KR100449498B1 - 중량구조물 시공방법 - Google Patents

Abstract

중량구조물을 시공함에 있어서, 지상에서의 활동에 영향을 주지 않는 시공될 일정위치의 근방에 2층바닥 높이로 조립구대를 가설하고, 시공될 일정위치에는 일층 높이의 본기둥을 구축하며, 상기 조립구대 상에는 보기를 설치하고, 본기둥 상부에는 중량물 활주로를 설치하며, 상기 조립구대상의 보기 상에서 중량구조물을 유닛화하여 순차조립하고, 상기 조립된 트러스 블록을 상기 중량물 활주로를 통해 시공될 일정 위치로 순차 이송시키며, 이송된 트러스블록을 시공될 일정위치에 순차 안착시키면서 서로 연결용접하므로서, 부지를 효율적으로 사용하며, 작업 안전성이 확보되고, 작업자도 안전한 환경에서 작업할 수 있어서 품질관리 및 검사에도 유리하며, 시공성 향상과 작업시간의 증가 등으로 공기의 단축이 가능한 장스팬 중량구조물 시공방법에 관한 것이다.

Description

중량구조물 시공방법{Heavy truss building method}

본 발명은 중량구조물 시공방법에 관한 것으로, 상세하게는 열차가 운행 중인 선로와 같이 지면에서부터의 직접 시공이 곤란한 현장에서 건물의 중량구조물 시공을 용이하게 하기 위해 지상에서의 활동에 영향을 주지 않는 시공될 일정위치의 근방에 2층 바닥높이로 조립구대를 가설하고, 시공될 일정위치에는 일층 높이의 본기둥을 구축하며, 상기 조립구대 상에는 보기를 설치하고 본기둥 상부에는 중량물 활주로를 설치하고, 상기 조립구대 상에서 상기 중량구조물을 유닛(unit)화 하여 트러스 블록으로 순차조립하고, 상기 조립된 트러스 블록을 상기 중량물 활주로를 통해 시공될 일정위치로 순차 이송시키고, 이송된 상기 트러스블록을 시공될 일정위치에 순차 안착시키면서 서로 연결 용접하는 단계들로 이루어지므로서 구축됨므로 시공이 용이하고, 공사기간을 단축시킬 수 있는 중량구조물 시공방법에 관한 것이다.

장스팬의 중량 구조물 조립 설치 공법으로는 다음과 같이 여러 방법들이 사용되고 있다. 먼저 가설지보공을 설치하고 개개의 부재를 일반 크레인을 이용하여 조립 설치하는 공법으로 이 공법이 가장 널리 사용되고 있다. 그러나 이 공법은 설치하고자 하는 구조물 면적만큼 가설재를 설치하여야 하고, 특히 열차의 운행이 있는 역사 신축 등에 있어서는 선로와의 간섭, 승강장의 침범 등의 문제로 인해 적용에 어려움이 많이 있다. 즉, 지상에서의 다른 활동에 영향을 끼치지 않도록 하는 것이 매우 곤란하였다.

두 번째로는 지상에서 조립한 중량구조물을 초대형 크레인을 이용하여 설치하는 공법으로 장스팬 구조물의 경우 크레인 용량의 한계로 인하여 분절하여야 하고, 그로 인해 연결부위에 가설 벤트(Bent)를 설치하여야 하는 등의 부가적인 요구사항들이 발생한다.

한편, 위에서 설명한 두가지 공법은 본 구조물이 철로 위에 설치되기 위해서는 안전의 문제로 인해 열차의 운행이 없는 시간에만 설치작업이 가능한데, 현재 우리나라 열차 운행 사정에 의하면 열차의 운행이 없는 시간은 야간에 약 4시간 정도 밖에 없다. 따라서 설치공사의 작업시간이 절대적으로 부족하여 공사기간이 길어지는 문제가 있다.

그래서 장스팬 구조물의 경우 제작한 구조물을 수평이동하여 시공위치에 조립 설치하는 방법이 사용되고 있다.

그중에서 도 1 의 종래의 크레인을 이용한 로드-아웃 공법의 개략도에 도시한 바와 같이 대형 크레인을 이용하여 조립된 구조물을 들어 이동시키므로 시공위치에 설치하는 공업이 가장 널리 사용되지만 이 공법도 크레인 장비 용량의 한계성으로 인해 중소형 구조물의 이동에 주로 사용될 뿐이어서 장스팬 중량 구조물에 적용하기는 곤란하다.

