KR100483241B1 - 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치 및 이를이용한 기둥구조물 보강방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치 및 이를 이용한 기둥구조물 보강방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 육상 또는 수중에 설치되는 교각, 우물통과 같은 기둥구조물의 보강에 있어, 탄소섬유, 아라미드 섬유 등과 같은 다양한 복합소재인 파이버 소재를 기둥구조물에 감고, 레진 등을 이용하여 이를 경화시킴으로서 기둥구조물의 내구성(압축강도 등의 강성 증대효과)을 증진시키는 공법에서 기둥구조물에 파이버 보강 재를 효과적으로 감을 수 있는 권선 기를 포함한 보강장치 및 그 보강장치를 이용하여 기둥 구조물을 보강하는 공법에 관한 것이다.

Description

파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치 및 이를 이용한 기둥구조물 보강방법{apparatus for column structure repairing with the fiber reinforced material and the repairing method using the same}

본 발명은 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치 및 그 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 육상 또는 수중에 설치되는 교각, 우물통과 같은 기둥구조물의 보강에 있어, 탄소섬유, 아라미드 섬유 등과 같은 다양한 복합소재인 파이버 소재를 기둥구조물에 감고, 레진 등을 이용하여 이를 경화시킴으로서 기둥구조물의 내구성(압축강도 등의 강성 증대효과)을 증진시키는 공법에서, 기둥구조물에 파이버 보강 재를 효과적으로 감을 수 있는 권선 기를 포함한 보강장치 및 그 보강장치를 이용하여 기둥 구조물을 보강하는 공법에 관한 것이다.

종래의 교각 또는 우물통과 같은 기둥구조물을 보강하기 위한 방법으로서 다양한 공법이 개발되고 있는데 특히 파이버 보강재료를 기둥 구조물에 감아 노후화 되어 내구성이 저하된 기둥구조물을 보강하는 공법이 소개되어 이용되고 있다. 하지만 특히 수중 구조물인 우물 통의 경우 이를 효과적으로 이용하기 위한 장치 개발은 거의 전무한 실정인데, 왜냐하면 수중 구조물을 보강하기 위한 작업 자체가 수중에서 이루어져야 하기 때문에 시공 성이 매우 떨어지고, 우물 통의 단면 형상 및 크기가 균일하지도 않기 때문에 이를 고려하여 특히 개발된 장치개발이 용이하지 않으며, 안전사고 문제 때문에 육상의 기둥 구조물에 적용되는 장치에 의해서는 수중의 기둥구조물에 적용하기가 현실적으로 어렵다는 문제점이 있다.

이에 특히 본 발명자는 파이버 보강재료를 기둥 구조물에 감고, 감 겨진 파이버 보강재료를 레진 등과 같은 경화수지를 입혀 굳게 함으로서 기둥구조물을 보강할 수 있는 공법에 있어, 육상은 물론 수중에 시공된 교각 또는 우물통과 같은 기둥구조물의 형식, 단면 형상, 크기 등에 구애받지 않고서도, 효율적으로 파이버 보강재료를 기둥 구조물에 감을 수 있는 수단 및 이를 이용한 기둥구조물 보강공법을 개발하게 되었다.

본 발명의 목적은 특히 수중에 설치된 기둥구조물의 보강을 위하여 수중에서도 효율적인 작업이 가능하며, 이송수단의 간단한 상하 위치 변경만으로도 수중 위의 기둥구조물도 보강 가능한 권선 기를 포함한 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다수의 권선 기를 한꺼번에 구동시켜 보다 신속하게 기둥구조물에 파이버 보강재료를 감을 수 있는 권선 기를 포함한 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다수의 권선 기를 상, 하 및 수평이동 시키기 위한 동력수단을 모두 권선 기와 분리시켜, 별도의 작업 지지 판에 설치함으로서, 장치 유지 보수 및 감전과 같은 안전사고 방지에 효율적인 권선 기를 포함한 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 보강장치를 구성하는 장치를 분할, 조립이 가능토록 하여 신속한 설치 및 보수가 가능한 권선 기를 포함한 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해, 보강 대상물 주위에 형성된 작업 지지 판 위에 대차가 회전 및 상하 이동을 위한 지지 대 역할을 하는 대차용 가이드 레일을 설치하고, 상기 대차는 대차용 가이드 레일에 얹어져 있되, 다수의 대차를 별도의 연결 봉으로 서로 연결시킴으로서 상기 대차용 가이드 레일로부터의 이탈이 구속된다. 이러한 대차에는 권선 기의 기능을 가지도록, 파이버 보강 재 공급수단, 상호연결 수단, 수평 이동수단 및 수직이송수단을 포함하고 있다.

보강대상물의 주위를 회전이동하면서, 파이버 보강 재를 상기 보강대상물에 감아야 하므로 수평회전이 가능하도록 동력전달 수단 및 그 제어수단 과 회전수단을 구비하되, 회전수단의 경우 대차에 체인과 같은 연결 재를 수용할 수 있는 수평이동수단을 구비시킨 상태에서, 다수의 대차가 체인에 물려 함께 회전 할 수 있도록 하고, 그 동력전달 수단은 감속기를 포함한 구동장치를 작업 지지 판에 별도로 구비시켜 대차 자체에 동력전달수단이 설치됨으로서 수중작업에 의하여 발생할 수 있는 감전, 누전의 안전사고 발생을 방지할 수 있게 하고, 그 제어수단으로서 상기 체인과 같은 연결재가 대차의 수평이동수단에 물려 용이하게 회전할 수 있는 스프로킷 휠 등을 이용하게 된다.

