KR100949201B1 - 철탑의 기초재 기울기 측정 장치 및 그를 이용한 철탑의 기초재 설치 방법 - Google Patents

Abstract

철탑의 기초재 기울기 측정 장치 및 그를 이용한 철탑의 기초재 설치 방법이 개시된다. 본 발명의 철탑의 기초재 기울기 측정 장치는, 철탑의 기초재의 상단부에 탈착 가능하게 장착되며, 하방으로 빔을 발산하는 기울기 측정 포인트 유닛; 및 기울기 측정 포인트 유닛과 하방으로 이격되어 철탑의 기초재에 탈착 가능하게 결합되며, 기울기 측정 포인트 유닛으로부터 발산되는 빔이 표시되는 기울기 측정 타겟 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 철탑의 기초재를 각입할 때 기초재의 기울기 측정을 정확히 할 수 있어 기초재를 기반으로 조립되는 철탑이 정확하게 조립될 수 있으며, 또한 작업자에 의한 수작업을 줄임으로써 인력 및 작업 시간의 손실을 방지할 뿐만 아니라 안전사고가 발생되는 것을 저지할 수 있다.

철탑, 기초재, 기울기, 측정, 빔, 포인터, 타겟

Description

철탑의 기초재 기울기 측정 장치 및 그를 이용한 철탑의 기초재 설치 방법{Apparatus to Measure Gradient of Iron Tower Foundation Post and Method to Found Iron Tower Foundation Post Using the Apparatus}

본 발명은, 철탑의 기초재 기울기 측정 장치 및 그를 이용한 철탑의 기초재 설치 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 철탑의 기초재를 각입할 때 기초재의 기울기 측정을 정확하면서도 안전하게 할 수 있는 철탑의 기초재 기울기 측정 장치 및 그를 이용한 철탑의 기초재 설치 방법에 관한 것이다.

철탑이란, 154kV 이상의 초고압을 송전시키는 전력선을 거치하기 위한 시설물로서, 절연 간격 유지와 용지 보상 등의 문제로 인해 산악 지역이나 높은 평지에 설치되는 게 일반적이다.

이러한 철탑은 전력 사용량의 증가와 함께 대형화되어가고 있는 추세이다. 즉, 전력선을 통해 송전되는 전압이 높아짐에 따라 전력선이 거치되는 철탑의 크기 또한 커지고 있는 것이다. 따라서 이와 같이 대형화되는 철탑을 설치하기 위해서는 고도의 시공기술이 요구될 뿐만 아니라 품질 좋은 시공 장비가 요구되고 있다.

한편, 송전 공사 중, 철탑의 기초 부분을 설치하는 기초 공사는 매우 중요하 다. 이는, 네 지점에서 각각 설치되는 철탑의 기초 부분, 즉 기초재가 정확히 설치되어야만 기초재를 기반으로 하여 조립되는 철탑이 견고하면서도 안정적으로 설치될 수 있기 때문이다.

따라서, 철탑의 기초재는 제작 시 지반에 대해 미리 설정된 기울기값을 가지며, 이 값에 맞게 정확히 설치되어야만 한다.

이에, 철탑의 기초재를 지반 내에 각입할 때 지반에 대해 미리 설정된 기울기값에 맞게 기초재의 위치를 조절한 후 콘크리트 타설 등을 통해 기초재의 위치를 고정시켜야 한다.

이를 위해, 종래에는 정추를 이용하여 기초재의 기울기가 지반에 대해 미리 설정된 기울기값에 일치되도록 기초재를 위치 조절한 후 기초재를 고정하는 방법이 적용되고 있다.

이에 대해 보다 상세히 설명하면, 기초재의 상단부에 정추가 연결된 실을 묶고 기초재의 중앙 부분에는 지반에 대한 미리 설정된 기울기값에 의해 정해지는 수평 길이를 갖는 자를 위치시킨 후, 기초재를 조금씩 이동시켜 정추의 하단 꼭지점 부분이 원하는 수평자의 원하는 수평 길이 위치에 도달하게 함으로써 지반에 대한 기초재의 미리 설정된 기울기값과, 실제 설치되는 기초재의 기울기를 일치시킬 수 있다.

그런데, 이러한 종래의 철탑의 기초재 기울기 측정 방법 및 철탑의 기초재 설치 방법에 있어서는, 정추가 연결된 실이 보통 1미터 이상의 긴 길이를 갖기 때문에 바람 등의 외부 환경의 영향을 많이 받아 수직 하방을 가리키기가 쉽지 않으 며, 이로 인해 기울기 측정을 정확히 하기가 쉽지 않은 문제점이 있었다.

