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삼표레일웨이 ‘분기기 궤간 외측 포인트 가드레일’ 2022 철도 10대 기술상 수상

삼표레일웨이가 2022년 ‘철도 10대 기술상’을 수상했습니다. ‘철도 10대 기술상’은 한국철도학회가 주관해 한해 동안 국내에서 개발된 철도분야의 우수한 기술 및 제품을 발굴, 선정해 수여합니다. 국내 철도산업의 발전과 성장을 도모하기 위한 상으로, 2015년부터 지금까지 이어지고 있습니다.

삼표레일웨이는 ‘분기기 텅레일 손상 예방을 위한 분기기 궤간 외측 포인트 가드레일’ 공동연구를 철도기술연구원, 공항철도(주)와 진행했고, 철도 10대 기술상을 수상했습니다.

분기기 궤간 외측 포인트 가드레일은 분기기의 ‘텅레일’이 ‘차륜과’ 맞닿아 발생하는 손상을 예방하는 장치로, 국내에서 최초로 개발된 부품입니다. 해당 기술을 활용하면, 분기기를 통과하는 열차의 운행 안전성과 승차감을 개선할 수 있으며, 또한 분기기 텅레일의 사용수명도 3배 이상 연장할 수 있을 것으로 기대됩니다.

열차의 운행 방향을 결정하는 ‘분기기’

열차는 궤도를 따라 평행한 선로 위를 주행합니다. 끝없는 평행선 위를 달리는듯 보이지만, 목적지로 가기 위해 방향도 틀고 다른 선로로 갈아타기도 하죠. 이때 열차가 다른 길로 갈 수 있도록 도와주는 부품이 ‘분기기’입니다. 철도는 방향을 바꾸는 조향장치가 따로 없어 선로에서 방향을 결정해줘야 합니다. 선로 자체를 다른 쪽으로 전환해 열차의 진로를 바꿉니다.

때문에 분기기는 궤도에서 아주 중요한 역할을 합니다. 궤도 및 신호부문의 종합 구조물이라고 할 수 있죠. 하지만 열차가 방향을 바꾸는데 사용되는 만큼, 마찰을 많이 받아 이음매부, 곡선부와 더불어 선로의 3대 취약부분으로 분류됩니다. 제작부터 설계, 유지보수까지 정밀한 기술과 높은 안전성이 요구되는 부품이죠.

궤간외측포인트 가드레일

2022년 10대 철도기술상을 수상한 삼표레일웨이의 ‘궤간외측포인트 가드레일’은 철도 분기기 구성품 중 하나인 텅레일의 마모 및 이빠짐 등 손상방지를 위해 개발되었습니다. 텅레일(Tongue rail)은 철도 분기기에서 열차를 다른 궤도로 유도하는 기능을 수행하는 매우 중요한 구성품으로, 텅레일의 손상은 철도 안전과도 직결됩니다. 열차의 진로를 바꾸는 과정과 밀접한 관련이 있기 때문입니다.

이번에 개발된 ‘궤간 외측 포인트 가드레일’은 분기기 양쪽에서 열차가 진입하면서 발생하는 텅레일의 마모, 이빠짐 등의 손상을 막기 위해 궤도 바깥쪽에 설치하는 장치입니다. 기존에는 가드레일을 분기기 앞부분 궤도 안쪽에 설치했었는데요. 이 장치는 분기기 앞부분에서 진입하는 열차에는 효과가 있었지만, 뒷부분에서 진입하는 열차에는 효과가 미비했습니다. 이를 보완하기 궤간 외측에 포인트 가드레일을 설치해 차륜 및 레일의 마모 진행 정도에 따라 텅레일 재료 손상 방지 기능을 지속할 수 있도록 가드레일 간격을 조절할 수 있도록 만들어졌습니다.

분기기 궤간 외측 포인트 가드레일’을 부설하는 모습 (공항철도 검암역)

궤간외측포인트 가드레일은 현장 시험, 구조안전성 및 3차원 차량동력학 해석 등 전문기술을 통해 설계되었고, 공인기관에서 구성품 시험도 진행했습니다. 2021년 6월부터는 공항철도 검암역이 시험 부설해 정밀 모니터링, 차상 및 지상 시험도 실시했는데요. 시험 결과 모든 성능 기준을 만족함과 동시에, 단 1건의 장애도 발생하지 않았습니다. 시험 부설 후 현재까지 텅레일 손상 발생 진전도를 분석한 결과 손상정도도 평균 57%나 줄일 수 있어 텅레일 손상에 의한 교체 주기를 2.3배나 연장할 수 있을 것으로 기대됩니다.

국내 철도기술 개발의 중심, 삼표레일웨이 철도 기술연구소

삼표레일웨이 철도기술연구소는 세계 철도시장의 흐름에 맞추어 선진 철도 기술을 설계하고 또 개발하는 곳입니다. 특히, 분기기 분야의 설계, 생산, 유지보수에 강점을 가지고 있습니다. 탄성분기기, 고속분기기, 콘크리트궤도용 고속분기기 등 다양한 분야의 개발 및 국산화를 진행함으로써 철도 발전에 크게 기여하고 있습니다.

삼표레일웨이에서 생산한 분기기는 그 우수성을 인정받아 지하철과 철도, 고속철도의 선로에 널리 사용되고 있는데요. 최근에는 수도권광역급행철도 A노선(GTX-A) 사업의 탄성분기기를 수주하기도 했습니다.