가동브래킷 및 하수강의 설계

1. 가동브래킷의 설계와 시설

(1) 가동브래킷은 설치금구로 전주․하수강 등에 취부한다.
(2) 가동브래킷은 설계속도, 전차선로의 가고와 노반의 지형, 하중 등을 고려하여 선정하되, 유지보수를 감안하여 일관되게 설계한다.
(3) 열차운행으로 발생하는 동적 압상 및 진동에 의한 변형이 없도록 설계한다.
(4) 지지물에서 가동브래킷의 설치위치는 온도변화와 장력변화를 고려, 계산하여 제시하여야 한다.
(5) 평행구간에는 가동 브래킷을 평행틀에 설치한다. 다만, 곡선개소 등 평행틀에 불평형 하중이 걸리는 경우에는 2본의 전주(복주 방식)로 적용할 수 있다. 다만, 강체가선방식에서는 그러하지 아니하다.
(6) 터널 시․종단에 설치하는 브래킷은 터널시․종점으로부터 5미터 이내의 위치에 설치함을 원칙으로 하되 선로 현장여건 및 경간 등을 감안하여 조정할 수 있다.
(7) 구름다리 앞뒤와 터널 입․출구 등과 같은 개소에 사용하는 애자는 이물질 낙하 등으로 파손되지 않는 재질로 설계하여야 한다.

 

2. 하수강의 설계

(1) 하수강은 H형, 강관형 등을 사용하며, 터널 및 선상역사, 문형지지물 구간, 교량하부 등 전차선로 상부에 지지물을 취부하여 가선하는 경우에 적용한다.
(2) 하수강의 길이는 노반의 지형과 브래키트의 규격, 전차선로의 가선방식, 구조물 등을 고려하여 결정한다.
(3) 하수강의 설계시 구조계산을 통하여 구조적 안전성을 검증하여야 한다.
(4) 터널의 하수강은 C찬넬 또는 매입전을 이용하여 취부 하도록 설계한다.
(5) 강관형 하수강의 설계시 가동브래킷용 밴드는 상, 하선 합성전차선로 높이 등을 고려하여 분리 체결 한다.

 

 

3. 곡선당김금구
곡선당김금구의 역할은 팬터그래프의 집전판이 균일하게 마모되도록 하기 위하여 전차선에 적정한 편위를 주기 위함이다. 우리의 경우나 일본의 경우에는 스토퍼(stopper)를 설치하여 곡선당김금구가 최대로 압상하여도 진동방지파이프와 곡선당김금구가 접촉하지 않도록 스토퍼를 설치하여 전차선의 압상을 제한하고 있다. 한편, 경부고속철도 및 프랑스의 경우는 스토퍼를 설치하지 않고, 충분한 여유의 압상량을 두어 진동방지파이프와의 접촉을 피하고 있다.

 

1) 곡선당김금구 성능시험

항목	하중점	시험기준	시험결과
인장하중	전차선과 곡선당김금구의 선단 구멍간	2,942N에서 3분간 유지후 이상유무	이상없음
압축내하중	전차선과 곡선당김금구의 선단 구멍간	1,961N에서 3분간 유지 후 이상유무
이어의 비틀림 내하중		49Nm에서 3분간 유지후 이상유무
이어의 미끌림 내하중		981N에서 3분간 유지후 이상유무
내진동 시험		2×106회 이상에서 이상유무

 

2) 장간애자 성능 기준 설정

특성		단위	정격
치 수	표면누설거리	㎜	1,250 이상
기계적성능	굽힘 파괴하중	㎏-m	350 이상
	인장내하중	㎏-1min	6,000 이상
전기적성능	건조섬락전압	㎸	230 이상
	주수섬락전압	㎸	180 이상
	50%충격섬락전압	㎸	380 이상
전파장애전압	상용주파 대지간	rms ㎸	25
	최대 전파장해전압	㎶ at 1000㎑	10

 