또한, 작업자가 직접 기초재에 올라가 정추가 달린 실을 기초재의 상단부에 묶거나 풀어야 하고 또는 실을 들고 있어야 하는데, 특히 기초재의 여러 종류 중 역T형으로 제작되는 기초재의 경우, 기초재의 길이가 5미터 이상이 되기 때문에 작업자가 올라가서 작업하기에는 안전상의 위험이 있을 뿐만 아니라, 또한 인력 및 작업 시간의 손실이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 철탑의 기초재를 지반에 대해 미리 설정된 기울기값으로 설치할 수 있도록 실제 설치되는 기초재의 기울기 측정을 정확히 할 수 있으며 또한 인력 및 작업 시간이 손실되는 것을 방지할 뿐만 아니라 안전사고 발생을 저지할 수 있는 새로운 구조의 기울기 측정 장치 및 철탑의 기초재 설치 방법의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명의 목적은, 철탑의 기초재를 각입할 때 기초재의 기울기 측정을 정확히 할 수 있어 기초재를 기반으로 조립되는 철탑이 정확하게 조립될 수 있으며, 또한 작업자에 의한 수작업을 줄임으로써 인력 및 작업 시간의 손실을 방지할 뿐만 아니라 안전사고가 발생되는 것을 저지할 수 있는 철탑의 기초재 기울기 측정 장치 및 그를 이용한 철탑의 기초재 설치 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 철탑의 기초재의 상단부에 탈착 가능하게 장 착되며, 하방으로 빔을 발산하는 기울기 측정 포인트 유닛; 및 상기 기울기 측정 포인트 유닛과 하방으로 이격되어 상기 철탑의 기초재에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 기울기 측정 포인트 유닛으로부터 발산되는 빔이 표시되는 기울기 측정 타겟 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 철탑의 기초재 기울기 측정 장치에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 기울기 측정 포인트 유닛은, 상기 기초재의 상단부에 탈착 가능하게 장착되는 포인트몸체; 및 상기 포인트몸체와 연결되며, 하방으로 빔을 발산하는 빔 발산부를 포함할 수 있다.

상기 포인트몸체와 상기 빔 발산부는 와이어로 연결되며, 상기 빔 발산부는, 상기 와이어가 상단면에 연결되며, 적어도 일부분이 원추 형상으로 마련되는 발산몸체; 상기 발산몸체의 하단부에 결합되어 하방으로 빔을 발산하는 빔 포인터; 및 상기 발산몸체에 결합되어 상기 빔 포인터를 구동시키는 포인터 구동부를 포함할 수 있다.

상기 포인터 구동부는, 상기 발산몸체 내에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 빔 포인터에 전원을 공급하는 전원공급 배터리; 및 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 상기 발산몸체에 장착되어, 상기 빔 포인터에 대한 상기 전원공급 배터리의 전원 공급을 온/오프(on/off)하는 스위치를 포함하며, 상기 발산몸체의 외관은 금속 재질로 마련되고 내부는 플라스틱 재질로 마련되며, 상기 빔 포인터는 레이저(laser)를 발산하는 레이저 포인터일 수 있다.

상기 포인트몸체는, 상기 빔 발산부와 연결된 상기 와이어가 결합되는 와이 어 결합구; 상기 와이어 결합구에 결합되는 연결몸체; 및 상기 연결몸체에 결합되며, 자력에 의해 상기 기초재에 탈착 가능하게 결합되는 포인트자석부재를 포함할 수 있다.

상기 연결몸체는, 상기 포인트자석부재가 결합되는 제1 연결몸체; 및 상기 제1 연결몸체의 길이 방향의 가로 방향으로 상기 제1 연결몸체에 결합되며, 단부에는 상기 와이어 결합구가 결합되는 제2 연결몸체를 포함할 수 있다.

상기 와이어 결합구는, 하단부에 상기 와이어가 관통되기 위한 관통홀이 형성된 외부 결합구; 및 상기 외부 결합구 내에서 상대 이동 가능하게 결합되며, 실질적으로 상기 와이어가 결합되는 내부 결합구를 포함할 수 있다.

상기 기울기 측정 타겟 유닛은, 상기 기울기 측정 포인트 유닛으로부터 발산되는 빔이 표시되는 타겟부; 상기 타겟부가 선단부에 결합되며, 길이 조절이 가능한 조절몸체; 및 상기 조절몸체가 상대 회동 가능하게 결합되며, 상기 기초재에 탈착 가능하게 결합되는 지지몸체를 포함할 수 있다.

상기 타겟부는, 상기 기울기 측정 포인트 유닛으로부터 발산된 빔이 식별될 수 있도록 투명의 아크릴 재질로 마련되며, 중앙 부분에는 십자(十字)가 표시된 타겟판; 및 상기 타겟판을 감싸며 결합되되 일측이 상기 조절몸체에 결합되며, 상기 타겟판이 수평으로 놓였는지를 판별하기 위한 수평계가 마련되는 타겟몸체를 포함할 수 있다.

상기 조절몸체는, 일단부에 상기 타겟부가 결합되는 제1 조절몸체; 및 상기 제1 조절몸체가 길이 방향을 따라 슬라이딩 상대 이동 가능하도록 상기 제1 조절몸 체가 결합되는 제2 조절몸체를 포함하며, 상기 조절몸체 및 상기 타겟부의 상면에는 규칙적인 눈금이 표시되어 있으며, 상기 지지몸체는, 상기 조절몸체가 결합되는 회동축; 상기 회동축이 상대 회동 가능하게 결합되는 축결합몸체; 및 상기 축결합몸체에 결합되며, 자력에 의해 상기 기초재에 탈착 가능하게 결합되는 타겟자석부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 지반 내로 인입된 철탑의 기초재의 상단부에 하방으로 빔을 발산하는 기울기 측정 포인트 유닛을 결합하고, 상기 기울기 측정 포인트 유닛으로부터 발산되는 빔이 표시되는 기울기 측정 타겟 유닛을 상기 기울기 측정 포인트 유닛과 이격된 상기 기초재 부분에 결합하는 단계; 상기 기울기 측정 포인트 유닛에 마련되는 목표 지점에 상기 기울기 측정 포인트 유닛으로부터 발산되는 빔이 표시되도록 상기 기초재의 위치를 조절하는 단계; 및 상기 기초재를 위치 결정한 후 콘크리트를 타설하여 상기 기초재를 위치 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 철탑의 기초재 설치 방법에 의해서도 달성된다.

