KR100994821B1 - 교량의 콘크리트 주탑 시공시의 연직상태 측정기 - Google Patents

교량의 콘크리트 주탑 시공시의 연직상태 측정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 타설용 이동식 거푸집을 이용하여 사장교, 현수교 등과 같은 교량의 콘크리트 주탑(케이블 지지용 주탑)을 시공함에 있어서, 콘크리트 교량 주탑이 설계된 연직상태를 가질 수 있도록 이동식 거푸집의 연직상태를 측정하여 관리하기 위한 연직상태 측정기에 관한 것이다.
본 발명에서는, 이동식 거푸집(2)이 상승하면서 콘크리트를 타설하여 형성하게 되는 구조물의 연직상태를 측정하는 연직상태 측정기로서, 삼각뿔 형상을 이루도록 배치되어 세워지는 3개의 지지용 다리(11)와, 설치지점에서의 수평위치 좌표에 대한 데이터를 전송하는 GPS 단말기(12)와, 각각 2개의 지지용 다리(11) 사이를 수평하게 연결하도록 설치되어 상기 지지용 다리(11)를 횡방향으로 지지하는 수평보강재(13)와, 3개의 지지용 다리(11) 사이의 내측 공간에서 수평하게 설치되는 경사계 받침대와; 상기 경사계 받침대(141) 위에서 상기 GPS 단말기(12)와 연직되는 위치에 설치되어 연직 방향으로부터 기울어진 경사도를 측정하는 경사계(14)를 포함하여 구성되고; 이동식 거푸집(2)에 설치되어 상기 GPS 단말기(12)로부터의 수평 위치 좌표 데이터와 경사계(14)로부터의 경사도 데이터에 의해 이동식 거푸집(2)의 연직상태를 측정함으로써 이동식 거푸집(2)에 의해 시공되는 구조물의 연직상태를 측정하게 되는 것을 특징으로 하는 연직상태 측정기가 제공된다.

Description

교량의 콘크리트 주탑 시공시의 연직상태 측정기{Measuring Apparatus for Horizontal Movement of Main Tower of Bridge}
본 발명은 교량의 콘크리트 주탑 시공시의 연직상태 측정기에 관한 것으로서, 구체적으로는 콘크리트 타설용 이동식 거푸집을 이용하여 사장교, 현수교 등과 같은 교량의 콘크리트 주탑(케이블 지지용 주탑)을 시공함에 있어서, 콘크리트 교량 주탑이 설계된 연직상태를 가질 수 있도록 이동식 거푸집의 수평위치와 경사도를 측정함으로써 시공되는 주탑의 연직상태를 측정하는 연직상태 측정기에 관한 것이다.
사장교, 현수교 등의 교량에서 케이블을 지지하는 콘크리트 주탑을 시공함에 있어서, 시공 과정에서의 주탑 연직상태를 정확하게 유지하도록 관리하는 것은 필수적이며 매우 중요하다. 종래에는 측량용 타겟에 레이저를 조사하여 변위를 측정하는 레이저 변위계, 토탈스테이션 등과 같은 측량기를 이용하여 주탑의 연직상태를 측정하였다.
그러나 이러한 레이저를 이용한 측량기는 온도의 영향에 의한 왜곡이 생길 수 있다는 한계가 있고, 날씨와 작업자의 숙련도에 따라 측정 오차에 큰 차이를 보이게 된다. 특히, 해상에서 시공되는 장대교량의 주탑의 경우, 안개 등과 같은 기후조건에 따라 기존의 측량기로는 주탑의 연직상태를 정확하게 측정하기가 매우 어렵게 되는 상황이 발생하게 되고, 그에 따라 주탑의 연직상태의 관리가 매우 어렵게 되며 결과적으로 시공을 위한 공사 기간이 늘어나게 되는 단점이 있었다.
한편, 교량의 콘크리트 주탑을 시공할 때에는 주로 이동식 거푸집 시스템(Auto Climbing System) 또는 슬립폼 시스템(Slip Form System)을 이용한다. 즉, 콘크리트 타설을 위한 이동식 거푸집을 이용하여 상부로 이동시키면서 콘크리트를 타설하여 주탑을 형성하는 것이다. 이동식 거푸집에 의해 주탑이 형성되는 것이므로, 주탑의 연직상태는 결국 이동식 거푸집이 비틀리지 않고 정확한 위치에서 수직하게 상향 이동하는 것에 의해 좌우되며, 따라서 이동식 거푸집이 정확하게 수직방향으로 상향 이동하고 있는지를 측정하여 모니터링하는 것이 매우 중요하다. 즉, 이동식 거푸집의 수평방향 위치가 정해진 범위 내에 있어야 하며 연직 방향으로부터 기울어진 정도(경사도) 역시 정해진 범위 내에 있어야 한다.
