KR100413395B1 - 마찰 감쇠용 장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 프론트잭킹 시공시 천단부의 마찰을 저감시키는 마찰감쇠용 장치에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

프론트잭킹 시공시 함체와 지반과의 마찰을 감소시켜 시공성을 향상시키는 마찰감쇠용 장치를 제공하기 위함이다.

3. 발명의 해결방법의 요지

구조물 함체(10)의 상부면에 설치되며 상기 함체(10)의 상부 선단부에 고정되는 회전체(21)와; 상기 회전체(21)를 휘감고 접혀져 상기 함체(10) 상부면에 놓여지는 롤 밴드(20)와; 상기 접혀진 롤 밴드(20) 사이에 삽입된 다수의 강봉(22); 및 상기 접혀진 롤 밴드(20) 사이에 충진된 윤활제(23)로 이루어진다.

4. 발명의 중요한 용도

프론트잭킹 공법의 시공에 이용된다.

Description

마찰 감쇠용 장치{APPARATUS FOR REDUCING OF FRICTION}

본 발명은 프론트잭킹 공법에 적용되는 마찰감쇠용 장치에 관한 것으로, 특히 함체 상단면과 지반과의 마찰을 감소시켜 함체 관입을 용이하게 한 마찰감쇠용 장치에 관한 것이다.

일반적으로 프론트잭킹 공법이라 함은 지반을 개착하지 않고 지하에 구조물을 설치하는 비개착식 공법의 하나로, 외부 또는 입갱내에서 제작된 구조물 함체를 앞면의 토사를 배제하면서 케이블과 프론트자키로 견인하여 지하 소정의 위치에 구조물을 축조하는 공법이다. 이러한 프론트잭킹 공법은, 반력벽을 설치하지 않고 전단면 프리캐스트 콘크리트 구조물을 지중의 소정위치에 압입하는 방법으로, 쉴드공법과 같은 대규모 설비가 필요치 않으며, 개착공법이나 지보공에 의한 현장타설 콘크리트 공법 등과 같이 장기간 불안정한 상태를 유지하지 않는 공법이다.

이러한 종래의 프론트잭킹 공법의 공정을 도 1a 내지 도1c를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

우선, 지하 구조물을 설치할 공사구간의 초입 위치에 발진갱(30)을 시공하고, 말단 위치에 도달갱(40)을 시공한다. 발진갱(30)은 구조물 함체(10)가 놓여질 공간 또는 함체(10) 제작대 겸 발진대(2)를 설치할 공간이 확보되도록 하고, 도달갱(40)에는 유압실린더와 프론트자키(5)가 설치된 공간을 마련한다.

구조물 함체(10)는 외부에서 제작되어 발진갱(30) 내로 안착될 수도 있고, 발진갱(30) 내의 제작대 겸 발진대(2)상에서 제작될 수 있다.

공사구간으로 설정된 지반의 지하에 설치할 구조물 함체(10)는 통상 박스형태의 콘크리트 구조물로서, 공사구간의 지반 지하에 견인 매설되는데, 상기 함체(10)에는 길이방향으로 관통하는 다수의 관(管)이 매설된 상태로 제작된다.

상기 관내에는 도달갱(40)에 설치된 프론트자키(5)에 고정되어 공사구간 지하에 형성된 홀을 친 다수의 케이블(6)이 삽입되며, 삽입된 케이블은 함체(10) 후단에서 정착구(3)에 의해 고정된다. 그러므로 함체(10)는 도달갱(40)에 설치된 유압실린더와 프론트자키(5)의 케이블(6) 견인에 의해 공사구간 지반의 지하로 진입되게 된다.

인구(1)(刃口)는 상기 함체(10)의 전면부에 접속되며, 함체(10) 견인시 주변 토사를 굴삭하는 기능을 수행하므로 상기 함체(10)가 수월하게 견인되도록 한다. 상기 인구(1)는 주변 토압에 충분하게 견디는 강성을 가지도록 구성되며, 주어진 상황에 따라 다단으로 구성 가능하다. 상기 인구(1)에 의해 굴삭된 토사는 함체(10)의 내부를 통하여 발진갱(30) 측으로 배출된다.

발진대(2)는 상기 함체(10)의 제작대를 겸하고 있으며, 발진대(2)가 놓여진 방향에 따라 상기 함체(10)의 굴진방향이 결정되므로, 굴진방향을 정확하게 조정하여, 충분한 지내력을 갖도록 지반 위에 축조된다.

