장대레일의 역사

장대레일 운반 모습

 

레일은 제작, 수송 및 취급상의 제한으로 일정한 길이로 제조하여 연결하므로 이음부가 발생한다. 이음부는 분기부, 곡선부와 함께 궤도의 3대 약점부로서 차량의 진동과 궤도재료의 손상이 심하여, 궤도 보수작업 중 이음매부 작업이 차지하는 비율이 대단히 크고 소음과 진동의 발생으로 인한 승차감의 악화 등 많은 문제점을 야기한다. 따라서 레일을 용접하여 이음부를 제거한 장대레일에 대한 연구가 이루어져 왔으며 장대레일 구간에서는 승차기분이 좋고, 열차진동이 없으며, 궤도보수에 소요되는 노력과 재료가 절감되는 등 그 실효성이 입증되어 신선 건설 시 뿐 만 아니라 기존 선로도 교체 부설하고 있다.

 

 

□ 장대레일의 역사

 

1. 외국의 장대레일

레일의 온도신축은 온도차와 길이에 비례하여 자유신축하므로 정척레일을 연속적으로 용접하여 장대레일로 하면 신축량이 커져서 레일단부의 유간을 많이 떼어 놓아야 하므로 열차탈선과 이음매부의 격심한 충격으로 열차운행이 불가능한 것으로 생각하였다.

그러나 용접법의 발달로 1906년~1908년에 프랑스와 독일이 거의 같은 시기에 레일의 용접에 착안하기 시작하였다. 독일에서는 1924년에 320m, 1953년에는 1,000m의 장대레일을 부설하였고 프랑스에서는 1949년에 간선에 293m 레일을 7Km 부설하여 조사한 결과 레일과 침목을 탄성체결하면 도상저항과 마찰저항으로 레일의 자유신축을 구속하여 중앙부는 신축하지 않는 부동구간이 형성되고 양단부 50~100m만 자유신축하는 결론을 얻었으며 특수용접법의 발달로 용접장대레일이 가능하게 되어 궤도의 혁신을 가져와 세계 각국에서 대대적으로 채택하고 있다.

한 개의 장대레일의 신축하는 양단부의 합계는 100~200m 정도로 200m 이상의 레일이라야 경제적이므로 200m 이상의 레일을 장대레일이라고 한다.

미국에서는 1933년 New York Central R.R에서 처음으로 thermit용접에 의하여 1,830m의 장대레일을 부설시험한 바 있다.

일본에서도 1939년 처음으로 200m의 장대레일을 부설하였으며 1953년부터 본격화되어 동해도신간선은 거의 전부를 1,500m이상의 장대레일을 부설하였고 신축이음매를 사용하고 있다.

프랑스 철도의 장대레일 기준은 800~1,800m 정도이다. 레일용접의 원조인 독일에서는레일을 장대화를 선로개량사업의 하나로 추진하여 곡선반경 400m까지도 최대화하여 세계철도에서 장대레일 부설률이 가장 높으며 장대레일이 길면 길수록 유리하다는 견지에서 전기절연부를 포함한 최장 50여 Km의 것도 부설하였다.

캐나다 뱅쿠버 Sky Train의 경우 R=70m까지도 장대레일로 부설하였다.

 

2. 우리나라 철도의 장대레일

우리나라 국철에서는 1956년 경부선 삼랑진~원동 간에 전호용접에 의한 100m레일 3개, 300m레일 1개를 시험부설한 바 있으며, 1966년 용접 기재가 도입되어 20m의 정척 레일을 4개 가스압접 용접(gass pressure welding)으로 100m 레일을 제작현장에 운반부설한 다음 테르밋트용접(thermit welding)으로 연결 길이 1,200~1,800m의 장대레일을 경부선 영등포~시흥, 시흥~안양, 오산~서정리 구간 상하선 6개소에 시공한 것이 우리나라 철도의 장대레일 시초로서 년간 개량계획을 수립 단계적으로 개량하고 있다.