본 발명은 위와 같은 종래의 기술의 한계를 극복하기 위하고 업계의 필요를 충족하기 위하여 개발된 것으로서, 이동식 거푸집을 이용하여 교량의 콘크리트 주 탑 등과 같은 구조물을 시공함에 있어서, 구조물의 연직상태를 설계된 범위내로 관리하기 위하여 이동식 거푸집의 수평방향 위치와 경사도를 정확하게 측정할 수 있는 연직상태 측정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 온도의 영향에 의한 왜곡이나, 날씨와 작업자의 숙련도에 따른 오차의 발생 없이 정확하게 이동식 거푸집의 수평방향 위치와 경사도를 측정하여, 이동식 거푸집의 수평방향의 위치와 경사도를 관리하며, 그에 따라 주탑 등의 구조물의 연직상태를 측정 및 관리할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 이동식 거푸집이 상승하면서 콘크리트를 타설하여 형성하게 되는 구조물의 연직상태를 측정하는 연직상태 측정기로서, 일단이 꼭지점에서 모아지고 타단은 넓게 벌어진 삼각뿔 형상을 이루도록 배치되어 세워지는 3개의 지지용 다리와, 상기 지지용 다리가 모아지는 꼭지점부에 설치되어 설치지점에서의 수평위치 좌표에 대한 데이터를 전송하는 GPS 단말기와, 각각 2개의 지지용 다리 사이를 수평하게 연결하도록 설치되어 상기 지지용 다리를 횡방향으로 지지하는 수평보강재와, 3개의 지지용 다리 사이의 내측 공간에서 수평하게 설치되는 경사계 받침대와; 상기 경사계 받침대 위에서 상기 GPS 단말기와 연직되는 위치에 설치되어 연직 방향으로부터의 경사도를 측정하는 경사계를 포함하여 구성되고; 이동식 거푸집에 설치되어 상기 GPS 단말기로부터의 수평 위치 좌표 데이터와 경사계로부터의 경사도 데이터에 의해 이동식 거푸집에 의해 시공되는 구조물의 연직상태를 측정하게 되는 것을 특징으로 하는 구조물의 연직상태 측정기가 제공된다.
위와 같은 본 발명에 있어서, 상기 경사계 받침대의 설치 위치보다 아래의 위치에서 상기 지지용 다리에는 접철되어 절곡이 가능한 관절부가 형성될 수 있으며, 상기 지지용 다리의 하부 단부에는, 고정발이 상기 지지용 다리에 대해 회전이 가능한 힌지 구조로 연결되어 있으며, 상기 고정발이 이동식 거푸집에 결합되어 고정됨으로써 연직상태 측정기를 이동식 거푸집에 고정 설치하게 되는 구조를 가질 수 있다.
서로 연직상태를 유지하고 있는 GPS 단말기와 경사계를 구비한 본 발명에 따른 연직상태 측정기를 이용하면, 이동식 거푸집의 수평위치에 대한 변화와 연직 방향에 대한 경사도의 변화를 지속적으로 파악하여, 이동식 거푸집에 의해 시공되는 주탑의 연직상태를 효율적이고 신속하게, 그리고 실시간으로 모니터링하여 측정할 수 있게 되며, 그에 따라 주탑의 연직상태를 정밀하게 관리할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
또한 본 발명에 따른 연직상태 측정기는 이동식 거푸집에 견고하게 설치되는 구조를 가지고 있으므로, 구조물의 시공 환경, 특히 바람이나 진동의 영향을 받지 않고 연직상태를 측정할 수 있게 되는 장점이 있다.
이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 구체적으로 설명한다.
도 1에는 본 발명에 따른 연직상태 측정기(1)의 개략적인 구성을 보여주는 개략도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 연직상태 측정기(1)에서 지지용 다리(11)의 관절부가 접혀지는 상태를 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 도 3 및 도 4에는 이동식 거푸집(2)에 본 발명의 연직상태 측정기(1)를 부착하는 예를 보여주는 개략도가 각각 도시되어 있다.