보강대상물의 주위를 회전이동하면서 파이버 보강 재를 상기 보강대상물에 상, 하로 감아야 하므로 상하이동 가능하도록 동력전달 수단 및 그 제어수단 과 상하이동수단을 구비하되, 상하 이동 수단의 경우 대차에 별도로 수직 이송 부재를 형성시켜, 수직 이송 부재가 상, 하로 이동함에 따라 이에 연결된 대차가 상, 하로 이동케 하고, 동력 전달 수단의 경우 상기 수직 이송 부재를 상하 이동시키기 위한 감속기를 포함한 구동장치로서 역시 별도의 작업지지 판에 설치되고, 그 제어수단의 경우 구동장치에 수직으로 연결된 수직 이송 봉을 형성시키고 수직 이송 봉에 수직 이송 부재를 얹어져 있게 한 상태에서, 수직 이송 봉을 구동장치를 이용하여 상, 하로 이동하게 하여 결국 수직 이송 부재에 연결된 대차의 파이버 가이드 봉이 함께 상, 하로 이동된다. 이때 파이버 가이드 봉에 설치된 하부 파이버 가이드 롤러가 보강대상물의 상하를 이동하게 함으로서 결국 보강재가 보강 대상물의 상하를 감을 수 있게 된다.

이하 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치 및 이를 이용한 보강공법을 구분하여 도1 내지 도6을 기준으로 설명한다.

〈파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치〉

본 발명의 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치는 교각 또는 우물통과 같은 기둥 형식의 보강대상물(110)이 중앙에 위치하도록 소정 높이로 형성된 작업 지지 판(100); 상기 보강대상물 주위를 따라 작업 지지 판에 위에 소정의 높이로 형성된 대차용 가이드 레일(200); 상기 보강대상물 표면을 따라 파이버 보강 재(510)를 감을 수 있도록 상호연결수단(400), 파이버 보강 재 공급수단(500) 및 수평, 수직 이동수단(600,700)이 포함된 권선 기(300)가 상기 대차용 가이드 레일 안쪽에 연결 봉(340)에 의하여 고정된 대차; 상기 작업 지지 판에 형성되며, 대차의 상하, 수평 이동을 제어하기 위한 대차 이동 제어수단(800,900); 을 포함한다.

본 발명에서 보강 대상물(110)은 육상 또는 수중에서 상부 구조물을 지지하는 하부구조물로서 기둥구조물 형식이라면 모두 보강 가능하다. 즉 교각 또는 우물 통 과 같이 기둥형식의 구조물에 본 발명의 보강장치가 이용될 수 있다. 특히 우물 통과 같이 수중에 설치된 보강 대상물의 경우 이를 보강하려면 가물 막이 작업등에 의하여 새로이 가설작업이 필요한데, 본 발명에서는 가물 막이 작업 없이도 수중에서 보강이 가능하다는 장점이 있다.

작업지지 판(100)은 도1을 기준으로 보강 대상물(110) 주위를 따라 후술되는 대차용 가이드 레일(200), 권선 기를 포함하는 대차(300), 수평 및 수직 대차 이동 제어 수단(800,900)의 지지 판 및 작업자가 작업 할 수 있는 발판으로 기능한다. 보강 대상물의 크기 에 따라 전체 크기는 얼마든지 변경 가능하며, 수면 위에 설치되어야 하는 경우 쉽게 부식되지 않는 소재 즉, 콘크리트 패널, 방식 처리된 강 재 등이 이용될 수 있다. 이러한 작업지지 판은 파일 등과 같은 하부 지지구조물(120)에 의하여 보강 대상물 주위에 고정된다. 설치 작업의 용이성을 위하여 2개 이상의 부재로 분할하여 제작한 후 현장에서 직접 조립 설치할 수 있다. 물론 하나의 부재로서 미리 제작하여 설치하여도 무방하다.

대차용 가이드 레일(200)은 보강 대상물(110) 주위에 후술되는 대차가 파이버 보강 재를 감을 수 있을 정도의 위치에 고정되어 수평 및 수직 이동될 수 있도록 지지대의 역할을 하는 일종의 트랙이라고 할 수 있다. 전체적인 형상이 원형으로 도1에 도시되어 있으나 보강 대상물, 작업 환경에 따라 변경 될 수 있으나 전체적으로 동심원을 이루도록 함이 바람직하다. 물론 이러한 대차용 가이드 레일은 1개로서 제작된 후 작업지지 판에 설치될 수도 있으나, 설치 작업의 용이성을 위해 다수 개로 분할, 조립하여 설치될 수 있다. 일반적인 형 강, 파이프를 이용하여 제작한다.

구체 예로서, 도1과 같이 상기 대차용 가이드레일(200)은, 소정의 높이(H)를 두고 연결부재(210)로 상하 연결되는 상부 가이드레일(220) 및 하부가이드레일(230); 상기 상부 또는 하부 가이드레일을 지지 판에 고정시키는 고정수단(240);을 포함한다.

소정의 높이(H)를 가져야 하는 이유는 권선 기 와 의 연결을 위한 것으로서 도2와 같이 ㄷ 자 형상의 권선 기(300)가 대차용 가이드 레일(200)에 얹어져 끼워 설치될 수 있도록 하기 위해서이다. 이에 상부 가이드 레일 과 하부가이드레일을 연결부재로 연결시켜 연결부재의 높이만큼 소정의 높이를 확보할 수 있다. 이러한 상부, 하부 가이드레일을 작업 지지 판(100)에 고정시키기 위하여 별도로 경사져 형성된 고정수단(240)을 이용한다. 상부, 하부 가이드 레일, 고정 수단은 다수의 대차가 수평 및 상, 하 이동 시 진동에 의하여 작업 지지 판(100)으로부터 이탈되지 않도록 단단 히 고정되어야 한다. 소정의 높이를 가지는 판 부재를 원형을 이루도록 고정 수단으로 작업 지지 판에 고정시켜도 무방하다.

대차는 보강대상물 표면을 따라 파이버 보강 재를 감을 수 있도록 상호연결수단(400), 파이버 보강 재 공급수단(500) 및 수평, 수직 이동수단(600,700)을 포함하는 권선 기(300)가 상기 대차용 가이드 레일 안쪽에 연결 봉(340)에 의하여 고정된 것이며, 도2 내지 도4를 기준으로 설명한다.