한편, 도 2의 종래의 스키딩 시스템을 이용한 로드-아웃 공법의 개략도에 도시한 바와 같이 슬라이딩 공법이 적용되는 사례들도 있는데, 이는 이동시키고자 하는 중량물 자체의 강도를 사전 검토한 후 필요부분에 강도보강을 한 상태에서 하부에 목재나 강재를 설치하고 윤활제를 도포하여 마찰력을 감소시킨 상태로 이동하는 공법이다. 이 방법에 의하면 마찰력이 이동되어질 구조물 중량의 10-20% 정도로 크므로 대용량의 유압잭과 같은 견인장비가 필요하고 이동속도가 느리다는 단점이 있다.

또한, 도 3의 종래의 트랜스포터를 이용한 로드-아웃 공법의 개략도에 도시된 바와 같이, 트랜스포터에 의한 이동공법은 구조물의 이동이 트랜스포터에 의해진행되기 때문에 트랜스포터 외의 별도의 장비가 필요없게 되어 작업이 간편하고, 용이한 장점이 있으나, 이 구조물 이동용 장비인 트랜스포터가 고가이며 용량 및 사용에 제한이 있어서 주로 중소형 구조물에 사용하고, 트랜스포터의 이동통로 확보 등의 문제로 인해 선로 상공에서는 적용할 수 없는 문제가 있다.

이와 같이 종래의 시공방법들은 지상에서의 활동에 영향을 주지 않는 상태로의 시공에 많은 제한이 있어서 철도의 선로상공에 역사 등의 건물을 추가로 신축하고자 하는 경우 공사 진행으로 인하여 열차의 운행을 중지시켜야 한다면 철도 영업을 중단시킬 수밖에 없다는 심각한 문제가 발생하므로 열차의 운행에 지장을 주지 않도록 하는 공법의 적용이 가장 중요한 고려사항이다.

상기 크레인을 이용한 종래의 공법은 철도 운행이 없는 시간을 이용하여 구조물을 조립 설치함으로 인해 작업시간이 줄어들고 야간작업에 따른 안전에도 문제발생의 소지가 매우 많다. 또한 상기 슬라이드 공법이나 트랜스포터에 의한 공법은 별도의 이동통로확보와 고가의 장비를 사용하게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 지상에서의 활동에 영향을 최소화하면서, 장스팬의 중량구조물 조립환경을 충분히 확보할 수 있으며, 가설재를 최소화하여 시공하고, 경제적이면서도 효율적인 시공이 이루어지는 중량구조물 시공방법을 제공하는 데 목적이 있다.

도 1은 종래의 크레인을 이용한 로드-아웃 공법의 개략도이다.

도 2는 종래의 스키딩 시스템을 이용한 로드-아웃 공법의 개략도이다.

도 3은 종래의 트랜스포터를 이용한 로드-아웃 공법의 개략도이다.

도 4a 내지 4e는 본 발명에 의한 장스팬 중량구조물 시공의 개략도이다.

도 5 는 본 발명에 의한 장스팬 중량구조물 시공 개략도의 일부 확대도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1 : 조립구대 2 : 본기둥

3 : 중량물 활주로 4 : 트러스 블록

5 : 대차 6 : 윈치장치

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 지상에서의 활동에 영향을 주지 않는 시공될 일정위치의 근방에 2층바닥 높이로 조립구대를 가설하고, 시공될 일정위치에는 일층 높이의 본기둥을 구축하며, 상기 조립구대 상에는 보기를 설치하고, 본기둥 상부에는 중량물 활주로를 설치하며, 상기 조립구대상의 보기 상에서 상기 중량구조물을 유닛화하여 순차조립하고, 상기 조립된 트러스 블록을 상기 중량물 활주로를 통해 시공될 일정 위치로 순차 이송시키며, 이송된 트러스블록을 시공될 일정위치에 순차 안착시키면서 서로 연결 용접함으로서 구축되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 자세히 설명하기로 한다. 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니고, 단지 예시로 제시되는 것이다.

본 발명에서는 그 실시예를 철도역의 신축에 대하여 설명하고자 한다. 철도 역사 신축은 운행 중인 열차의 운행에 지장이 없어야 한다는 가장 중요한 문제가 있으며, 선로와 일반인이 열차에 승하차 하기위한 승강장 등에 영향이 최소화 되어야 한다. 또한 철도 운행 영업에 영향을 최소화하기 위해서는 공사기간의 단축도 매우 중요하다.

도 4a 내지 4e는 본 발명에 의한 중량구조물 시공의 개략도이고, 도 5 는 본 발명에 의한 중량구조물 시공 개략도의 일부 확대도이다.