상기 기울기 측정 타겟 유닛은, 상기 기울기 측정 포인트 유닛으로부터 발산되는 빔이 표시되는 타겟부; 상기 타겟부가 선단부에 결합되며, 길이 조절이 가능한 조절몸체; 및 상기 조절몸체가 상대 회동 가능하게 결합되며, 상기 기초재에 탈착 가능하게 결합되는 지지몸체를 포함하며, 상기 기초재의 위치를 조절하는 단계는, 상기 타겟부의 수평을 유지한 채 상기 기초재가 상대 회동하면서 상기 빔이 상기 목표 지점에 표시되도록 상기 기초재의 위치를 조절하는 단계일 수 있다.

상기 철탑의 기초재를 지반 내로 인입하기 전에 철근을 조립하는 단계를 더 포함하며, 상기 기울기 측정 포인트 유닛 및 상기 기울기 측정 타겟 유닛 중 적어도 어느 하나는 자력을 갖는 자석부재를 구비하여 상기 자석부재에 의해 상기 기초재에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 기울기 측정 포인트 유닛으로부터 발산되는 빔은 레이저(laser)일 수 있다.

본 발명에 따르면, 철탑의 기초재를 각입할 때 기초재의 기울기 측정을 정확히 할 수 있어 기초재를 기반으로 조립되는 철탑이 정확하게 조립될 수 있으며, 또한 작업자에 의한 수작업을 줄임으로써 인력 및 작업 시간의 손실을 방지할 뿐만 아니라 안전사고가 발생되는 것을 저지할 수 있다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

다만, 이하에서는, 본 발명의 철탑의 기초재 기울기 측정 장치가 적용되는 기초재의 형태로서 심형의 기초재를 예를 들어 설명할 것이나, 본 발명의 철탑의 기초재 기울기 측정 장치는 역T형, 우물통, 록앙카(Rock Ancher) 등의 다른 기초재의 기울기 측정 시에도 사용될 수 있음은 자명한 일이다.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 철탑의 기초재 기울기 측정 장치의 설명 전에 송전 공사의 공정 중 철탑의 기초 공사 공정에 대해 도 1 및 도 2를 참조하여 개략적으로 설명하기로 한다.

도 1은 철탑의 기초재를 각입하는 과정을 순차적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 기초재를 기반으로 설치되는 철탑의 개략적인 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 철탑(3, 도 2 참조)의 기초 공사는, 굴착될 지점에 상단 라이너 플레이트(101, LP, Liner Plate)를 설치하는 제1 공정(S10)과, 상단 라이너 플레이트(101)가 설치된 지점을 굴착한 후 하단 라이너 플레이트(102)를 설치하는 제2 공정(S20)과, 라이너 플레이트(101, 102) 내의 구체부(103)에 철근(105) 조립하는 제3 공정(S30)과, 기초재(5)를 인입하는 제4 공정(S40)과, 본 발명의 일 실시 예에 따른 철탑의 기초재 기울기 측정 장치(1)를 이용하여 기초재(5)의 지반에 대한 미리 설정된 기울기값에 맞게 기초재(5)의 위치를 조절한 후 기초재(5)를 고정하는 제5 공정(S50)과, 철근(105)이 설치된 구체부(103)에 콘크리트를 타설하는 제6 공정(S60)과, 주체부(104)에 철근(106) 조립하는 제7 공정(S70)과, 철근(106)이 설치된 주체부(104)를 콘크리트 타설하는 제8 공정(S80) 순으로 진행된다.

이러한 공정에 의해 지반 내에 철탑(3)의 기초재(5)가 견고히 결합될 수 있으며, 지반 내에 견고히 결합된 기초재(5)를 기반으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 철탑(3)을 견고하게 조립할 수 있다.

그런데, 이러한 공정들 중 철탑(3)이 정확히 설치되기 위해서는 철탑(3)의 기반이 되는 기초재(5)가 지반에 대해 미리 설정된 기울기값(각각의 기초재(5)는 제작 시 지반에 대해 정해진 기울기값, 즉 경사도를 가짐)을 갖도록 지반 내에 정확히 각입되어야 한다. 즉, 지반에 대해 미리 설정된 기울기값에 맞게 기초재(5)가 지반 내에서 견고히 고정된 후, 철탑(3)의 조립 공정이 진행되어야 하는 것이다.