상기 권선 기(300)는 도3과 같이 그 각각에 대차 용 가이드 레일 부 와 접하도록 수직가이드 롤러(311)가 형성된 수평 부(310); 대차 용 가이드 레일 부 와 접하도록 수평가이드 롤러(312)가 형성되며, 수평이동수단(600) 및 상호연결수단(400)이 형성된 수직 부(320); 상기 수직 부를 상, 하 연결하는 부재로서, 파이버 보강 재 공급 수단(500) 및 수직이동수단(700)이 형성된 연결 단(330);을 포함하여 서로 마주보도록 형성된 한 쌍의 ㄷ 자 형상의 부재이다. 도2와 같이 상기 권선 기(300)는 대차용 가이들 레일(200)에 얹어 설치된다.

각 수평 부(310)는 대차용 가이드 레일에 얹어져 설치되기 위하여 대차용 가이드 레일의 높이보다 약간 큰 간격을 두고 형성되어, 수직 부(320)에 의하여 각각 연결된다. 상기 수평 부에는 원통 형 수직 가이드 롤러(311)가 상, 하에 각각 설치되어 있어 권선 기가 대차용 가이드 레일을 회전할 때 용이하게 이동 될 수 있도록 하며, 상, 하 방향으로 권선 기 자체의 이동을 구속하는 역할을 하게 된다.

각 수직 부(320)에도, 상, 하로 수평 가이드 롤러(312)가 형성되며, 그 위치는 대차용 가이드 레일의 상부 가이드 레일 및 하부 가이드레일과 접할 수 있도록 형성된다. 따라서 수직 가이드 롤러와 함께 권선 기가 대차용 가이드 레일을 수평으로 용이하게 이동할 수 있게 된다.

또한 각 수평 부의 양 측면에는 권선 기의 상호연결수단(400)이 형성되어 권선 기가 도4와 같이 서로 연결 봉(340)에 의하여 결합된다. 상호연결수단(400)은 권선 기(300)를 서로 연결 봉(340)에 의하여 연결 시키기 위하여 구비된 것으로서, 권선 기를 구성하는 ㄷ 형상의 연결부의 수직 부 양 측면에 형성된 이중 너트 구조로 형성되며, 연결 봉(340)은 양 단 부가 상기 상호연결수단의 이중 너트 사이에 삽입되어 볼트 등과 같은 조임 기구로 고정될 수 있도록 일정 형상의 체결 부(341); 상기 체결 부 사이에 형성된 중간 봉(342);을 포함한다.

상기 중간 봉(342)은 길이 조정이 가능하도록 길이 조절용 스크류 봉(343)이 형성되어, 중간 봉 과 스크류 봉을 서로 회전시킴으로서 권선 기 상호 간 연결간격을 조정할 수 있게 된다. 이러한 연결 봉을 이용하여 권선 기를 연결하는 이유는 권선 기는 도2와 같이 대차용 가이드 레일에 의하여 간단하게 얹어져 설치되므로 설치 시 또는 수평 및 수직 이동 시 권선 기가 대차용 가이들 레일에 고정 설치되지 않고, 이탈 될 수 있으므로, 권선 기를 서로 연결 봉에 의하여 결합시켜 폐합구조를 형성시킴으로서 대차 용 가이드 레일에 고정 설치될 수 있도록 하기 위함이다.

또한 각 수직 부의 개략 중간 부위를 가로질러 도3과 같이 수평 이동수단(600)이 설치되는 데, 상기 수평 이동 수단은 권선 기를 수평으로 이동시키기 위한 체인 과 같은 연결 재의 유도 및 수용 수단으로서 역할을 하게 된다. 즉 도5와 같이 연결 재(610)인 체인이 권선 기의 수직 부 개략 중간 부위에 설치된 수평이동 수단 사이를 따라 설치된다. 즉, 수평 이동 수단은 체인을 수용할 수 있도록 반원 형 파이프로 형성될 수 있으며, 내부에는 체인이 걸릴 수 있는 치형이 형성되어 있어 체인의 이동에 따라 치형에 의하여 연결된 수평이동 수단이 함께 이동되고, 이로서 권선 기도 함께 이동 할 수 있게 된다. 상기 연결 재인 체인은 후술되는 수평 대차 이동 제어수단을 구성하는 구동장치인 모터에 의해 구동된다.

상기 권선 기의 수직 부 및 수평 부를 상, 하로 연결하는 부재가 연결 단(330)이다. 상기 연결 단은 수평 재 상단 및 하단에 각각 설치되며, 상부 연결 단(331) 및 하부 연결 단(332)에는 파이버 보강 재 공급수단(500) 및 수직 이동수단(700)이 도4와 같이 형성된다.

파이버 보강 재 공급수단(500)은 파이버 보강 재 롤(510); 상부 파이버 가이드 롤러(520), 하부 파이버 가이드 롤러(530)를 포함한다.

파이버 보강 재 롤(510)에는 파이버 보강재가 실 형태로 감겨져 있는데 보강 대상물 표면을 따라 감아져 결국 보강 대상물을 조여 줌으로서 보강 대상물의 구조 내력을 보강시키는 기능을 하는 소재이다. 이러한 파이버 보강 재는 권선 기의 상단에 롤 형식으로 설치되며, 상부 및 하부 파이버 가이드 롤러를 포함하는 파이버 보강 재 공급수단에 의하여 감겨 져야 하는 위치로 접근할 수 있게 된다. 즉 상부 파이버 가이드 롤러(520)에 의하여 파이버 보강 재가 수평방향으로 유도되며, 상부 파이버 가이드 롤러(520)를 경유하여 파이버 보강재가 수직 하 방으로 유도된다. 수직 하 방으로 유도된 파이버 보강 재는 하부 연결 단(332)의 구멍을 경유하여 하부 파이버 가이드 롤러(530)로 유도되며, 상기 하부 파이버가이드 롤러에 유도된 파이버 보강 재는 보강 대상물의 표면을 따라 감겨지게된다. 하부 파이버 가이드 롤러는 후술되는 수직 이동수단(700)을 구성하는 파이버 가이드 봉(710)에 형성되어 수직 이송 부재(720)가 연결되는 수평지지 부재(730)에 설치된다.