도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 연직상태 측정기(1)는, 일단이 꼭지점에서 모아지고 타단은 넓게 벌어진 삼각뿔 형상을 이루도록 배치되어 세워지는 3개의 지지용 다리(11)와, 상기 지지용 다리(11)가 모아지는 꼭지점부에 설치되어 설치지점에서의 수평위치 좌표에 대한 데이터를 전송하는 GPS 단말기(12)와, 각각 2개의 지지용 다리(11) 사이를 수평하게 연결하도록 설치되어 상기 지지용 다리(11)를 횡방향으로 지지하는 수평보강재(13)와, 3개의 지지용 다리(11) 사이의 내측 공간에서 수평하게 설치되는 경사계 받침대(141)와, 상기 경사계 받침대(141) 위에서 상기 GPS 단말기(12)와 연직되는 위치에 설치되어 연직 방향으로부터 기울어진 정도(경사도)를 측정하는 경사계(14)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 3개의 지지용 다리(11)는 일단이 꼭지점에서 모아지고 타단은 넓게 벌어진 삼각뿔 형상을 이루도록 배치되어 세워지도록 구성되어 있다. 상기 지지용 다리(11)의 하부 단부에는 고정발(112)이 구비되어 있는데, 상기 고정 발(112)은 상기 지지용 다리(11)에 대해 회전이 가능한 힌지 구조로 연결되어 있다. 후술하는 것처럼 본 발명의 연직상태 측정기(1)를 이동식 거푸집(2)에 설치하였을 때, 연직상태 측정기(1)가 이동식 거푸집(2)에 견고하게 부착될 수 있도록, 상기 고정발(112)은 자성을 가지도록 구성될 수 있다. 물론 고정발(112)이 자성을 가지지 않는 경우에는 볼트 등의 체결수단에 의하여 이동식 거푸집(2)에 고정됨으로써, 연직상태 측정기(1)가 이동식 거푸집(2)에 견고하게 고정 설치될 수 있다. 따라서, 구조물의 시공환경에 의한 영향 즉, 바람이나 진동이 작용하더라도 연직상태 측정기(1)가 이동식 거푸집(2)에 견고하게 설치되어 그 위치가 고정될 수 있으며, 그에 따라 정확한 측정이 가능하게 된다.
본 발명에서 상기 지지용 다리(11)는 절곡이 가능한 관절부를 가질 수 있다. 도 2에 도시된 것처럼, 지지용 다리(11)에 힌지로 형성되어 힌지의 아래 부분이 회전에 의하여 절곡될 수 있는 관절부(113)가 지지용 다리(11)에 구비될 수 있는 것이다. 이러한 관절부(113)가 지지용 다리(11)에 구비되어 있으므로, 도 3에 도시된 것처럼, 지지용 다리(11)를 구부려서 이동식 거푸집(2)에 설치할 수 있으며, 따라서 본 발명의 연직상태 측정기(1)는 원하는 위치에 자유롭게 설치할 수 있게 되는 장점을 가진다.
한편, 위와 같은 구성에서, 도면에 도시된 것처럼 회전된 지지용 다리(11)의 아래 부분이, 회전되지 않은 지지용 다리(11)의 윗부분과 포개지도록 구성될 수도 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 연직상태 측정기(1)를 이동할 때, 접어서 겹친 상태로 만들 수 있으므로, 그 크기를 줄일 수 있게 되며 그에 따라 측정기의 이동 성이 좋아지게 되는 장점이 있다.
한편, 상기 관절부(113)가 형성된 위치의 위쪽으로는 지지용 다리(11)를 횡방향으로 지지하도록 수평보강재(13)가 수평하게 설치된다. 즉, 2개의 지지용 다리(11) 사이를 수평하게 연결되는 막대 형태의 수평보강재(13)가 각각의 지지용 다리(11) 사이에 설치되어 있는 것이다. 이러한 수평보강재(13)의 존재에 의해 3개의 지지용 다리가 펼쳐진 상태를 유지할 수 있게 되고, 위에서 누르는 힘이 작용하더라도 전체적인 연직상태 측정기(1)의 삼각뿔 형상을 유지할 수 있게 된다.
