콘크리트 침목의 종류 및 특징

콘크리트 침목

 

콘크리트 침목(concrete tie)

콘크리트 침목은 1880년 불란서에서 고안되었으며 그 후 각국에서 개량개발되었으나 본격적으로 사용하게 된 것은 2차대전 이후이며 목재자원의 결핍이 자극이 되어 본격적으로 실용화되게 되었다. 종래 철근콘크리트의 문제점이었던 레일의 체결장치, 전기절연도, 자중의 경량화, 강도의 확보, 균열방지 등이 해결되어 본격적으로 사용되었다.

콘크리트 침목은 철근콘크리트 또는 P.C콘크리트를 사용하고 있으나 공통된 장단점은 다음과 같다.

 

 

□ 장 점

1) 부식의 염려가 없고 내구연한이 길다.

2) 차중이 커서 안정이 좋기 때문에 궤도 틀림이 적다.

3) 기상작용에 대한 저항력이 크다.

4) 보수비가 적게 소요되어 경제적이다.

 

 

□ 단 점

1) 중량이 무거워 취급이 곤란한 부분적 파손이 발생하기 쉽다.

2) 레일 체결이 복잡하고 균열(crack) 발생의 염려가 크다.

3) 충격에 약하고 탄성이 부족하다.

4) 전기절연성이 목침목보다 못하다.

 

 

□ 철근콘크리트 침목(reinforced concrete tie)

1920년경 미국의 Brown 침목, 독일의 석면사용침목, 불란서의 Calot침목 등이 제작되었고 한국철도에도 1940년경 경부선의 안양과 천안부근에 각각 1㎞여를 시험 부설하였으나 레일 체결부의 손상, 과중한 자중, 균열의 발생 등 결함으로 사용가치를 잃고 말았다.

 

 

□ PC 침목(prestressed concrete tie)

침목은 열차하중에 의하여 국부적인 상하 벤딩(bending)으로 인장응력을 받으나 콘크리트의 인장강도는 극히 적어 보통 콘크리트 침목으로서는 균열이 발생하는 결점이 있으므로 PS콘크리트와 탄성체결 장치의 고안으로 종래의 약점을 대폭 보강하여 PC침목이 양산되어 목침자원의 애로를 타개하였고 프랑스, 영국, 독일의 각국에서 연구 발전시켰으며, 국철에서는 1958년부터 사용하였다.

 

콘크리트 침목은 제조방법에 따라 철근콘크리트 침목(reinforced concrete tie, P.C침목), 프리스트레스트 콘크리트 침목(prestressed concrete tie, P.C침목)으로 구분되나 P.C침목이 많이 사용된다.

P.C침목은 예응력(pre-stress)을 주는 시기에 따라 프린텐숀 공법(pre-tensioning method)에 의한 침목과 포스트텐숀 공법(post-tensioning method)에 의한 침목으로 구분된다.

 

1) 프리텐숀 공법(pre-tension method)：긴장 아밧트멘트(abutment)에 P.C강선을 병렬하고 소정의 인장력을 준 상태에서 콘크리트를 넣고 양성하여 경화된 후 거푸집(mould)외측의 강선을 절단하므로서 P.C강선과 콘크리트와의 부착력에 의하여 침목에 압축응력을 도입시키는 것이다. 이 공법은 한국, 영국, 불란서, 일본등에서 사용되고 있다.

 

2) 포스텐숀 공법(post-tensioning method)：P.C 강봉이 콘크리트에 부착되지 않도록 한 후에 콘크리트가 경화한 후 P.C 강봉에 인장력을 주어 콘크리트에 압축응력을 도입시키는 공법이다. 따라서, P.C 강봉 끝 부분에 정착(정착, anchor)장치가 필요하며 압축응력도입후는 P.C 강봉과 콘크리트와의 틈에는 특수한 시멘트 페이스트(cement paste)를 주입시켜 부착력이 작용할 수 있도록 하는 것이다. 이 공법은 독일, 벨지움, 일본등에서 사용되고 있다.

 

3) P.C 침목의 특징

① 설계하중에 대하여 균열(crack)을 완전히 방지시킬 수 있으며, 혹시 과대하중으로 균열이 발생하였어도 P.C 강선의 탄성한계 내에서는 실사용상 지장이 없다.

② 철근콘크리트 침목보다 단면이 적으므로 자중이 적고 재료를 절약할 수 있다.

③ 수입목침목에 비하여 가격에 대차가 없다.

④ 목침목보다 중량이 커서 궤도의 안전도가 높다.