정착구(3)는 상기 함체(10)를 견인하기 위해 함체(10) 내에 매설된 관에 삽입된 케이블(6)을 함체(10)의 후단에 고정, 지지한다.

반력체(4)는 구조물로서 일종의 지지대이다. 함체(10)가 케이블(6)에 연결되어 유압실린더와 프론트자키(5)에 의해 견인될 때, 함체(10)에 효율적으로 힘을 전달하며, 견인되는 함체(10)에 케이블(6)에 반력을 가하여 케이블(6)이 느슨해지지 않도록 한다.

구체적인 시공 과정을 살펴보면, 우선, 발진갱 입구의 발진대(2) 위에 인구(1)가 구비된 함체(10)를 위치시킨다. 도달갱(40)의 프론트자키(5)에 일단이 고정된 다수의 케이블(6)을 공사구간 지하에 미리 형성한 홀을 관통시키고 상기 함체(10)에 매설된 관에 삽입하여 함체(10) 후단의 정착구(3)에 고정되도록 설치한다(도1a). 유압실린더의 유압에 의해 프론트자키(5)에 연결된 케이블(6)을 당겨 함체(10)를 지반내에 관입시킨다(도1b). 함체(10)를 완전히 견인하여 소정위치에 함체(10)를 위치시킨 후, 함체(10) 뒷채움을 실시하고, 주변장비를 제거하여 관입을 완료한다(도1c).

그런데, 이와 같은 종래의 프론트잭킹 공법으로 함체(10)를 갱내에 관입시키는 작업은 상기 함체(10) 상부와 지반(9)의 마찰로 인해 유압실린더에 상당히 큰 저항력이 발생하므로, 상기 함체(10)가 추진력을 얻기 위해서는 많은 수의 유압실린더나 대용량의 유압실린더가 필요하게 되므로, 함체(10)의 관입을 위해서는 많은 부대시설의 설치와 그에 따른 비용 상승이 발생한다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 프론트잭킹 공법 시공시 함체와 지반사이에 마찰을 저감시켜 함체 관입이 용이하도록 하기 위한 마찰 감쇠용 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a 내지 1c는 종래의 프론트 잭킹 공법의 시공과정도.

도 2a 내지 2c는 본 발명에 따른 마찰감쇠용 장치의 구성 및 이를 이용한 시공 과정도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 함체 20 : 롤 밴드

21 : 회전체 22 :강봉

23 : 윤활재

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프론트잭킹 공법에 이용되는 마찰감쇠용 장치에 관한 것으로, 구조물 함체(10)의 상부면에 설치되며 상기 함체(10)의 상부 선단부에 고정되는 회전체와; 상기 회전체를 휘감고 접혀져 상기 함체(10) 상부면에 놓여지는 롤 밴드와; 상기 접혀진 롤 밴드 사이에 삽입된 다수의 강봉; 및 상기 접혀진 롤 밴드 사이에 충진된 윤활제로 이루어진다.

이하, 첨부된 도 2a 내지 2c를 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2a 내지 2c는 본 발명에 따른 마찰감쇠용 장치를 이용한 프론트 잭킹 공법의 시공 과정도로서, 도면에서 20은 롤 밴드, 21은 회전체, 22는 강봉, 23은 윤활제를 각각 나타낸다.

도면에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 마찰 감쇠용 장치는, 프론트 잭킹공법 수행시 구조물 함체(10)의 상부면에 설치되며 상기 함체(10)의 상부 선단부에 고정되는 회전체(21)와, 상기 회전체(21)를 휘감고 접혀져 상기 함체(10) 상부면에 놓여지는 롤 밴드(20)를 구비한다. 또한, 상기 접혀진 롤 밴드(20) 사이에 삽입된 다수의 강봉(22)과, 상기 접혀진 롤 밴드(20) 사이에 충진된 윤활제(23)를 구비한다.

회전체(21)는 일종의 고정 롤러로서, 함체(10)의 상부 선단부에 고정 설치되며 원주면에 돌기를 다수 형성하고 있다. 상기 회전체(21)는 함체(10)의 지반 내로의 진입시 롤 밴드(20)를 회전시키기 위해 설치된다.