따라서, 이하에서는, 이러한 철탑(3)의 기초재(5)의 기울기 측정을 정확하면서도 안전하게 수행하는 철탑의 기초재 기울기 측정 장치(1)에 대해 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철탑의 기초재 기울기 측정 장치가 철탑의 기초재에 설치된 형상을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 기울기 측정 포인트 유닛의 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 와이어 결합구의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 4에 도시된 빔 발산부의 내부 구성을 도시한 도면이며, 도 7은 도 3에 도시된 기울기 측정 포인트 유닛 및 기울기 측정 타겟 유닛에 의해 기울기 측정이 되는 원리를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8은 도 3에 도시된 기울기 측정 타겟 유닛의 구성을 도시한 도면이며, 도 9는 도 7의 기울기 측정 타겟 유닛의 평면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 철탑의 기초재 기울기 측정 장치(1)는, 기초재(5)의 상단부(보다 정확히는 주각재(5a)의 상단부)에 탈착 가능하게 장착되며 수직 하방으로 빔을 발산하는 기울기 측정 포인트 유닛(10)과, 기초재(5)의 중앙 부분(보다 정확히는 주각재(5a)의 하단부)에 탈착 가능하게 결합되며 기울기 측정 포인트 유닛(10)으로부터 발산된 빔이 표시되는 타겟 부(60)를 갖는 기울기 측정 타겟 유닛(50)을 포함한다. 여기서, 기초재(5)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 주각재(5a)와, 주주재(5b)와, 앵커재(5c)를 포함하는데, 기초재(5)를 지반에 대해 미리 설정된 기울기값에 맞게 설치한다고 전술한 것은, 보다 정확하게는, 주각재(5a)를 지반에 대해 미리 설정된 기울기값으로 기초재(5)를 설치한다는 뜻이다.

기울기 측정 포인트 유닛(10)은, 도 4 및 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 기초재(5)의 상단부에 탈착 가능하게 결합되는 포인트몸체(20)와, 포인트몸체(20)와 와이어(11)로 연결되며 수직 하방으로 빔을 발산하는 빔 발산부(30)를 포함한다.

본 실시 예의 포인트몸체(20)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 빔 발산부(30)와 연결된 와이어(11)가 고정되는 와이어 결합구(25)와, 와이어 결합구(25)에 결합되는 연결몸체(21)와, 연결몸체(21)에 결합되어 기초재(5)의 상단부에 탈착 가능하게 결합되는 포인트자석부재(23)를 포함한다.

연결몸체(21)는, 포인트자석부재(23)가 결합되는 제1 연결몸체(21a)와, 제1 연결몸체(21a)의 길이 방향의 가로 방향으로 제1 연결몸체(21a)에 결합되는 제2 연결몸체(21b)를 포함한다. 여기서, 제1 연결몸체(21a)와 제2 연결몸체(21b)는 그 길이 방향이 실질적으로 수직을 이룸으로써 삼각 함수의 원리에 의해 기울기 측정 작업이 정확히 이루어질 수 있다.

한편, 와이어 결합구(25)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 연결몸체(21b)에 결합되되 하단부에 와이어(11)가 관통되기 위한 관통홀(25h)이 형성된 외부 결합 구(25a)와, 외부 결합구(25a) 내에서 상대 이동 가능하게 결합되며 실질적으로 와이어(11)가 결합되는 내부 결합구(25b)를 포함한다.

이러한 결합 구조로 인해, 내부 결합구(25b)는 외부 결합구(25a)에 대해 상대 이동할 수 있어 가령 제2 연결몸체(21b)의 지면에 대한 기울기가 달라져도, 도 5에 도시된 바와 같이, 와이어(11)로부터 연장된 가상의 선(L)은 꺽임 없이 와이어 결합구(25)의 중심점(C)을 지향할 수 있으며, 이에 따라 기울기 측정 작업 시 작은 오차도 발생되는 것을 저지할 수 있어 기울기 측정 작업의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.

포인트자석부재(23)는 자력에 의해 철재로 제작되는 기초재(5)의 상단에 선택적으로 부착된다. 따라서, 종래와 같이 기초재에 올라가 작업자가 정추와 연결된 실을 기초재의 상단에 묶거나 풀지 않아도 되고 또한 작업자가 파지하고 있지 않아도 되기 때문에 이로 인해 인력 및 작업 시간이 낭비되는 것을 막을 수 있을 뿐만 아니라 안전사고가 발생되는 것을 저지할 수 있다.

한편, 빔 발산부(30)와 포인트몸체(20)는 와이어(11)에 의해 연결된다. 따라서 기울기 측정 포인트 유닛(10)이 기초재(5)에 장착되는 경우, 와이어(11)에 연결된 빔 발산부(30)는 자체 중량에 의해 항상 수직 하방을 향할 수 있으며, 이에 따라 빔 발산부(30)로부터 발산되는 빔이 수직 하방을 향할 수 있다. 다만, 본 실시 예에서는 강한 강도를 갖는 와이어(11)에 의해 빔 발산부(30)와 포인트몸체(20)가 연결된다고 상술하였지만, 와이어(11)가 아닌 다른 연결부재, 예를 들면 굵은 실 등에 의해 빔 발산부(30)와 포인트몸체(20)가 상호 연결될 수도 있음은 당연하다.

이러한 와이어(11)는 대략 10에서 20센티미터 정도의 짧은 길이를 가질 뿐만 아니라 와이어(wire) 재질로 마련되기 때문에, 바람과 같은 외부의 환경 등에 영향을 거의 받지 않으며, 따라서 후술할 빔 발산부(30)로부터 발산되는 빔이 정확히 수직 하방을 향할 수 있어 종래에 비해 기울기 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.

빔 발산부(30)는, 도 4 및 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 발산몸체(31)와, 발산몸체(31)의 하단부에 결합되어 빔을 발산하는 빔 포인터(35)와, 발산몸체(31)에 장착되어 빔 포인터(35)를 구동시키는 포인터 구동부를 포함한다.

발산몸체(31)는, 원추 형상으로 마련되는 제1 발산몸체(32)와, 제1 발산몸체(32)에 조립 및 분해 가능하게 결합되며 상단면 중앙 영역에 와이어(11)가 연결되는 제2 발산몸체(33)를 포함한다.