수직 이동수단(700)은 권선 기의 상부 연결 단(331) 및 하부 연결 단(332)을 관통하도록 설치된 파이버 가이드 봉(710); 파이버 가이드 봉(710)의 단 부 에 형성되는 것으로서 상술 한 하부 파이버 가이드 롤러(530) 및 수직 이송 부재(720)가 연결되는 수평 지지 부재(730);를 포함한다.

파이버 가이드 봉(710)은 상기 권선 기의 상부 및 하부 연결 단(331,332)을 리니어 베어링(740)에 의하여 관통하도록 수직으로 설치되어 상기 권선 기가 고정 된 상태에서 상, 하로 이동할 수 있다. 이러한 파이버 가이드 봉(710)의 단 부에는 수직 이송 부재(720)가 형성됨으로서, 별도의 대차 수직 이동 제어 수단에 의하여 수직 이송 부재가 상하로 이동하게 되고, 수직 이송 부재와 연결된 파이버 가이드 봉이 함께 움직이게 된다. 파이버 가이드 봉(710)의 길이를 조정함으로서 대차가 상, 하로 이동할 수 있는 위치가 정해지게 된다.

하부 파이버 가이드 롤러(530)는 상기 파이버 가이드 봉의 단 부에 형성된 수평 지지부재(730)의 안 쪽에 형성된다. 상술 한 상부 파이버 가이드 롤러에 의하여 유도된 파이버 보강 재를 보강 대상물에 직접 감겨지도록 하는 기능을 하는 것으로서 파이버 보강 재의 원하는 방향으로의 유도를 위하여 2개 이상의 가이드 롤러를 조합하여 사용할 수 있으며, 결국 파이버 가이드 봉이 상, 하로 이동함에 따라 수평 지지 부재(730)로 연결된 하부 파이버 가이드 롤러도 상, 하로 이동하게 된다.

수평 지지부재(730)는 파이버 가이드 봉의 단 부에 형성됨으로서 상술한 하부 파이버 가이드 롤러 및 수직 이송 부재가 연결된다.

대차 이동 제어수단(800,900)은 수평 대차 이동 제어수단(800) 및 수직 대차 이동 제어수단(900)을 포함하며, 수평 대차 이동 제어수단은 권선 기를 대차 용 가이드 레일 상에서 수평으로 회전시키고, 그 속도를 제어할 수 있는 수단이며, 수직 대차 이동 제어수단은 권선 기 자체는 대차 용 가이드 레일 상에 위치시킨 상태에서, 권선 기에 형성된 파이버 가이드 봉을 상, 하로 이동시키고, 그 속도를 제어할 수 있는 수단이다. 이러한 수평, 수직 대차 이동 제어수단은 권선 기 자체에 설치하지 않고, 도5 및 도6과 같이 작업지지 판(100)에 설치함으로서 권선 기의 중량을 증가시키지 않아 권선 기의 수평, 수직 이동이 용이하게 하고, 특히 수중 작업에 의해 동력 전달 시 발 생 할 수 있는 감전, 누전 등에 의한 안전 사고의 위험을 방지할 수 있다.

수평 대차 이동 제어수단(800)은 도5와 같이 작업 지지 판(100)에 형성되며, 권선 기의 수평이동수단에 설치되는 체인과 같은 연결 재(610)를 수평 구동시키는 것으로서 감속기(811) 및 스프로킷 휠(812)을 포함하는 구동장치(810); 상기 권선 기 및 구동장치 사이에 작업 지지 판(100)에 별도로 형성되며, 권선 기의 수평이동수단에 설치되는 체인과 같은 연결 재를 구동장치의 스프로킷 휠 에 유도하는 것으로서 적어도 2개의 가이드 휠(821) 및 상기 가이드 휠을 지지하는 지지 대(822)를 포함하는 연결재 유도장치(820);를 포함한다.

구동장치(810)는 일종의 모터로서 권선 기를 수평 이동시키기 위하여 설치되는 체인 과 같은 연결 재(610)를 구동시키는 역할을 한다. 그 속도를 제어하기 위해 베 벨 감속기(811)가 부착되며, 구동장치에는 스프로킷 휠(812)이 부착되어 체인이 스프로킷 휠 에 감겨지면서 구동장치의 동력을 전달받아 회전 할 수 있게 된다.

권선 기의 수평이동수단을 걸쳐 설치 된 체인의 원할 한 수평 이동을 위해 구동 장치 와 권선 기 사이에 별도로 연결재 유도장치(820)를 설치하는데, 이러한 장치도 작업지지 판에 별도로 설치하게 된다. 즉, 일정한 높이를 가지는 지지 대(822)를 권선 기 와 구동 장치 사이에 설치한 뒤, 상기 지지대 위에 가이드 휠(821)을 적어도 2개 이상 설치하여 체인이 용이하게 구동 장치로 유도되도록 한다.

수직 대차 이동 제어수단(900)은 도6과 같이 작업 지지 판(100)에 형성되며, 권선 기의 수직 이송 부재(730)의 단 부에 보강대상물 방향으로 끼워져 연결되는 것으로서, 서로 마주보도록 형성된 한 쌍의 ㄷ 자 형상의 연결부(910); 상기 연결부에 연결되어 수직으로 형성되며 상단부가 연결부재(921)에 의하여 결합된 수직 이송 봉(920); 상기 수직 이송 봉의 상, 하 구동을 위한 장치로서, 작업 지지 판(100)에 형성되고, 상기 수직 이송 봉이 베어링(931)에 의하여 관통하는 받침 판(932)에 설치되는 감속기(933)를 포함하는 구동장치(930); 및 상기 구동장치에 수직으로 형성되면서, 수직 이송 봉의 연결부재(921)와 베어링에 의하여 관통하여 돌출 된 스크류 나사 봉(940); 을 포함한다.

