KR101000314B1 - 교량 신축이음부 퇴적물 청소차 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 신축이음부에 설치된 핑거조인트를 일부분만 들어낸 개방부를 통해 상기 핑거조인트 하측의 배수로에 워터젯 추진체를 투입하여 무인 원격으로 배수로를 돌진함과 동시에 상기 워터젯 추진체의 전방에 설치된 로터리 드릴이 막힌 퇴적물을 효율적으로 뚫어주면서 퇴적물을 후방으로 밀어내며, 상기 후방으로 밀리면서 이송된 퇴적물은 지상에서 흡입호스를 이용한 강력한 흡입력을 이용하여 퇴적물 탱크로 전량 수거하면서 신축이음부의 배수로를 말끔하게 청소하는 교량 신축이음부 퇴적물 청소차에 관한 것이다.

Description

교량 신축이음부 퇴적물 청소차{Sediment cleaner of expansion joint for bridge}

본 발명은 교량의 신축이음부에 설치된 핑거조인트를 일부분만 들어낸 개방부를 통해 상기 핑거조인트 하측의 배수로에 워터젯 추진체를 투입하여 무인 원격으로 배수로를 돌진하면서 퇴적물을 후방으로 밀어내며, 상기 후방으로 밀어낸 퇴적물을 강력한 흡입력으로 강제 흡입하여 퇴적물 탱크로 전량 수거하면서 신축이음부의 배수로를 간편하게 청소하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 도로상에 설치되는 교량(고가도로를 포함)은 다수의 교각과 상기 교각의 상부에 양단부가 안착 고정되는 다수의 상판으로 구성되며, 이들 상판과 상판의 연결부위는 온도변화에 따른 신축량을 보상함과 동시에 이동에 따른 동적거동을 가능토록 하기 위한 유격된 공간을 두고 있고, 이 유격 공간의 틈새에는 우수 등을 배수하기 위한 배수로가 확보되어 있으며, 특히 상기 틈새를 최소화할 수 있도록 유격 공간의 상측에는 대응된 한 쌍의 조인트판이 설치된 신축이음부가 시공된다.

이와 같은 종래의 신축이음부(1)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 상판(2)과 상판(2)을 연결하는 이음부의 틈새에는 서로 대응된 한 쌍의 베이스판(3)이 수평으로 고정설치되고, 상기 베이스판(3)의 상부에는 이음부의 틈새를 최소화하기 위한 한 쌍의 핑거조인트(4)가 상호 맞물림 상태로 안착되어 고정부재(5)로 관통 고정되되, 상기 핑거조인트(4)는 교량의 폭 방향을 따라 연속적으로 설치되며, 상기 베이스판(3)의 하단에 부착된 배수로 브라켓(6)에는 고무판을 이용한 배수로(7)가 일체로 연결 설치됨으로써 우수를 외측으로 안내하는 것이었다.

그러나 상기 핑거조인트(4)가 맞물림 상태로 설치되더라도 상기 핑거조인트(4)의 사이로 모래, 쓰레기 등의 이물질이 유입되고, 상기 이물질은 하측의 배수로(7)에 모이면서 점차 퇴적 및 경화됨으로써 신축이음부가 제 기능을 다하지 못하며, 특히 상기 퇴적물의 하중으로 인해 고무재의 배수로가 찢기면서 하부구조물을 부식시키는 문제점이 있어 왔다.

따라서, 이와 같이 배수로(7)의 퇴적물은 적절히 제거하는 것이 바람직하나, 종래에는 상기 배수로(7)의 퇴적물을 제거하기 위해서는 폭 방향 전체구간에 설치된 핑거조인트를 전체적으로 들어내어 제거하여야만 하는 것이었다.

또한, 상기 고무재의 배수로(7)가 손상된 경우에도 이를 교체하기 위해서는 마찬가지로 무거운 핑거조인트 전체를 들어내어 제거하여야만 하는 불편함이 야기되고, 작업이 완료된 후 이를 다시 조립하기 위한 시간과 인력이 많이 소요됨은 물론 이 시간 동안 교량의 통행을 전면적으로 통제해야하는 문제점이 야기된다.