도4a에 도시한 바와 같이 일단 지상에서의 활동에 영향을 주지 않도록 시공될 일저위치 근방의 상공에 2층바닥 높이로 조립구대(1)를 가설한다. 이 조립구대(1)는 장스팬 철골 구조물인 트러스 블록(4)을 조립하기 위한 것으로 블록으로 유닛화하여 완성된 철골구조물을 조립한 후 시공위치로 이동시키기 위한 것이다. 그러므로 시공위치와 수평으로 조립구대를 설치하는 것이 바람직하다. 이 조립구대(1)의 바닥을 복공판으로 하면 작업의 안전과 시공성등을 향상시킬 수 있다.

조립구대(1)의 가설과 함께 시공될 일정위치에는 일층높이의 본기둥(2) 들을 구축한다. 이 본기둥(2)들은 조립구대(1)에서 유닛으로 조립된 트러스 블록(4)들이 위치하여 영구적으로 설치되는 기둥이다. 따라서 가설기둥을 설치할 필요 없이 본기둥(2)을 직접 구축한다.

또한, 상기 조립구대(1)에서 시공될 일정위치에 이르도록 본기둥(2) 상부에 중량물 이동시스템을 위한 중량물 활주로(3)를 설치한다. 이 중량물 활주로(3)는 중량물 이동시스템에 따라 레일, 스키드 웨이(skid way) 등을 설치한다.

한편, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 조립구대(1)에서는 크레인으로 자재를 들어올리고, 이 조립구대(1) 상에서 구조물들을 조립하여 장스팬 중량구조물인 트러스 블록(4)을 유닛화하여 조립 제작한다.

이렇게 제작된 트러스 블록(4)은 이동시의 안정성 확보를 위해 일부에 가설보강재를 설치하는 것이 바람직하고, 특히 X자형 브레이스(Brace)를 설치하여 블록의 균형을 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 트러스 블록(4)을 제작시 대차(5) 상에서 조립이 이루어지도록 하여 트러스 블록(4)의 제작이 완료됨과 동시에 도 4c에 도시한 바와 같이 이동이 가능하도록 한다.

상기 대차(5)는 출원인이 지난 2000년 9월 6일 출원한 특허출원 제10-2000-52623호(공개일 2002년 3월 13일 특허공개공보 제2002-19657호)에 출원한바 있는 보기시스템 및 그를 이용한 중량물 로드-아웃 공법의 보기시스템을 이용하는 것으로 유압잭을 장착하고 유압잭에서 발생하는 압력을 자동 및 수동으로 전달할 수 있는 제어시스템을 구비한 보기(bogie)인 것으로써 중량물의 자중을 균등하게 지지하여 상기 트러스 블록(4)을 안전하게 이동시킬 수 있다.

따라서 다수의 대차(5)로 장스팬 철골구조물인 상기 트러스 블록(4)을 지지하면서 이동하여도 이 트러스 블록(4)의 자중균형을 유지하면서 중량물 활주로(3)인 스키드웨이를 통해 안전하게 이동시킬 수 있게 되는 것이다. 또한, 상기 대차(5)는 마찰을 최소화 할 수 있도록 이루어진 바퀴식 장비이므로 이동시의 마찰계수(0.01)가 작아, 슬라이딩 공법에서 사용하는 대용량의 유압잭과 같은 견인장비가 필요없고, 견인수단인 윈치(Winch)장치(6)로 견인이 가능하다. 이 견인수단은 중량물 활주로(3)를 2개 라인으로 설치하였을 경우 각각의 중량물 활주로(3)에 설치하여 트러스 블록(4)의 좌우 2개소를 견인하도록 하는 것으로 충분하다. 또한 1.2m/min 정도의 속도로 이동시켜도 안전을 충분히 유지하면서 이동시킬 수 있다. 또한 상기 중량물 활주로(3)는 대차(5)의 이탈을 방지하도록 I형 빔을 사용할 수도 있다.

즉, 대차(5)와 윈치장치(6)로 상기 조립구대(1)에서 조립한 장스팬 중량구조물인 트러스 블록(4)을 중량물 활주로(3)를 통해 본기둥(2) 상의 시공위치로 순차적으로 이송시키게 된다. 이때 이동 중에는 양쪽 대차(5)의 이송거리 편차가 기준치인 50mm이내에 있도록 제어해야 한다.