한 쌍의 ㄷ 자 형상의 연결부(910)는 상술 한 권선 기의 수직 이송부재(720)를 구속하여 후술되는 구동장치에 의하여 권선 기를 상, 하로 이동시키기 위한 장치이다.

이러한 연결부(910)는 권선 기의 수직 이동 부재와 접하도록 수직가이드 롤러(911)가 형성된 수평 부(912); 및 상기 수평 부(912)를 상, 하로 연결하는 수직 부(913); 및 수직 이송 봉 결합 부(914)를 포함한다.

연결부(910)는 권선 기의 대차용 가이드 레일과의 연결과 유사한 기능을 가지며, 권선 기의 수직 이송 부재를 상, 하 이동시키기 위해 수직 이송 부재(720)가 상기 ㄷ 자 형상의 연결부(910)의 수직 가이드 롤러에 얹어져 설치됨으로서 수직 이송 부재의 상, 하 이동이 구속 제어된다. 각 수평 부의 간격은 수직 이송 부재가 끼워 질 수 있을 정도의 간격이면 된다.

상기 수직 가이드 롤러가 형성된 각 수평 부를 연결시키는 역할을 하는 것이 수직 부(913)인데, 수직 부 바깥 쪽 면에는 후술되는 수직 이송 봉이 고정될 수 있도록 수직 이송 봉 결합 부(914)를 형성시킨다. 수직 이송 봉 과 수직 이송 봉 결합 부의 결합은 수직 이송 봉 결합 부에 암 나사 산을 형성 시키고, 수직 이송 봉에는 수나사 산을 형성시켜 결합시킬 수 있다.

수직 이송 봉(920)은 도6과 같이 하나의 구동장치(930)에 2개가 설치되고, 연결부(910)가 결합된 상태에서, 후술되는 구동장치 받침 판을 관통하여 소정의 높이까지 수직으로 형성되며, 상 단 부는 별도의 연결 재(921)에 의하여 서로 결합된다. 설계에 따라 수직 이송 봉은 1나 또는 3개 이상이 설치될 수 있다.

상기 수직 이송 봉에는 별도의 베어링(931)에 의해 구동장치(930)가 설치된 받침 판(932)이 고정된다. 상기 받침 판은 작업지지 판(100)에 설치되고, 받침 판에 감속기(933)가 형성된 구동장치(모터)를 설치함으로서, 권선 기의 수평이동을 위한 구동장치를 작업지지 판에 설치하는 동일한 기술적 효과를 기대할 수 있다. 상기 베어링의 경우도 리니어 베어링을 사용함으로서 수직 이송 봉이 받침 판을 관통하면서 상, 하로 이동하게 되며, 수직 이송 봉의 상, 하 이동 속도는 베벨 감속기에 의해 제어한다.

수직 이송 봉의 상, 하 이동을 위해, 구동모터에 의해 연결되며, 수직 이송 봉 사이에 형성된 스크류 나사 봉(940)을 수직으로 형성시키고, 상 단 부를 수직 이송 봉 상단의 연결부재(921)를 관통하여 리니어 베어링에 의하여 구속되면서 소정의 높이까지 돌출 되도록 한다. 이로서 구동장치에 의하여 스크류 나사 봉이 회전하게 되면, 이에 물려 있는 수직 이송 봉의 연결 부재가 상, 하 이동을 하게 되고, 이로서 수직 이송 봉의 하단에 형성된 ㄷ자 형상의 연결부(910)가 함께 상, 하로 이동하게되고, 상기 연결부에 얹어져 있는 수직 이송부재(730)도 함께 상, 하로 이동된다. 상, 하 이동 량은 상기 스크류 나사 봉의 길이에 의해 조절될 수 있다.

나아가, 상술한 대차 수직 이동 제어 수단을 구성하는 ㄷ 자 형상의 연결부의 뒤집어 설치하는 경우, 작업지지 판을 기준으로 수면 상부 의 기둥구조물에도 파이버 보강 재를 감을 수 있다.

또한 상술한 권선 기, 대차 수평, 수직 이동 제어 수단의 개수는 기둥구조물의 크기, 단면 형상, 설치 상의 제약, 작업공기를 고려하여, 각 권선 기 등의 설치 각도 등을 조절하여 서로의 작동에 장애가 되지 않는 범위에서 얼마든지 설치 개수를 조정하여 설치할 수 있다고 할 것이다.

〈파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치를 이용한 보강공법〉

상기 공법은 수중 또는 육상의 보강 대상물 주위에 작업 지지 판(10)을 설치하는 단계; 상기 작업 지지 판에 대차용 가이드 레일(200)을 설치하는 단계; 상기 대차용 가이드 레일에 파이버 보강 재 공급수단, 상호 연결 수단 수평이동수단 및 수직이동수단을 포함하는 권선 기(300)를 포함하는 다수의 대차를 설치하는 단계; 수평 및 수직 대차 이동 제어수단을 작업 지지 판에 설치하고, 상기 수평 및 수직 대차 이동 제어수단(800,900)을 대차에 연결시키는 단계; 상기 대차를 수평 및 수직이동하면서 보강 대상물에 파이버 보강 재를 감는 단계; 를 포함한다.

작업 지지 판(100)은 보강 대상물이 육상 구조물 또는 수중 구조물인가에 따라 설치작업이 상이할 수 있는데, 육상 구조물의 경우 보강 대상물 주위에 비계와 같은 가설 구조물을 설치하는 방식으로 작업지지 판을 설치하면 된다. 하지만 우물통과 같은 수중 구조물인 경우에는 작업지지 판을 도1과 같이 수면 위에 설치해야 하는 데, 미리 수심을 고려하여 H형 파일 과 같은 하부 지지구조물을 수중에 설치하고, 그 위에 작업지지 판을 설치하게 된다. 이러한 수중 작업은 통상 사용되는 수중 항 타 작업이 가능한 장비를 이용한다.