따라서, 실질적으로는 종래의 핑거조인트 및 배수로의 청소나 교체는 거의 이루어지지 않고 있으며, 그에 따라 배수 불량 등의 폐단이 있는 실정이다.

본 발명은 종래의 기술에 의한 교량의 핑거조인트 배수로의 청소작업을 시행함에 따른 제반 문제점을 적극적으로 해소하기 위한 것으로, 고압수에 의해 추력을 발생하는 워터젯 추진체가 무인 원격으로 배수로를 돌진함과 동시에 상기 워터젯 추진체의 전방에 설치된 로터리 드릴이 막힌 퇴적물을 효율적으로 뚫어주면서 퇴적물을 후방으로 밀어내도록 하고, 상기 후방으로 밀리면서 이송된 퇴적물은 지상에서 강력한 흡입력으로 전량 수거하여 핑거조인트의 배수로를 말끔하게 청소할 수 있도록 함을 발명의 해결과제로 한다.

또한, 본 발명은 핑거조인트를 들어낸 자리에 방향전환 유도부재를 부설한 후 상기 방향전환 유도부재에 흡입호스를 삽입하는 방법으로 상기 배수로 안쪽까지 흡입호스를 깊숙하게 투입하여 배수로 안쪽의 퇴적물마저도 간편하게 흡입 제거할 수 있도록 함을 발명의 해결과제로 한다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 수단으로 수압에 의한 추력을 발생하는 워터젯 추진체를 차량의 릴와인더에 감긴 고압수호스의 선단에 일체로 연결하되, 상기 워터젯 추진체는 내부에 형성된 추력실과 연통하는 추력발생로를 후방 외향으로 경사지게 설치하고, 상기 추력실의 전방에 수력공급로를 형성하며, 상기 워터젯 추진체의 전방 선단에 형성된 드릴축에는 수력공급로를 통해 분출하는 수력에 의해 고속회전하면서 막힌 퇴적물을 뚫어주는 로터리 드릴을 회전가능하게 설치하는 기술을 강구한다.

또한, 본 발명은 핑거조인트를 들어낸 자리에 장착가능한 방향전환 유도부재를 구비하되 상기 방향전환 유도부재는 고정판의 하부에 상하로 관통하는 엘보 형상의 유도관을 일체로 형성하는 기술을 강구한다.

본 발명의 워터젯 추친체는 무인 원격으로 핑거조인트의 하측 배수로를 돌진함과 동시에 전방에 설치된 로터리 드릴이 고속으로 회전하면서 막힌 퇴적물을 효율적으로 뚫어주어 퇴적물을 후방으로 밀어냄으로써 상기 후방으로 이송된 이물질을 지상에서 흡입호스를 이용하여 간편하게 슬러지탱크로 수거하여 핑거조인트의 배수로를 간편하게 청소할 수 있는 효과를 제공한다.

더욱이 본 발명은 전체구간의 핑거조인트를 전체적으로 들어내지 않고, 다만 부분적으로 들어낸 개방부를 통해 워터젯 추진체를 배수로에 투입함으로써 차량을 전면 통제하지 않고서도 신속하고 간편하게 핑거조인트의 배수로 전체구간을 말끔하게 청소하면서도 주변의 차량소통이 매우 원활하며, 특히 청소작업에 소요되는 시간과 인력을 획기적으로 감축하는 효과를 제공한다.

아울러 상기 핑거조인트 및 배수로의 퇴적물을 주기적으로 말끔하게 제거 청소함으로써 신축이음부가 제 기능을 다하면서 차량의 정상적인 안전운행의 여건을 조성할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명이 적용된 청소차에 의한 핑거조인트 하측 배수로의 청소상태 정단면도
도 2는 본 발명의 워터젯 추진체 및 흡입호스에 의한 배수로의 청소상태 측단면도
도 3은 본 발명의 워터젯 추진체가 핑거조인트 하측의 배수로에 투입된 상태의 정단면도
도 4는 본 발명 워터젯 추진체의 작동상태 종단면도
도 5는 본 발명 로터리 드릴의 작동상태 일부절결 종단면도
도 6은 본 발명의 방향전환 유도부재가 핑거조인트를 들어낸 자리에 장착된 상태의 측단면도
도 7은 본 발명의 방향전환 유도부재가 핑거조인트를 들어낸 자리에 장착된 상태의 정단면도
도 8은 종래의 교량에 핑거조인트가 설치된 상태의 평면도
도 9는 종래의 핑거조인트 하측의 배수로에 이물질이 퇴적된 상태의 정단면도