이러한 제1 발산몸체(32) 및 제2 발산몸체(33)의 외관(32a, 33a)은 부분적으로 금속 재질로 마련되며, 각각의 내부에는 플라스틱(32b, 33b)이 결합된다. 다만, 제1 발산몸체(32)의 뾰족한 부분(34)은 내부 영역까지 금속 재질로 제작되어 와이어(11)에 매달린 빔 발산부(30)의 빔 포인터(35)가 빔 발산부(30)의 무게 분포에 의해 수직 하방을 향할 수 있도록 한다.

빔 포인터(35)는, 포인터 구동부의 구동에 의해 빔을 직접적으로 발산하여 기울기 측정이 정확하게 이루어질 수 있도록 한다. 이러한 빔 포인터(35)로부터 발산되는 빔은 수직 하방을 향한다. 즉, 종래에는 수직 방향을 알기 위해, 측정을 위한 목표 지점까지 도달할 수 있는 긴 실에 추를 매달아서 목표 지점에서의 수직 하방을 알 수 있었으나, 본 실시 예에서는 와이어(11)에 매달린 빔 발산부(30)의 빔 포인터(35)로부터 수직 하방으로 정확히 빔이 발산되기 때문에 목표 지점에서의 수직 하방을 정확히 알 수 있다.

이러한 빔 포인터(35)로부터 발산되는 빔은 본 실시 예의 경우 작업자가 쉽게 식별할 수 있는 레이저(laser)이다. 다만, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 빔 포인터(35)로부터 다른 종류의 빔, 예를 들면 적외선 등이 발산될 수도 있을 것이다.

포인터 구동부는, 빔 포인터(35)를 구동시키는 부분으로서, 발산몸체(31) 내에 탈착 가능하게 결합되어 빔 포인터(35)에 전원을 공급하는 전원공급 배터리(37)와, 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 발산몸체(31)에 장착되어 빔 포인터(35)에 대한 전원공급 배터리(37)의 전원 공급을 작업자가 용이하게 온/오프(on/off)할 수 있도록 하는 스위치(38)를 포함한다.

전원공급 배터리(37)는 다양한 종류의 배터리가 적용될 수 있을 것이나, 본 실시 예의 전원공급 배터리(37)는 리튬 배터리가 적용된다. 리튬 배터리는 작고 가벼우면서도 많은 에너지를 담을 수 있기 때문에, 레이저를 발산하는 빔 포인터(35)의 전원공급 배터리(37)로 적당하다. 다만, 이는 하나의 실시 예일 뿐이며, 전원공급 배터리(37)로 다른 종류의 배터리가 적용되어도 무방하다 할 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 예의 기울기 측정 포인트 유닛(10)은, 자력을 이용하여 기초재(5)의 상단부에 탈착이 용이하기 때문에 작업의 용이성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 빔 발산부(30)로부터 발산되는 빔이 외부 환경에 거의 영향을 받지 않고서 수직 하방을 정확히 가리킴으로써 기울기 측정 작업을 정확히 수행할 수 있도록 한다.

한편, 기울기 측정 타겟 유닛(50)은, 기울기 측정 포인트 유닛(10)으로부터 발산되는 빔이 표시되는 부분으로서, 지반에 대한 기초재(5)의 미리 설정된 기울기값에 따라 결정되는 수평 길이로 조절된 후 기초재(5)의 중앙 부분에 결합된다.

이에 대해 부연 설명하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 기초재(5)의 미리 설정된 기울기값이 θ인 경우, 와이어(11)가 포인트몸체(20)에 달린 지점으로부터 수직 하방으로 발산되는 빔의 목표 지점까지의 길이가 수직 길이(Y)가 되는 것이며, 기울기 측정 타겟 유닛(50)의 조절몸체(70)의 시작 지점으로부터 빔의 목표 지점까지의 수평 길이(X)가 되는 것이다.

가령 예를 들면, 지반에 대해 미리 설정된 기울기값(θ)이 80도를 갖는 경우 삼각함수 원리에 의해, 수직 길이(Y)와 수평 길이(X)의 비가 대략 5.67이 되는데, 이 때 수직 길이(Y)를 1미터로 설정하는 경우 기울기 측정 타겟 유닛(50)의 수평 길이(X)는 대략 17.6센티미터가 되어야 한다. 즉, 지반에 대한 기초재(5)의 미리 설정된 기울기값(θ)이 가령 80도인 경우, 기울기 측정 타겟 유닛(50)의 수평 길이(X)는 17.6센티미터로 조절된 후 기초재(5)에 결합되어야 하는 것이다.

그리고 기초재(5)의 상단부를 중장비 기기 등으로 파지한 후 기초재(5)의 위치를 조금씩 조절하여 기울기 측정 타겟 유닛(50)의 목표 지점에 빔 발산부(30)로부터 발산되는 빔이 표시되도록 함으로써, 기초재(5)를 지반에 대해 미리 설정된 기울기값에 맞게 위치시킬 수 있게 된다.

본 실시 예의 기울기 측정 타겟 유닛(50)은, 도 8 및 도 9에 자세히 도시된 바와 같이, 전술한 타겟부(60)와, 타겟부(60)가 선단부에 결합되며 길이 조절이 가능하도록 마련되는 조절몸체(70)와, 조절몸체(70)가 상대 회동 가능하게 결합되며 철탑(3)의 기초재(5)에 탈착 가능하게 결합되는 지지몸체(80)를 포함한다.