4. 가동브래킷 형상 치수 설계

취부길이(㎜)	유효절연거리 (㎜)	날개지름(대/소) (㎜)	날개수 (개)
744	529	φ162/φ135	10

 

1) 가동브래킷 하중 시험 기준

시험항목		시험기준		시험결과
l형 G=3.5 L=1200	수 직 하 중	2,059N에서 3분간 유지 후 이상 없음		이상 없음
	수 평 하 중	-3,138N에서 3분간 유지 후 이상 없음
	곡선당김지지금구	-1,961N에서 3분간 유지 후 이상 없음
O형 G=3.5 L=1200	수 직 하 중	2,059N에서 3분간 유지 후 이상 없음
	수 평 하 중	+3,138N에서 3분간 유지 후 이상 없음
	곡선당김지지금구	+1,961N에서 3분간 유지 후 이상 없음
F형 G=3.5 L=1200	수 직 하 중	2,059N에서 3분간 유지 후 이상 없음
	수 평 하 중	+5,590N에서 3분간 유지 후 이상 없음
	곡선당김지지금구	+3,236N에서 3분간 유지 후 이상 없음

 

2) 조임 토크 시험 기준 및 시험 결과

시험 항목		시험 기준	시험결과
l형 G=3.5 L=1200	M16 볼트(Ncm)	9,807 Ncm 이상	10 780 Ncm에서 이상 없었음
	M16 U볼트(Ncm)	9,807 Ncm 이상	10 290 Ncm에서 이상 없었음
	M12 볼트(Ncm)	7,845 Ncm 이상	8 330 Ncm에서 이상 없었음
O형 G=3.5 L=1200	M16 볼트(Ncm)	9,807 Ncm 이상	10 094 Ncm에서 이상 없었음
	M16 U볼트(Ncm)	9,807 Ncm 이상	10 290 Ncm에서 이상 없었음
	M12 볼트(Ncm)	7,845 Ncm 이상	8 134 Ncm에서 이상 없었음
F형 G=3.5 L=1200	M16 볼트(Ncm)	9,807 Ncm 이상	10 486 Ncm에서 이상 없었음
	M16 U볼트(Ncm)	9,807 Ncm 이상	10 486 Ncm에서 이상 없었음
	M12 볼트(Ncm)	7,845 Ncm 이상	8 280 Ncm에서	이상 없었음

 

3) 전차선로에 대한 하중 조건

하중점		하중 종별	하중 값(N)		비 고
			350km/h급	400km/h급
조가선 설치점		수직 하중	3,338	3,588
		수평 하중	4,948	5,004
암지지파이프의 곡선당김금구 체결점		수평 하중	6,000	7,500	곡선당김금구 최대하중 적용
F형 브래킷의 전차선 설치점		수평 하중	4,796	5,678

 

4) 브래킷 형태에 따른 하중 조건

하중점	하중 종별	하중 값 (N)	비고
조가선 설치점	수직 하중	7,180	I형, O형 브래킷에 대해서  적용
	수평 하중	10,020	I형은 지지물 반대쪽으로 당기는 하중(+하중), O형은 지지물 쪽으로 (-하중)
암지지파이프의 금구 체결점	수평 하중	7,500
	수직 하중	수평하중의 (h/b)
F형 브래킷의 전차선 설치점	수평 하중	11,360	F-O형은 지지물 쪽으로 당기는 하중

 

5) 가동브래킷 O-Type) 치수 및 재질

품명	치수	재질	응력 (MPa)		안전율 (A/B)
			항복(A)	최대(B)
상부파이프	φ49×4.5t	STKM13C	380	294.3	1.29
사각 파이프	□ 28×4t	STKM13C	380	10.7	35.5
하부 파이프	□ 28×4t	STKM13C	380	276.6	1.37
수평 조절봉	φ38×4t	STKM13C	380	9.8	38.8
가변 수평 파이프	φ49×6.5t	STKM13C	380	343.7	1.11
암 지지 파이프	φ49×6.5t	STKM13C	380	377.0	1.01

 

출처-국가철도공단 KRE-03100