본 발명의 연직상태 측정기(1)에서 3개의 지지용 다리(11)의 상단부가 모아져 꼭지점이 되는 위치에 GPS 단말기(12)가 설치된다. GPS 단말기(12)는 평면상의 위치정보 즉, 위치 좌표에 대한 데이터를 전송하는 것으로서, 그 자체는 이미 공지된 것이므로 더 이상의 설명은 생략한다.
한편, GPS 단말기(12)의 위치로부터 수직한 아래 부분 즉, 3개의 지지용 다리(11)에 의해 형성된 삼각뿔의 내부에서 GPS 단말기(12)와 연직이 되는 위치, 그리고 지지용 다리(11)의 관절부(113) 형성 위치보다 위쪽이 되는 위치에는, 경사도를 측정할 수 있는 경사계(14)가 설치된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 것처럼, 3개의 지지용 다리(11) 사이의 내측 공간에서 관절부(113) 형성 위치보다 위쪽이 되는 위치에서 상기 지지용 다리(11) 또는 도면에 도시된 실시예처럼 수평보강재(13)와 수평하게 연결되는 판부재 또는 바(bar) 부재로 이루어진 경사계 받침대(141)를 설치하고, 상기 경사계 받침대(141) 위에 경사계(14)를 설치하는 것이다. 상기 경사계(14)는 GPS 단말기(12)와 연직이 되는 위치에 설치된다
다음에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 위와 같은 구성을 가진 본 발명의 연직상태 측정기(1)의 설치 방법을 설명한다. 도 3 및 도 4에서는 편의상 이동식 거푸집(2)과 연직상태 측정기(1)만을 간략하게 도시하였으며, 시공된 주탑 등의 기타 부분의 도시는 생략하였다.
위와 같은 본 발명의 연직상태 측정기(1)는 주탑의 시공을 위한 이동식 거푸집(2)에 직접 설치될 수 있는데, 우선 도 3에 도시된 예처럼, 지지용 다리(11)의 관절부(113)를 절곡하여 지지용 다리(11) 하단의 고정발(112)이 이동식 거푸집(2)에 결합되도록 설치하는 것이다. 이동식 거푸집(2)은 일반적으로 강재로 제작되므로, 고정발(112)이 자성을 가진 경우에는 고정발(112)을 이동식 거푸집(2)에 부착하는 것만으로도 연직상태 측정기(1)가 이동식 거푸집(2)에 고정 설치될 수 있다. 필요에 따라서는 앞서 설명한 것처럼 볼트 등의 체결수단을 이용하여 고정발(112)을 이동식 거푸집(2)과 체결하여 연직상태 측정기(1)를 이동식 거푸집(2)에 고정 설치할 수도 있다. 이와 같이 관절부(113)가 절곡된 상태로 연직상태 측정기(1)가 설치되더라도, 경사계(14)는 관절부(113)의 위쪽에 설치되어 있으므로, GPS 단말기(13)와 경사계(14)의 연직 상태는 계속 유지된다.
이와 같이 설치된 상태에서 GPS 단말기(13)는 해당 설치 위치에서의 수평위치 좌표에 대한 데이터를 전송하여, 이동식 거푸집(2)의 수평위치를 지속적으로 모니터링하게 되며, 경사계(14)는 해당 설치 위치에서의 연직 방향에 대해 기울어진 정도 즉, 경사도를 측정하여 전송함으로써, 이동식 거푸집(2)이 연직 방향으로부터 어느 정도 기울어졌는지를 지속적으로 모니터링한다. 즉, 서로 연직상태를 유지하 고 있는 GPS 단말기(13)와 경사계(14)를 구비한 본 발명에 따른 연직상태 측정기(1)에 의하여 이동식 거푸집(2)의 수평위치에 대한 변화와 경사도의 변화를 지속적으로 측정할 수 있게 된다.
이와 같이, 이동식 거푸집(2)의 수평위치와 경사도를 지속적으로 파악하여, 이동식 거푸집(2)에 의해 시공되는 주탑의 연직상태를 효율적이고 신속하게 측정하고 실시간으로 모니터링할 수 있게 되는 것이다.