작업지지 판 자체를 하나의 부재로 제작하여 설치해도 되지만 2개 이상으로 분할 제작한 후(프리 캐스트 화), 현장에서 조립하는 것도 가능하다.

작업지지 판의 중앙에 보강 대상물이 위치하도록 작업지지 판을 설치하고, 보강대상물과의 간격을 조정하여 상술한 대차에 의하여 파이버 보강재가 용이하게 감겨질 수 있도록 한다.

작업지지 판을 설치한 후에는, 작업지지 판 위에 보강대상물 주위를 따라 도1과 같이 대차용 가이드 레일(200)을 설치한다. 보강 대상물 주위를 따라 동심원의 형태가 되도록 설치하는 것이 대차의 고정 및 수평, 수직 이동을 원할 하게 할 수 있다. 경우에 따라서는 원형으로 대차용 가이드레일을 설치하기가 어려울 수가 있는데, 이럴 경우 대차가 가이드 레일에 고정되기 어려울 수가 있다. 이때는 대차를 구성하는 권선 기의 수평 부의 길이를 조절(30cm이상)하여 대차가 가이드 레일에 충분히 얹어져 고정될 수 있도록 한다. 나아가 대차 용 가이드 레일도 분할제작 한 후, 현장에서 조립 설치할 수 있다.

대차용 가이드 레일을 작업지지 판에 설치한 후에는, 대차를 가이드 레일 안쪽에 위치하도록, 권선 기의 수평 부를 가이드 레일 안쪽에서 가이드레일에 얹어져 끼워질 수 있도록 설치한다. 대차의 개수는 보강 대상물의 크기, 단면 형상 등을 고려하여 정하여 설치하되, 대차의 연결은 도4와 같이 연결 봉을 이용하여 대차의 상호 연결 수단끼리 연결되도록 한다. 대차가 서로 대차용 가이드 레일 상에서 폐 합 구조로 설치되도록 한다. 이로서 대차는 가이드 레일로부터 이탈되지 않는 구조가 된다. 이러한 대차에는 파이버 보강 재 공급 수단, 수평이동수단 및 수직이동수단이 형성되어 있는 상태이다.

대차를 설치한 후에는 도5 및 도6과 같이 작업지지 판에 대차를 수평 및 상, 하로 이동시킬 수 있는 대차 수평, 수직 이동 제어수단을 설치한다.

대차 수평 이동 제어수단을 작업지지 판에 설치함으로서, 대차에는 별도의 동력장치가 설치되지 않아, 그 자체의 중량을 증가시키지 않을 수 있어 이동이 용이하고, 수중 작업의 전력공급에 있어 작업자의 감전, 구동장치의 누전에 의한 안전사고를 방지할 수 있다.

대차 수평 이동 제어 수단을 구성하는 감속기 및 스프로킷 휠 이 설치된 구동장치(모터)를 설치한 상태에서, 다수의 대차에 형성된 수평이동수단을 걸쳐 설치된 체인과 같은 연결 재를 설치하고, 상기 연결 재(체인)를 구동 장치의 스프로킷 휠 에 연결한다. 구동장치는 대차로부터 약간 바깥쪽의 작업지지 판에 설치되므로 연결 재의 구동장치에 용이한 연결을 위하여 대차와 구동장치 사이의 작업지지 판에 별도의 지지 대 및 상기 지지 대에 가이드 휠 이 형성된 체인 유도 장치를 설치한다. 이로서, 상기 구동장치에 의하여 연결재가 회전되면, 상기 연결 재에 의하여 각각 치형이 형성되어 연결 재에 물려있는 대차의 수평이동수단이 함께 회전되면서 결국 대차가 수평 이동하게 된다. 그 이동 속도는 구동장치의 감속기에 의하여 조절한다.

나아가 대차 수직 이동 제어수단을 작업지지 판에 추가로 설치함으로서, 대차의 상, 하 이동이 가능하다. 대차 수직 이동 제어 수단을 구성하는 감속기 및 스크류 나사 봉이 형성된 구동장치를 받침 판에 설치한 상태에서, 상기 받침 판을 작업지지 판에 먼저 설치하고, 받침 판을 리니어 베어링으로 관통하여 스크류 나사 봉이 가운데 오도록 2개 이상의 수직 나사 봉을 설치한다. 수직 나사 봄의 상단 부는 중앙에 형성된 스크류 나사 봉이 역시 리니어 베어링으로 관통하여 돌출 되도록 연결 재를 이용하여 결합시킨다. 역시 수직이송 봉 자체에 별도의 동력장치가 설치되지 않아, 그 자체의 중량을 증가시키지 않을 수 있어 이동이 용이하고, 수중 작업에 의해 전력공급에 있어 작업자의 감전, 구동장치의 누전에 의한 안전사고를 방지할 수 있다.

이로서, 스크류 나사 봉이 회전하게 되면 이에 리니어 베어링에 의하여 결합된 수직 이송 봉의 연결 재가 상, 하로 이동할 수 있게 된다.

상기 수직 이송 봉의 하단에는 상술 한 ㄷ 자 형상의 연결 부 의 수직부에 형성된 수직 이송 봉 결합수단에 연결되도록 하고, 대차의 수평 이송 부재가 상기 연결부에 얹어져 끼워지도록 하면 대차의 상, 하 이동을 구속할 수 있게 된다.

결국, 대차의 수평 및 상, 하 이동을 가능하게 한 상태에서, 대차 상단에 파이버 보강 재 롤을 설치하고, 역시 대차에 형성된 상부 및 하부 파이버 가이드 롤러를 이용하여 권선 기로부터 파이버 보강 재를 보강 대상물에 접근하여 감아지도록 한다.