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결수단을 보다 구체적으로 구현하기 위한 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

우선적으로 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전체적인 기술구성을 첨부된 도면에 의거 개략적으로 살펴보면, 교량의 핑거조인트(4) 하측 배수로(7)에서 수거한 퇴적물을 저장하도록 차량(V)에 탑재된 퇴적물 탱크(10)와; 상기 퇴적물 탱크(10)에 설치된 릴와인더(13)에 감긴 고압수호스(12)의 선단에 일체화 연결되고, 수압에 의해 발생된 추력으로 배수로(7)를 무인 원격으로 돌진하면서 퇴적물을 후방으로 밀어내는 워터젯 추진체(20)와; 상기 워터젯 추진체(20)의 전방 선단에 형성된 드릴축(25)에 회전가능하게 결합설치되어 워터젯 추진체(20)에서 분출하는 수력에 의해 고속 회전하면서 배수로(7)의 퇴적물을 뚫어주는 로터리 드릴(30)과; 상기 퇴적물 탱크(10)에 일체로 연결되고, 워터젯 추진체(20)에 의해 후방으로 밀린 퇴적물을 강제로 흡입하여 퇴적물 탱크(10)에 저장시키는 흡입호스(40)의 유기적인 결합구성으로 이루어짐을 알 수 있다.

이하, 상기 개략적인 구성으로 이루어진 본 발명을 실시 용이하도록 좀더 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 차량(V)에 퇴적물 탱크(10)가 탑재됨으로써 교량의 핑거조인트(4) 하측에 형성된 배수로(7)에서 수거한 퇴적물을 흡입, 저장하는 역할을 수행하며, 상기 퇴적물 탱크(10)는 후방 선단에 설치된 해치커버(11)를 개방한 상태로 회동함에 따라 내부에 저장된 퇴적물을 외부로 덤핑할 수 있게 된다.

또한, 상기 퇴적물 탱크(10)는 해치커버(11)의 외면에 고압스호스(12)가 감긴 설치된 릴와인더(13)가 설치되고, 이 고압스호스(12)의 선단에는 워터젯 추진체(20)가 일체화 연결됨으로써 상기 고압수호스(12)에서 분사되는 강력한 고압수에 의해 워터젯 추진체(20)는 추력을 발생하면서 배수로(7)를 무인 원격으로 돌진하면서 퇴적물을 후방으로 밀어냄과 동시에 배수로(7)를 세척할 수 있게 된다.

따라서, 배수로(7)의 상측에 설치된 핑거조인트(4)를 전체적으로 들어내지 않고, 다만 도 2에 도시된 바와 같이 갓길에 위치한 어느 한 부분의 핑거조인트(4)만을 들어낸 개방부(8)를 통해 상기 워터젯 추진체(20)를 투입하는 간단한 방법으로 배수로(7)를 더욱 효율적으로 청소할 수 있으며, 상기 워터젯 추진체(20)에 의해 후방으로 밀리면서 핑거조인트(4)를 들어낸 자리까지 이송된 퇴적물은 지상에서 흡입호스(40)를 이용하여 간편하게 퇴적물 탱크(10)로 흡입, 저장할 수 있게 된다.

이와 같은 워터젯 추진체(20)는 도 4와 같이 전방으로 돌진이 용이하도록 몸체부(21)가 탄두의 형상으로 이루어지되 상기 몸체부(21)의 중앙에는 고압수가 공급되는 추력실(22)이 형성되고, 상기 추력실(22)에는 플렉시블한 고압수호스(12)가 끼움 결합되며, 상기 추력실(22)의 내측에는 추력실(22)로 공급된 고압의 물을 외부로 강력하게 분사함으로써 추력을 발생하는 추력발생로(23)가 후방 외향으로 경사지게 연통 설치된다.