한편, 이와 같은 본 발명의 연직상태 측정기(1)를 이동식 거푸집(2)에 설치함에 있어서 도 4에 도시된 것처럼 3개의 지지용 다리(11)를 모두 직선되게 펼친 상태에서 고정발(112)을 앞서 설명한 방식으로 이동식 거푸집(2)에 설치할 수 있다. 물론 도면에는 도시되지 않았지만, 필요에 따라서는 3개의 지지용 다리(11) 중 일부의 관절부(113)를 절곡한 상태로 이동식 거푸집(2)에 설치할 수도 있다. 즉, 본 발명에서는 지지용 다리(11)가 관절부(113)를 가지고 접철될 수 있으므로, 설치 장소와 여건에 맞추어 필요에 따라 자유롭게 지지용 다리(11)를 접철하여 용이하고 안정적으로 연직상태 측정기(1)를 이동식 거푸집(2)에 설치하여 사용할 수 있게 되는 것이다.
이상의 설명에서는 연직상태 측정기(1)를 이용하여 교량의 주탑에 대한 연직상태를 측정하는 것으로 설명하였으나, 본 발명에 따른 연직상태 측정기(1)는 교량 주탑의 연직상태의 측정에만 사용되는 것은 아니며, 기둥이나 말뚝, 빌딩 등과 같이 이동식 거푸집을 이용하여 시공될 수 있는 기타 구조물에도 사용할 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명에 따른 연직상태 측정기의 개략적인 구성을 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 연직상태 측정기에서 지지용 다리의 관절부가 접혀지는 상태를 보여주는 개략도이다.
도 3 및 도 4는 각각 이동식 거푸집에 본 발명의 연직상태 측정기를 부착하는 예를 보여주는 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 연직상태 측정기
2 : 이동식 거푸집

Claims (3)

  1. 이동식 거푸집(2)이 상승하면서 콘크리트를 타설하여 형성하게 되는 구조물의 연직상태를 측정하기 위하여, 이동식 거푸집(2)에 결합되는 연직상태 측정기로서,
    일단이 꼭지점에서 모아지고 타단은 넓게 벌어진 삼각뿔 형상을 이루도록 배치되어 세워지는 3개의 지지용 다리(11)와,
    상기 지지용 다리(11)가 모아지는 꼭지점부에 설치되어 설치지점에서의 수평위치 좌표에 대한 데이터를 전송하는 GPS 단말기(12)와,
    각각 2개의 지지용 다리(11) 사이를 수평하게 연결하도록 설치되어 상기 지지용 다리(11)를 횡방향으로 지지하는 수평보강재(13)와,
    상기 수평보강재(13)와 수평하게 연결되어, 상기 3개의 지지용 다리(11) 사이의 내측 공간에서 수평한 상태로 설치되는 경사계 받침대(141)와;
    상기 경사계 받침대(141) 위에서 상기 GPS 단말기(12)와 연직되는 위치에 설치되어, 상기 GPS 단말기(12)와 연직 상태를 유지하면서, 이동식 거푸집(2)이 연직 방향으로부터 기울어진 경사도를 측정하는 경사계(14)를 포함하여 구성되고;
    상기 지지용 다리(11)에는, 접철되어 절곡이 가능한 관절부(113)가 형성되어 있되, 상기 GPS 단말기(12)와 상기 경사계(14)가 연직 상태를 계속 유지할 수 있도 도록, 상기 수평보강재(13) 및 상기 경사계 받침대(141)의 설치 위치보다 아래 위치에 형성되어 있으며;
    상기 지지용 다리(11)의 하부 단부에는, 고정발(112)이 상기 지지용 다리(11)에 대해 회전이 가능한 힌지 구조로 연결되어 있는 구성을 가지며;
    상기 고정발(112)이 이동식 거푸집(2)에 결합되어 고정됨으로써, 이동식 거푸집(2)의 임의에 위치라도 고정 설치되어, 서로 연직 상태를 항시적으로 유지하는 상기 GPS 단말기(12)와 상기 경사계(14)로부터 각각 입수되는 수평 위치 좌표 데이터와 경사도 데이터에 의해 이동식 거푸집(2)에 의해 시공되는 구조물의 연직상태를 측정하게 되는 것을 특징으로 하는 구조물의 연직상태 측정기.
  2. 삭제
  3. 삭제
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CN109470224A (zh) * 2018-12-21 2019-03-15 李建民 一种工程测量用自稳定三脚架

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