전기철도기사 시험에 꼭 나오는 포인트가 보이는 핵심 요점 정리 9. 전기철도 구조물 일반

9. 전기철도 구조물 일반

 

1. 구조물의 정의: 변전설비와 전차선로 설비를 구성하며, 각종 전선과 그 부속물 등을 지지

하는 설비

2. 구조물의 종류

1) 전철주

가공 전차선로를 지지 또는 인류하기 위한 설비, 가동 브래킷, 빔, 지선등과 조합해서 사용

※종류: ① 콘크리트주 ②철주 ③목주

2)☆ 전철주 기초☆: ①근가기초 ②쇄석기초 ③콘크리트기초 ④특수기초

3)☆빔☆: 전철주와 조립하여 전차선과 급전선등을 지지 하기 위한 강구조물

※종류: ①고정식 ②가동식 ③스팬선식

4) 지선: 전차선, 급전선 등의 인장력 또는 수평장력이 작용하는 전주에 취부하는 것으로

그 장력에 의하여 전주가 경사 또는 구부러지지 않도록 하기 위한 설비

※☆종류☆: ①단지선 ②V형지선 ③2단지선 ④수평지선 ⑤궁형지선

5)☆완철☆

전주 또는 고정짐 등에 취부하여 급전선, 부급전선, 보호선등을 지지 또는 인류하기 위한 구조물

6)☆하수강☆: 전주의 건식이 곤란한 개소에서 고정빔이나 터널의 천정에서 아래로 가동

브래킷, 곡선당김 장치 등을 지지하기 위한 지지물

7)☆평행틀☆: 전차선 평행개소등에서 1본의 전주에 2개의 가동브래킷을 지지하기 위한 구조물

 

☞구조물에 대한 기본적인 조건 ①내부식성이 우수할것 ②유효수명(내용년수)이 길 것 ③열차의 진동에도 변형이 없을 것 ④경제성이 있고 시공의 편의성과 유지보수에 유리할것

 

☞구조물에 지지되는 전선 가닥수가 많은 경우 무시하는 하중 선로와 평행한 방향의 하중

 

3. 기상의 적용

1) 기 온

(1)☆전선의 이도를 크게하면☆

①장력이 감소 ②전선의 인장하중에 대한 안전율이 증가

③지지물을 높게 하여야 하므로 경제적 손실 초래

④바람에 의한 수평진동으로 선간단락․지락사고 등을 유발.

(2)☆전선의 장력을 크게 하면☆

①전선의 인장하중에 대한 안전율은 감소

②기온의 저하, 빙설의 부착등에 따라 장력의 증가로 단선의 위험

2) 바 람

(1)☆최대풍속: 구조물의 강도계산에 적용, 순간풍속: 전차선의 기울기계산에 적용☆

(2)☆설계에 적용하는 풍속☆

①일반개소(일반평지): 최대풍속40[m/s], 순간풍속30[m/s]

②특수개소(3m이상의 제방, 교량위, 산, 계곡): 최대풍속50[m/s], 순간풍속35[m/s]

(3) 순간풍속과 평균풍속

①풍속: 공기 흐름의 속도

②평균풍속: 관측시각전 10분간의 바람의 정도를 시간(600초)으로 나눈값

③☆최대풍속☆: 평균풍속 중에서 제일 큰것

④순간풍속: 5초간 평균풍속으로 하여 50년 재현 풍속값의 1.35배

(순간풍속 추정값=풍속 추정값×1.35배)

⑤최대순간풍속: 순간풍속 중에서 제일 큰 것

⑥태풍: 최대풍속의 50년 재현값

(4) 지형과 풍속

①지표면 부근의 높이와 풍속과의 관계

②전차선의 높이 부근의 풍속: 평지보다 풍속이 1.2～1.5배

③방풍림이 폭 30m의 경우: 풍속은 60～80%(70%)로 감소

폭 60m의 경우: 50%까지 감소

④강가: 평야보다 30% 할증 ⑤5m이상의 노반: 20% 할증

(5) 바람의 호흡: 풍속의 변동

(6) 풍속과 풍압

①구조물에 가해지는 풍압(P)