타겟부(60)는, 빔 포인터(35)로부터 발산된 빔의 목표 지점이 되는 부분으로서, 중공의 사각판 형상으로 마련되는 타겟몸체(61)와, 타겟몸체(61)의 중공 부분에 결합되는 타겟판(62)을 포함한다.

타겟판(62)은 투명의 아크릴 재질로 마련되며, 그 중심 부분에는 십자(62m, 十字)가 표시되어 있다. 여기서, 십자(62m)의 교차점은 빔 포인터(35)로부터 발산된 빔이 도달되어야 하는 부분으로서, 빔이 정확히 십자(62m)의 교차점에 닿게 되면, 지반에 대해 미리 설정된 기울기값에 맞게 기초재(5)의 위치가 조절된 것이다.

타겟몸체(61)에는, 내부 공간에 수포가 들어 있는 한 쌍의 수평계(63)가 결합된다. 한 쌍의 수평계(63)는 수포의 위치 분포를 통해 조절몸체(70) 및 그에 결합된 타겟몸체(61)가 수평 방향으로 놓였는지를 확인할 수 있도록 한다. 즉, 기초재(5)의 미리 설정된 기울기값은 수직 길이 대 수평 길이의 비율을 나타내는 값이므로, 조절몸체(70) 및 타겟몸체(61)의 길이 방향은 빔이 발산되는 방향에 대해 정확히 수직이 되어야 하는데, 이를 한 쌍의 수평계(63)를 통해 확인할 수 있는 것이다. 자세히 후술하겠지만, 조절몸체(70)는 지지몸체(80)에 대해 상하 방향으로 회동이 가능하여 수평에 해당되는 위치로 조절될 수 있다.

조절몸체(70)는, 기초재(5)의 지반에 대한 미리 설정된 기울기값에 해당하는 목표 지점에 타겟몸체(61)가 위치하도록 길이 조절되는 부분으로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 일단부에 타겟부(60)가 결합되는 제1 조절몸체(71)와, 제1 조절몸체(71)가 길이 방향으로 상대 이동 가능하도록 결합되는 제2 조절몸체(72)를 포함한다.

다만, 본 실시 예에서는, 길이 조절을 위해 조절몸체(70)가 제1 조절몸체(71) 및 제2 조절몸체(72)를 구비한다고 상술하였으나, 조절몸체(70)는 상호 슬라이딩 이동 가능한 3개 이상의 단위 조절몸체들을 구비함으로써 더 긴 범위에 걸쳐 길이 조절할 수도 있을 것이다.

도 9에 자세히 도시된 바와 같이, 제1 조절몸체(71) 및 제2 조절몸체(72)의 상면, 그리고 제1 조절몸체(71)와 연결되는 타겟몸체(61)의 상면에는 눈금(51)이 표시되어 있다. 따라서, 기초재(5)의 지반에 대한 미리 설정된 기울기값에 따라 결정되는 수평 길이에 해당하는 목표 지점에 타겟몸체(61)가 위치하도록 위치 조절할 수 있다.

한편, 지지몸체(80)는, 조절몸체(70)가 결합되는 회동축(81)과, 회동축(81)이 상대 회동 가능하게 결합되는 축결합몸체(82)와, 축결합몸체(82)에 결합되며 자력에 의해 기초재(5)에 탈착 가능하게 결합되는 타겟자석부재(83)를 포함한다.

회동축(81)은 조절몸체(70)를 선택적으로 회동시킴으로써 조절몸체(70)가 수평으로 위치 조절될 수 있도록 한다. 이때 작업자는 타겟몸체(61)에 마련된 수평계(63)를 확인함으로써 조절몸체(70)의 수평 위치를 정확히 판단할 수 있다.

타겟자석부재(83)는 자 역할을 겸하는 기울기 측정 타겟 유닛(50)이 기초재(5)에 고정될 수 있도록 한다. 따라서, 기준 위치가 견고히 고정됨으로써 변동되 지 않기 때문에 기울기 측정이 정확히 이루어질 수 있다. 즉, 종래에는 작업자가 자를 이용하여 정추가 원하는 수평 길이에 도달하였는지를 확인하였는데, 이때 작업자가 직접 자를 들고 확인 작업을 하기 때문에 자가 고정되지 않고 흔들릴 수 있으며, 이로 인해 기울기 측정의 정확도가 떨어지는 단점이 있었으나, 본 실시 예에서는 타겟자석부재(83)의 자력에 의해 길이 조절된 기울기 측정 타겟 유닛(50)이 일시적으로 기초재(5)에 고정 결합됨으로써 기울기 측정의 정확도를 보다 높일 수 있는 것이다.

이하에서는, 이러한 구성을 갖는 철탑의 기초재 기울기 측정 장치(1)를 이용하여 철탑(3)의 기초재(5)를 설치하는 방법에 대해 도 1 및 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 철탑의 기초재(5)가 각입될 지반에 상단 라이너 플레이트(101, 도 1 참조)를 설치한 후 그 내측 부분을 굴착한다(S100). 그리고, 굴착된 지반 내에 하단 라이너 플레이트(102)를 설치한다.