상기 함체(10)의 상부에서 회전체(21)를 전환점으로 하여 접혀져 놓여지는 롤 밴드(20)는 소정 폭의 밴드형상을 가지며, 함체(10)가 진입할 때 함체(10) 상부면과 지반(9) 사이의 마찰력에 의헤 회전하면서 일측이 말려 들어가 함체(10)에 가해지는 마찰을 저감시키기 위해 기능하며, 일정 강도를 가지는 합성수지나 금속제로 구성된다. 롤 밴드(10)는 그 재질의 인장강도, 함체(10)의 폭에 따라 하나 또는 그 이상이 설치될 수 있다.

상기 접혀진 롤 밴드(20) 사이에 삽입되는 다수의 강봉(22)은 상기 함체(10)가 지반내에 삽입될 때 상기 함체(10)와 상기 밴드(20)사이의 마찰을 감소시키기 위해 롤링된다. 그리고 상기 강봉(20)들의 롤링을 원할하게 하기 위해 롤 밴드(20)의 접혀진 공간에는 윤활제(23)가 충진되고, 상기 윤활제(23)는 벤트나이트와 같은 통상의 윤활제가 사용된다.

위와 같은 구성요소를 구비하는 본 발명에 따른 마찰 감쇠용 장치의 작용을 시공 과정과 더불어 설명하면 다음과 같다.

구조물 함체(10)가 발진갱(30) 내에 안치되면, 상부면 선단에 회전체(21)를 설치한다. 그리고 롤 밴드(20)를 회전체(21)를 휘감아 접어진 상태로 함체(10) 상부면에 놓는다. 그리고 소정 간격으로 다수의 강봉(22)을 함체(10)의 폭방향으로 접혀진 롤 밴드(20) 사이에 배열하고 강봉(22) 사이에 윤활제(23)를 충진한다(도2a 참조).

그런 후, 도달갱(40)에서 유압실린더와 프론트 자키(5)를 동작시켜 함체(10)를 지반 내로 견인하여 함체(10)의 선단이 인구(1)의 토사 굴착에 의해 지반 내로 일정 부분 삽입되면, 함체(10) 상부면에 접혀진 놓여진 롤 밴드(20)의 지반과 맞닿는 부분은 마찰에 의해 움직이지 않고, 함체(10)의 상부면과 맞닿은 부분은 함체(10)와 같이 말려 들어가게 된다. 이때, 회전체(21)와 다수의 강봉(22)들은 반시계 방향으로 회전하면서 롤 밴드(20)가 원할하게 말려 들어가게 한다.

그러므로, 다수의 강봉(22)과 회전체(21)에 의해 말려들어가는 롤 밴드(20)에 의해 지반과 함체(10) 상부면 간의 마찰은 현격히 저감되고, 적은 견인력으로 도달갱까지 함체(10)를 수월하게 견인할 수 있게 된다(도2b 참조).

함체(10)의 견인이 완료되면, 함체(10)를 견인하기 위해 도달갱(40)에 설치한 부대설비를 제거하고, 함체(10)의 바깥둘레에 뒷채움을 실시한다.

함체(10) 후단부에 연장 돌출된 롤 밴드(20)는 함체(10)와 지반사이에서 제거하기 곤란하므로 절단하여 마무리한다(도2c 참조).

따라서 위와 같이 이루어지는 본 발명은, 프론트잭킹 공법 시공시 함체상부에 작용하는 지반과 함체의 마찰력을 감쇠시켜 보다 적은 견인력으로 함체를 견인할 수 있게 되므로 종래에 비해 견인력 감소를 통한 공사비용을 절감할 수 있으며, 특성상 마찰이 큰 지반이나 많은 양의 부대시설을 설치할 수 없었던 지반등 기존에 시공이 불가능하였던 지반에도 적용할 수 있는 우수한 효과를 가진다.

Claims (2)

1. 프론트잭킹 공법에 이용되는 마찰감쇠용 장치에 있어서,

   구조물 함체의 상부면에 설치되며 상기 함체의 상부 선단부에 고정되는 회전체와;

   상기 회전체를 휘감고 접혀져 상기 함체 상부면에 놓여지는 적어도 하나 이상의 롤 밴드와;

   상기 접혀진 롤 밴드 사이에 삽입된 다수의 강봉; 및

   상기 접혀진 롤 밴드 사이에 충진된 윤활제

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰 감쇠용 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 회전체는 외주면에 다수의 돌기가 돌출된 고정 롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰 감쇠용 장치.