수평이동, 수직 이동의 제어는 대차 이동 제어수단(800,900)의 속도를 조절하면서 원하는 위치에 파이버 보강재가 충분히 감아질 수 있도록 조절해야 한다.

본 발명에 의하여 특히 수중에 설치된 기둥구조물을 파이버 보강재를 이용하여 보강하려는 경우, 수중작업이 이루어지더라도 효율적인 기계적 작업이 가능하고, 이송수단의 간단한 상하 위치 변경만으로도 수중 위의 기둥구조물도 보강 가능하여 경제적이고, 신속한 기둥구조물 보강이 가능하다.

도1은 본 발명의 보강 대상물에 작업지지 판 및 대차용 가이들 레일이 설치된 사시도의 구체 예이다.

도2는 본 발명의 대차용 가이드 레일에 권선 기가 얹어져 설치된 상태의 사시도의 구체 예이다.

도3은 본 발명의 권선 기의 구체 예이다.

도4는 본 발명의 권선 기가 연결 봉에 의하여 결합된 상태도의 구체 예이다.

도5는 본 발명의 권선 기의 수평이동수단 및 대차 수평 이동 제어수단의 구체 예이다.

도6은 본 발명의 권선 기의 수직이동수단 및 대차 수직 이동 제어수단의 구체 예이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:작업지지 판 200:대차용 가이드 레일

300:권선 기 400:상호연결수단

500:파이버 보강 재 공급수단 600:수평이동수단

700:수직이동수단 800:대차 수평 이동제어수단

900:대차 수직 이동제어수단

Claims (20)

1. 교각 또는 우물통과 같은 기둥 형식의 보강대상물이 중앙에 위치하도록 소정 높이로 형성된 작업 지지 판;

   상기 보강대상물 주위를 따라 작업 지지 판에 위에 소정의 높이로 형성된 대차용 가이드 레일;

   상기 보강대상물 표면을 따라 파이버 보강 재를 감을 수 있도록 상호연결수단, 파이버 보강 재 공급수단 및 수평, 수직 이동수단이 포함된 권선 기가 상기 대차용 가이드 레일 안쪽에 연결 봉에 의하여 고정된 대차;

   상기 작업 지지 판에 형성되며, 대차의 상하, 수평 이동을 제어하기 위한 대차 이동 제어수단;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치.
2. 제1항에서, 상기 보강대상물은 육상 또는 수중 구조물인 것을 특징으로 하는 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치.
3. 제1항에서, 상기 작업 지지 판은 파일과 같은 지지수단에 의하여 지지되는 판 형상의 부재로서, 콘크리트, 강 재와 같은 소재로 제작되며, 하나의 부재 또는 2개 이상의 부재로 분할, 조립되어 설치되는 것을 특징으로 하는 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치.
4. 제1항에서, 상기 대차용 가이드레일은,

   소정의 높이를 두고 연결부재로 상하 연결되는 상부 가이드레일 및 하부가이드레일;

   상기 상부 또는 하부 가이드레일을 작업 지지 판에 고정시키는 고정수단;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치.
5. 제1항에서, 상기 대차용 가이드레일은 1개의 부재 또는 2개 이상의 부재로 분할, 조립 설치되는 것을 특징으로 하는 교각 또는 우물 통 보강장치.
6. 제1항에서, 상기 대차의 권선 기는 서로 마주보도록 형성된 한 쌍의 ㄷ 자 형상의 부재로서, 그 각각에

   대차 용 가이드 레일 과 접하도록 수직가이드 롤러가 형성된 수평 부;

   대차 용 가이드 레일 과 접하도록 수평가이드 롤러가 형성되며, 수평이동수단 및 상호연결수단이 형성된 수직 부;

   상기 수직 부를 상, 하 연결하는 판 부재로서, 파이버 보강 재 공급 수단 및 수직이동수단이 형성된 상,하 연결단;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치.
7. 제1항에서, 상기 대차의 상호연결 수단은 권선 기의 측 단에 형성된 이중 너트 구조인 것을 특징으로 하는 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치.
8. 제1항에서, 상기 연결 봉은 권선 기의 앙 상호연결수단 사이에 볼트와 같은 조임 기구로 대차의 상호연결수단에 삽입되는 체결 부; 및

   상기 체결부 사이에 형성되며, 길이 조절 용 스크류가 형성되어 길이 조정이 가능한 중간 봉;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치.
9. 제1항에서, 상기 파이버 보강 재 공급수단은, 권선 기 상단에 형성되는 것으로서,

   권선 기 상단에 형성된 파이버 보강 재 롤;

   상기 파이버 보강 재 롤 에서, 파이버 보강 재를 권선 기 상단에서 수평방향으로 유도하는 상부 파이버 가이드 롤러;

   상기 상부 파이버 가이드 롤러에서, 파이버 보강 재를 권선 기 하단에서 보강대상물 방향으로 유도하는 하부 파이버 가이드 롤러;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치.
10. 제1항에서, 상기 대차의 수평이동수단은 각각의 대차 중간에 수평으로 형성되며, 내부에는 치형이 형성된 연결 재 수용부재인 것을 특징으로 하는 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치.
11. 제1항에서, 상기 수직이동수단은, 권선 기에 형성되는 것으로서,

    권선 기 상부 및 하부를 관통하는 파이버 가이드 봉; 및

    상기 권선 기 각각의 파이버 가이드 봉 단 부에 형성된 수평 지지부재에 연결된 폐 합 형 부재로서, 보강 대상물 주위에서 상하 이동되는 수직 이송 부재;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치.
12. 제1항에서, 상기 수평 대차 이동 제어 수단은

    작업 지지 판에 형성되며, 권선 기의 수평이동수단에 설치되는 체인과 같은 연결 재를 수평 구동시키는 것으로서 감속기 및 스프로킷 휠 을 포함하는 구동장치;

