습을 볼 수가 있다.

정상적인 콘크리트 궤도간간에서 레일두부 측면 궤간선 열차접촉 모습 이 사진도 자세이 보면 궤간선이 차륜과의 접촉된 모습이 보인다.

물동량이 증가하면서 용지확보는 하지 않고 역구내 배선변경을 하여 곡선분기기가 많이 부설되어 있다. 이 런구간에 서는 방향틀림 , 궤도틀림을 유심히 살펴 보아야 한다.

 

김경수 선로이야기 (tistory.com)

김경수 선로이야기