철도 분기기 텅레일 손상방지 가드레일 개발 [철도기술연구원]
열차의 주행 안전성 확보·유지보수비 절감
한국철도기술연구원(원장 한석윤, 이하 철도연)은 철도 분기기 텅레일의 마모 및 이빠짐 등 손상방지를 위한 ‘궤간 외측 포인트 가드레일’을 공항철도㈜ 및 삼표레일웨이㈜와 공동으로 개발했다.
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과제명: 궤간 외측 포인트 가드레일 개발(철도연 중소기업지원사업)
연구기간: 2020.5. ~ 2021.12. (연구책임자: 김만철 철도연 책임연구원)
철도 분기기는 열차를 한 궤도에서 다른 궤도로 옮기기 위해 선로에 설치한 장치로 철도차량이 안전하게 주행하는 데에 가장 중요한 궤도장치이다. 텅레일(tongue rail)은 철도 분기기에서 열차를 다른 궤도로 유도하는 기능을 수행하는 구성품으로 텅레일 손상은 철도의 안전운행 저하와 직결된다.
개발된 ‘궤간 외측 포인트 가드레일*’은 분기기 양쪽에서 열차가 진입하면서 발생하는 마모 및 이빠짐 등 텅레일의 손상을 막기 위해 분기기 궤도 바깥쪽에 설치하는 장치이다.
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*가드레일: 열차가 운행할 때 바퀴의 탈선 및 레일의 마모 등을 막기 위해 궤도의 안쪽 또는 바깥쪽에 깔아 놓은 보조 레일
기존에는 가드레일을 분기기 앞부분 궤도 안쪽에 설치하여 분기기 앞부분에서 진입하는 열차에는 효과가 있었지만, 분기기 뒷부분에서 진입하는 열차에는 효과가 미비했다.
개발된 기술은 차륜 및 레일의 마모 진행 정도에 따라 텅레일 재료손상 방지 기능을 지속할 수 있도록 가드레일 간격 조절이 가능하다. 현장시험, 구조안전성 및 3차원 차량동력학 해석 등을 통해 설계했고, 공인기관 구성품 시험을 진행했다.
2021년 6월 공항철도 검암역에 시험 부설하여 정밀 모니터링, 차상 및 지상시험을 실시했다. 시험결과 모든 성능 기준을 만족했고, 현재까지 1건의 장애도 발생하지 않았다.
또한, 시험부설 후 현재까지 텅레일 손상 발생 진전도를 분석한 결과 손상 정도를 평균 57% 줄일 수 있어 텅레일 손상에 의한 교체주기를 2.3배 연장할 수 있을 것으로 기대된다.
김만철 철도연 책임연구원은 “분기기의 텅레일 손상으로 유지보수에 어려움이 많은 곳부터 적용하면 열차 주행 안전성 향상과 유지보수비 절감에 크게 기여할 것”이라며, “앞으로 다양한 형태의 철도 분기기에 적용될 수 있도록 성능 개선 및 상용화에 주력하겠다”고 말했다.
한석윤 철도연 원장은 “철도현장의 유지보수, 애로사항을 해결하고, 철도운영기관 등 철도현장과 함께하는 기술을 개발을 위해 더욱 노력하겠다”며 “계속해서 첨단기술로 국민이 신뢰하는 더욱 안전하고 경제적인 명품 K-철도기술을 실현하겠다“고 전했다.
※참고자료: 시험 부설한 ‘분기기 궤간 외측 포인트 가드레일’ 모습
철도기술연구원 홍보협력실
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