    상기 권선 기 및 구동장치 사이에 작업 지지 판에 별도로 형성되며, 권선 기의 수평이동수단에 설치되는 체인과 같은 연결재를 구동장치의 스프로킷 휠 에 유도하는 것으로서 적어도 2개의 가이드 휠 및 상기 가이드 휠 을 지지하는 지지 대를 포함하는 연결재유도장치;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치.
13. 제1항에서, 상기 상,하 대차 이동 제어 수단은

    작업 지지 판에 형성되며, 권선 기의 수직이동수단의 단부에 보강대상물 방향으로 끼워져 연결되는 것으로서, 서로 마주보도록 형성된 한 쌍의 ㄷ 자 형상의 연결부;

    상기 연결부에 각각 연결되어 수직으로 형성되며 상단부가 연결부재에 의하여 연결된 수직 이송 봉;

    상기 수직 이송 봉의 상, 하 구동을 위한 장치로서, 작업 지지 판에 형성되고, 상기 수직 이송 봉이 베어링에 의하여 관통하는 받침 판에 설치되는 감속기를 포함하는 구동장치; 및

    상기 구동장치에 수직으로 형성되면서, 수직 이송 봉의 연결 재를 관통하여 형성된 스크류 나사 봉;

    을 포함하며, 상기 스크류 나사 봉의 회전에 의하여 수직 이송 봉이 상, 하로 이동하면서 대차의 수직이송수단이 함께 상하 이동하는 것을 특징으로 하는 파이버 보강 재를 이용한 기둥 구조물의 보강장치.
14. 제 13항에서, 상기 ㄷ 자 형상의 연결부는 그 각각에

    수직이동 수단과 접하도록 수직가이드 롤러가 형성된 수평 부; 및

    상기 수평 부를 연결하며, 수직이송봉 결합구가 형성된 수직 부;

    을 포함하며, 상기 수직이동 수단이 연결부에 끼워 져 연결됨으로서 고정되는 것을 특징으로 하는 교각 또는 우물 통 보강장치.
15. 수중 또는 육상의 보강 대상물 주위에 작업 지지 판을 설치하는 단계;

    상기 작업 지지 판에 대차용 가이드 레일을 설치하는 단계;

    상기 대차용 가이드 레일에 파이버 보강 재 공급수단, 상호 연결수단 수평이동수단 및 수직이동수단을 포함하는 권선 기를 포함하는 다수의 대차를 설치하는 단계;

    수평 및 상, 하 대차 이동 제어수단을 작업 지지 판에 설치하고, 상기 수평 및 수직 대차 이동 제어수단을 대차에 연결시키는 단계;

    상기 대차를 수평 및 수직이동하면서 보강 대상물에 파이버 보강 재를 감는 단계;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥 구조물 보강공법.
16. 제15항에서, 상기 다수의 대차를 설치는

    권선 기의 상호연결수단 사이에, 볼트와 같은 조임 기구로 대차의 상호연결수단에 설치되는 체결 부; 및 상기 체결 부 사이에 형성되며, 길이 조절 용 스크류가 형성되어 길이 조정이 가능한 중간 봉을 포함하는 연결 봉을 이용하여 권선 기를 상호 연결시키는 것을 특징으로 하는 기둥 구조물 보강공법.
17. 제15항에서, 권선 기의 파이버 보강 재 공급수단은,

    권선 기 상단에 형성된 파이버 보강 재 롤; 상기 파이버 보강 재 롤 에서, 파이버 보강 재를 권선 기 상단에서 수평방향으로 유도하는 상부 파이버 가이드 롤러; 상기 상부 파이버 가이드 롤러에서, 파이버 보강 재를 권선 기 하단에서 보강대상물 방향으로 유도하는 하부 파이버 가이드 롤러; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥 구조물 보강공법.
18. 제15항에서, 권선 기의 수평이동수단은, 권선 기의 중간에 수평으로 형성되며, 내부에는 치형이 형성된 연결 재 수용부재이며,

    권선 기의 수직이동수단은,

    권선 기 상부 및 하부를 관통하는 파이버 가이드 봉; 및

    상기 권선 기 각각의 파이버 가이드 봉 단 부에 형성된 수평 지지부재에 연결된 폐 합 형 부재로서, 보강 대상물 주위에서 상하 이동되는 수직 이송 부재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥 구조물 보강공법.
19. 제15항에서, 상기 수평 대차 이동 제어수단은

    작업 지지 판에 형성되며, 권선 기의 수평이동수단에 설치되는 체인과 같은 연결 재를 수평 구동시키는 것으로서 감속기 및 스프로킷 휠 을 포함하는 구동장치; 상기 권선 기 및 구동장치 사이에 작업 지지 판에 별도로 형성되며, 권선 기의 수평이동수단에 설치되는 체인과 같은 연결 재를 구동장치의 스프로킷 휠 에 유도하는 것으로서 적어도 2개의 가이드 휠 및 상기 가이드 휠을 지지하는 지지 대를 포함하는 연결재유도 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥 구조물 보강공법.
20. 제15항에서, 상기 상, 하 대차 이동 제어수단은

    작업 지지 판에 형성되며, 권선 기의 수직이동수단의 단부에 보강대상물 방향으로 끼워져 연결되는 것으로서, 서로 마주보도록 형성된 한 쌍의 ㄷ 자 형상의 연결부; 상기 연결부에 각각 연결되어 수직으로 형성되며 상단부가 연결부재에 의하여 연결된 수직 이송 봉; 상기 수직 이송 봉의 상, 하 구동을 위한 장치로서, 작업 지지 판에 형성되고, 상기 수직 이송 봉이 베어링에 의하여 관통하는 받침 판에 설치되는 감속기를 포함하는 구동장치; 및

    상기 구동장치에 수직으로 형성되면서, 수직 이송 봉의 연결부재를 관통하여 형성된 스크류 나사 봉;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥 구조물 보강공법.