②4각형 또는 3각형 단면골조의 풍력계수 Cx

Cx = K․F․M K: 골조풍압계수의 기본값, F:세장률, M: 풍압배수

 

4. 하 중

1) 수평하중

(1)☆풍압하중☆

①갑종 풍압하중(표준온도: 10℃)

여름철 태풍을 목표, 고온계 하중, 풍속 40m/s의 바람이 있는 것으로 가정

②☆을종 풍압하중(-5℃)☆

겨울철 계절풍을 기준, 저온계 하중, 두께6mm, 비중0.9의 빙설이 부착된 상태로

갑종 풍압하중의 1/2의 풍압에 의해 생기는 하중

③병종 풍압하중(최저온도: -25℃)

갑종 풍압하중의 1/2풍압에 의해 생기는 하중, 고온계에 있어서 인구가 밀집된 장소 및 저온계로 강풍없고 빙설이 많지 않은 지방을 대상

 

표준온도: 10℃, 최고온도: 40℃, 최저온도:-25℃

 

2) 수평장력

(1)☆곡선로의 수평장력☆

P:수평장력[Kgf], S:경간[m], T:전선의 장력[Kgf], R:곡선반지름[m]

 

곡선로의 수평장력은 경간과 전선의 장력에 비례, 곡선반지름에 반비례

 

(2) 직선로의 지그재그 편위에 따른 수평장력

 

P: 수평장력[Kgf], S: 경간[m], T: 전선의 장력[Kgf], d: 전차선의 기울어짐[m]

 

2) 수직하중

(1) 착설에 의한 하중

①착설: 눈이 와서 전선이나 구조물 등에 쌓이는 현상

②풍속이 3[m/s]이하 이고, 기온이 0～1.5℃일때 많이 발생

③착설에 의한 수직하중의 증가:2[Kgf/m2]

(2) 착빙에 의한 하중

①착빙: 눈속의 작은 물방울이 바람 때문에 전선등의 물체에 날려서 얼어 붙은 현상

②전선의 단위 수직 착빙하중 Wi[Kg/m]

Wi = W + Wo = 1.696(d+6)×10-2 + Wo [Kg/m]

W: 착빙에 의한 단위 증가 중량[Kg/m], Wo: 전선의 단위중량[Kg/m], d: 전선의 지름[mm]

(3) 관설에 의한 하중

①관설: 지지물의 상부, 완금부분 및 애자장치 등과 같이 지면에서 떨어져 있는 물체에

눈이 쌓이는 것

5. 재료

1) 구조용 강재

(1) 탄소강: 탄소량 만을 조절

①연강: C의 함유량 0.15～0.3%, 구조용 강재(인장강도:30～50Kf/mm2)

②경강: C의 함유량 0.4～0.5%, 기계용 재료

(2) 합금강: 탄소외 Mn, Si, Ni, Cr, Mo을 첨가하여 성질을 개선한 특수강

-고장력강: 인장강도 50Kg/mm2이상, 항복점 30Kg/mm2

2) 강재의 단면형상과 표시방법

(1) 일반형강

①L형강: L-A×B×t 등변과 부등변으로 구별

②I형강: I-H×B×t1×t2

플랜지 두께가 지지부와 선단부가 다르며 플랜지 선단부가 곡면

③ㄷ형강: ㄷ-H×B×t1×t2

단면의 원심과 전단 중심의 위치가 다를 경우 비틀림이 생기기 쉽다.

④H형강: H-H×B×t1×t2

좌굴과 휨에 대하여 유리, 플랜지 두께가 일정하고 가공성도 용이

(2) 강판: 두께 6[mm]를 기준으로 후판과 강판으로 구분

(3) 평강: 두께 3[mm]이상의 판으로 폭125[mm] 미만: 평강, 폭125[mm]이상: 강판