이렇게 이송된 트러스 블록(4)은 시공위치의 본기둥(2)에 최대한 근접한 약 30mm 위치에 안착시키고, 도면에는 도시하지 않은 일반적으로 널리 사용되는 별도의 소형 유압잭을 이용하여 미세조정하면서 정위치로 이동시킨다. 즉, 도4d에 도시한 바와 같이 정위치에 안착된 트러스 블록(4)을 연결 및 용접작업을 통해 본기둥(2)에 연결 조립 시공한다.

또한, 이 트러스 블록(4)들을 계속적으로 상기 조립구대(1)에서 조립하여 시공위치인 본기둥(2)으로 순차적으로 이동시켜 연결되도록 용접시키면서 시공하게 되면, 도4e에 도시한 바와 같이 블록화 되었던 트러스 블록(4)들이 본기둥(2)의 상부에 모두 순차적으로 안착되고 연결되어 철골구조를 완성하게 되는 것이다.

이와 같이 시공하게 되면, 기존 역사를 계속 사용하면서 공사를 진행할 수 있다. 따라서 현장에서 작업시간을 효율적으로 사용할 수 있게 되어 공기 단축을 이룰 수 있다.

또한, 조립구대위에서 부재조립을 수행하게 되므로, 필요 야적장이 감소하여 다수의 선로가 복잡하게 얽혀있는 역사와 같은 협소한 시공현장에서도 사용 부지를 최소화하게 되므로 제한된 부지를 효율적으로 사용할 수 있다.

특히, 장스팬 철골구조물의 조립작업을 조립구대에서 수행하게 되므로 반복적인 작업으로 작업 능률이 향상되어 고품질의 시공이 이루어지며, 이동식 크레인의 사용이 최소화되어 이동식 크레인이 선로와 승강장등에 미치는 영향을 최소화할 수 있어서 열차와 승객의 안전을 확보하게 된다.

또한, 조립구대에서의 작업은 주간에서 이루어지며, 복공판 등으로 이루어진 조립구대는 작업을 편리하게 수행할 수 있으므로, 부재조립을 통한 블록제작의 품질향상을 이룰 수 있으며, 작업자의 안전을 확보하고 작업환경의 관리도 용이하게 되고, 품질 검사도 용이하게 된다.

무엇보다도, 종래에는 열차운행시간에 의해 작업이 제한되었으나, 열차의 운행에 제한없이 블록의 조립과 이송 작업가능하게 되어 공사기간의 획기적인 단축기 가능하게 된다.

또한, 중량물인 장스팬 트러스 블록을 마찰계수가 작은 보기와 같은 이송수단을 이동하는 것으로도 충분하므로, 견인 하중이 감소하여 고가의 장비인 유압잭이 아닌 윈치를 사용할 수 있어서 경제적이다.

따라서 이와 같은 여러 가지 이점들로 인해 시공원가의 절감도 이룰 수 있게 된다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 장스팬 중량구조물 시공방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상에 포함된다고 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 일정위치 상공에 설치된 조립구대에서 반복 조립에 의해 분절된 장스팬 철골구조물을 블록별로 이송시켜 시공할 수 있으므로, 필요 야적장의 감소로 부지를 효율적으로 사용할 수 있는 이점이 있으며, 조립작업이 지상의 활동과 무관하여 안전성이 확보되며, 작업자도 안전한 환경에서 작업할 수 있어서 품질관리 및 검사에도 유리하며, 시공성 향상과 작업시간의 증가등으로 공기의 단축에 큰 이점이 있고, 이와 같은 이점 들로 인하여 시공원가의 절감도 이루어지는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 중량구조물을 시공함에 있어서,

   지상에서의 활동에 영향을 주지 않도록 시공될 일정위치의 근방에 2층바닥 높이로 조립구대를 가설하고, 시공될 일정위치에는 일층 높이의 본기둥을 구축하는 단계;

   상기 조립구대상에는 대차를 설치하고 본기둥 상부에는 중량물 활주로를 설치하는 단계;

   상기 조립구대상의 대차상에서 상기 중량구조물을 유닛(unit)화하여 트러스 블록으로 순차 조립하는 단계;

   상기 조립된 트러스 블록을 상기 중량물활주로를 통해 시공될 일정위치로 순차 이송시키는 단계;

   이송된 상기 트러스블록을 시공될 일정위치에 순차 안착시키면서 서로 연결 용접하는 단계;들로 이루어지므로서 구축됨을 특징으로 하는 중량구조물 시공방법
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 중량물 활주로상에 윈치장치를 설비하여 상기 대차를 시공될 일정위치로 견인함을 특징으로 하는 중량구조물 시공방법.