이어서, 라이너 플레이트(101, 102) 내에 철근(105)을 조립하고(S200), 라이너 플레이트(101, 102) 내에 기초재(5)를 인입시킨 후, 기초재(5)의 상단부에 기울기 측정 포인트 유닛(10)을 결합하고, 기울기 측정 포인트 유닛(10)과 하방으로 이격되도록 기초재(5)의 중앙 부분에 기울기 측정 타겟 유닛(50)을 결합한다(S300). 이때 기울기 측정 포인트 유닛(10)은 포인트자석부재(23)의 자력에 의해 기초재(5)에 결합될 수 있고, 기울기 측정 타겟 유닛(50)은 타겟자석부재(83)의 자력에 의해 의해 기초재(5)에 결합될 수 있다.

이후, 기울기 측정 타겟 유닛(50)의 수평 길이, 즉 기울기 측정 타겟 유닛(50)이 기초재(5)에 부착되는 부착 지점에서부터 타겟판(62)의 십자(62m) 교차점까지의 길이를 기초재(5)의 지반에 대한 미리 설정된 기울기값에 해당되도록 길이 조절한다. 또한 이때, 수평계(63)를 이용하여 기울기 측정 타겟 유닛(50)이 길이 방향이 빔 발산 방향의 수직 방향이 될 수 있도록 한다.

이후, 중장비 기기를 이용하여 기초재(5)의 상단부를 파지한 후 기초재(5)의 위치를 조절하며, 기울기 측정 포인트 유닛(10)의 빔 포인터(35)로부터 발산된 빔이 기울기 측정 타겟 유닛(50)의 타겟판(61)의 십자(62m) 교차점에 표시되는지를 확인한다(S400). 이후, 빔이 십자(62m) 교차점에 정확히 도달하게 되면, 기초재(5)의 위를 결정하고, 이어서 콘크리트 타설 작업을 실행하여 기초재(5)를 위치 고정한다(S500).

이와 같이, 본 실시 예에 의하면, 기울기 측정 포인트 유닛(10)과 기울기 측정 타겟 유닛(50)의 상호 작용에 의해 지반에 대해 기초재(5)의 미리 설정된 기울기값에 맞게 기초재(5)를 설치할 수 있으며, 이로 인해 이후 행해지는 철탑(3)의 조립 과정이 원활하게 진행될 수 있고, 또한 작업 시 작업자가 직접 수행하는 부분이 종래보다 줄어들어 인력 및 작업 시간이 손실되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 안전사고가 발생되는 것을 저지할 수 있는 효과가 있다.

전술한 실시 예에서는, 기울기 측정 포인트 유닛 및 기울기 측정 타겟 유닛이 자석이 갖는 자력에 의해 기초재에 탈착 가능하게 결합된다고 상술하였으나, 다른 결합 방식에 의해 기울기 측정 포인트 유닛 및 기울기 측정 타겟 유닛이 기초재 에 탈착 가능하게 결합될 수도 있음은 당연하다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 철탑의 기초재를 각입하는 과정을 순차적으로 도시한 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 기초재를 기반으로 설치되는 철탑의 개략적인 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철탑의 기초재 기울기 측정 장치가 철탑의 기초재에 설치된 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4는 도 3에 도시된 기울기 측정 포인트 유닛의 구성을 도시한 도면이다.

도 5는 도 4에 도시된 와이어 결합구의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 도 4에 도시된 빔 발산부의 내부 구성을 도시한 도면이다.

도 7은 도 3에 도시된 기울기 측정 포인트 유닛 및 기울기 측정 타겟 유닛에 의해 기울기 측정이 되는 원리를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 8은 도 3에 도시된 기울기 측정 타겟 유닛의 구성을 도시한 도면이다.

도 9는 도 7의 기울기 측정 타겟 유닛의 평면도이다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철탑의 기초재 기울기 측정 장치를 이용한 철탑의 기초재 설치 방법의 순서도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 철탑의 기초재 기울기 측정 장치 3 : 철탑

5 : 기초재 10 : 기울기 측정 포인트 유닛

20 : 포인트몸체 23 : 포인트자석부재

30 : 빔 발산부 35 : 빔 포인터

50 : 기울기 측정 타겟 유닛 60 : 타겟부

62 : 타겟판 63 : 수평계

70 : 조절몸체 80 : 지지몸체

Claims (13)

1. 철탑의 기초재의 상단부에 탈착 가능하게 장착되며, 하방으로 빔을 발산하는 기울기 측정 포인트 유닛; 및

   상기 기울기 측정 포인트 유닛과 하방으로 이격되어 상기 철탑의 기초재에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 기울기 측정 포인트 유닛으로부터 발산되는 빔이 표시되는 기울기 측정 타겟 유닛을 포함하며,

   상기 기울기 측정 타겟 유닛은,

   상기 기울기 측정 포인트 유닛으로부터 발산되는 빔이 표시되는 타겟부;

   상기 타겟부가 선단부에 결합되며, 길이 조절이 가능한 조절몸체; 및

   상기 조절몸체가 상대 회동 가능하게 결합되며, 상기 기초재에 탈착 가능하게 결합되는 지지몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 철탑의 기초재 기울기 측정 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기울기 측정 포인트 유닛은,

   상기 기초재의 상단부에 탈착 가능하게 장착되는 포인트몸체; 및

   상기 포인트몸체와 연결되며, 하방으로 빔을 발산하는 빔 발산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 철탑의 기초재 기울기 측정 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 포인트몸체와 상기 빔 발산부는 와이어로 연결되며,

   상기 빔 발산부는,

   상기 와이어가 상단면에 연결되며, 적어도 일부분이 원추 형상으로 마련되는 발산몸체;

   상기 발산몸체의 하단부에 결합되어 하방으로 빔을 발산하는 빔 포인터; 및

   상기 발산몸체에 결합되어 상기 빔 포인터를 구동시키는 포인터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 철탑의 기초재 기울기 측정 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 포인터 구동부는,

   상기 발산몸체 내에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 빔 포인터에 전원을 공급하는 전원공급 배터리; 및

   적어도 일부분이 외부로 노출되도록 상기 발산몸체에 장착되어, 상기 빔 포인터에 대한 상기 전원공급 배터리의 전원 공급을 온/오프(on/off)하는 스위치를 포함하며,

   상기 발산몸체의 외관은 금속 재질로 마련되고 내부는 플라스틱 재질로 마련되며,

   상기 빔 포인터는 레이저(laser)를 발산하는 레이저 포인터인 것을 특징으로 하는 철탑의 기초재 기울기 측정 장치.
5. 제2항에 있어서,

   상기 포인트몸체는,

   상기 빔 발산부와 연결된 와이어가 결합되는 와이어 결합구;

   상기 와이어 결합구에 결합되는 연결몸체; 및

   상기 연결몸체에 결합되며, 자력에 의해 상기 기초재에 탈착 가능하게 결합되는 포인트자석부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 철탑의 기초재 기울기 측정 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 연결몸체는,

   상기 포인트자석부재가 결합되는 제1 연결몸체; 및

   상기 제1 연결몸체의 길이 방향의 가로 방향으로 상기 제1 연결몸체에 결합되며, 단부에는 상기 와이어 결합구가 결합되는 제2 연결몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 철탑의 기초재 기울기 측정 장치.
7. 제5항에 있어서,

   상기 와이어 결합구는,

   하단부에 상기 와이어가 관통되기 위한 관통홀이 형성된 외부 결합구; 및

   상기 외부 결합구 내에서 상대 이동 가능하게 결합되며, 상기 와이어가 결합되는 내부 결합구를 포함하는 것을 특징으로 하는 철탑의 기초재 기울기 측정 장치.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,

   상기 타겟부는,

   상기 기울기 측정 포인트 유닛으로부터 발산된 빔이 식별될 수 있도록 투명의 아크릴 재질로 마련되며, 중앙 부분에는 십자(十字)가 표시된 타겟판; 및

   상기 타겟판을 감싸며 결합되되 일측이 상기 조절몸체에 결합되며, 상기 타겟판이 수평으로 놓였는지를 판별하기 위한 수평계가 마련되는 타겟몸체를 포함하는 철탑의 기초재 기울기 측정 장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 조절몸체는,

    일단부에 상기 타겟부가 결합되는 제1 조절몸체; 및

    상기 제1 조절몸체가 길이 방향을 따라 슬라이딩 상대 이동 가능하도록 상기 제1 조절몸체가 결합되는 제2 조절몸체를 포함하며,

    상기 제1 조절몸체, 상기 제2 조절몸체 및 상기 타겟부의 상면에는 규칙적인 눈금이 표시되어 있으며,

    상기 지지몸체는,

    상기 제2 조절몸체가 결합되는 회동축;

    상기 회동축이 상대 회동 가능하게 결합되는 축결합몸체; 및

    상기 축결합몸체에 결합되며, 자력에 의해 상기 기초재에 탈착 가능하게 결합되는 타겟자석부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 철탑의 기초재 기울기 측정 장치.
11. 지반 내로 인입된 철탑의 기초재의 상단부에 하방으로 빔을 발산하는 기울기 측정 포인트 유닛을 결합하고, 상기 기울기 측정 포인트 유닛으로부터 발산되는 빔이 표시되는 기울기 측정 타겟 유닛을 상기 기울기 측정 포인트 유닛과 이격된 상기 기초재 부분에 결합하는 단계;

    상기 기울기 측정 포인트 유닛에 마련되는 목표 지점에 상기 기울기 측정 포인트 유닛으로부터 발산되는 빔이 표시되도록 상기 기초재의 위치를 조절하는 단계; 및

    상기 기초재를 위치 결정한 후 콘크리트를 타설하여 상기 기초재를 위치 고정하는 단계를 포함하며,

    상기 기울기 측정 타겟 유닛은,

    상기 기울기 측정 포인트 유닛으로부터 발산되는 빔이 표시되는 타겟부;

    상기 타겟부가 선단부에 결합되며, 길이 조절이 가능한 조절몸체; 및

    상기 조절몸체가 상대 회동 가능하게 결합되며, 상기 기초재에 탈착 가능하게 결합되는 지지몸체를 포함하며,

    상기 기초재의 위치를 조절하는 단계는, 상기 타겟부의 수평을 유지한 채 상기 기초재가 상대 회동하면서 상기 빔이 상기 목표 지점에 표시되도록 상기 기초재의 위치를 조절하는 단계인 것을 특징으로 하는 철탑의 기초재 설치 방법.
12. 삭제
13. 제11항에 있어서,

    상기 철탑의 기초재를 지반 내로 인입하기 전에 철근을 조립하는 단계를 더 포함하며,

    상기 기울기 측정 포인트 유닛 및 상기 기울기 측정 타겟 유닛 중 적어도 어느 하나는 자력을 갖는 자석부재를 구비하여 상기 자석부재에 의해 상기 기초재에 탈착 가능하게 결합되며,

    상기 기울기 측정 포인트 유닛으로부터 발산되는 빔은 레이저(laser)인 것을 특징으로 하는 철탑의 기초재 설치 방법.

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