또한, 상기 추력실(22)의 전방에는 로터리 드릴(30)이 회전할 수 있도록 로터리 드릴(30)의 회전블레이드(35)에 고압수를 분출하는 수력공급로(24)가 형성됨으로써 상기 수력공급로(24)는 로터리 드릴(30)을 별도의 동력을 사용하지 않고서도 회전할 수 있도록 하는 동력원인 수력을 제공하는 역할을 수행한다.

여기에서 상기 로터리 드릴(30)은 워터젯 추진체(20)와 함께 배수로(7)를 돌진하되 자체적으로 고속 회전하면서 퇴적물을 뚫어줌으로써 청소작업의 효율성을 더욱 배가시킨다.

즉 상기 로터리 드릴(30)은 워터젯 추진체(20)의 전방 선단에 돌출 형성된 드릴축(25)에 회전가능하게 결합 설치되어 상기 워터젯 추진체(20)의 수력공급로(24)에서 분출하는 강력한 수력에 의해 고속회전하면서 배수로(7)의 퇴적물을 뚫어주게 된다.

이와 같은 로터리 드릴(30)은 도 5와 같이 블레이드 홀더(31)의 중앙에 드릴축(25)이 끼워지는 축구멍(32)이 형성되고, 상기 축구멍(32)의 선단에는 드릴축(25)의 선단에 나사결합되는 체결부재(33)가 삽입되는 삽입요부(34)가 동일선상에 연속하여 형성됨으로써 상기 드릴축(25)에 끼움 결합된 로터리 드릴(30)은 블레이드 홀더(31)가 체결부재(33)의 머리부에 걸리면서 록킹작용을 함에 따라 외부로 빠지면서 분리됨을 방지한다.

그리고 상기 블레이드 홀더(31)의 외주연에는 방사상으로 다수의 블레이드(35)가 다중으로 설치되되, 이 블레이드(35)는 나선형으로 형성됨으로써 추력발생로(23)에서 분출하는 고압수가 블레이드(35)를 밀어주면서 회전작동함에 따라 로터리 드릴(30)은 고속회전하면서 퇴적물을 뚫어줄 수 있게 된다.

한편, 상기 워터젯 추진체(20) 및 로터리 드릴(30)의 복합작용을 통해 더욱 원활하게 뚫리면서 후방으로 밀려나는 퇴적물은 핑거조인트(4)를 들어낸 개방부(8)에 흡입호스(40)를 투입하여 지상에서 간편하게 수거할 수 있는 것으로, 상기 흡입호스(40)는 퇴적물 탱크(10)의 해치커버(11)에 일체로 연결됨으로써 작업자가 상기 흡입호스(40)를 도 2와 같이 배수로(7)에 투입하여 퇴적물을 강제로 흡입하면서 퇴적물 탱크(10)로 전량 수거하여 저장할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 워터젯 추진체(20)가 배수로(7)의 직경보다 작은 크기로 형성됨에 따라 배수로(7)를 직진 상으로 돌진하지 못하며, 상하로 요동하면서 어느 한쪽으로 편중되어 퇴적물을 국부적으로 밀어내는 일이 빈번하게 발생함을 적극 고려하여 상기 워터젯 추진체(20)의 몸체부(21) 외주연에 방사상으로 다수의 센터 가이드(27)가 일체로 돌출 형성된다.

상기 센터 가이드(27)는 배수로(7)의 내면 및 핑거조인트(4)의 저면에 근접된 상태로 워터젯 추진체(20)의 돌진을 안내함으로써 상기 워터젯 추진체(20)는 상하로 요동하거나 편중되지 않고 배수로(7)의 중심축 상으로 직진 이동함에 따라 배수로(7) 전영역의 퇴적물을 빠짐없이 골고루 후방으로 밀어낼 수 있는 특별한 효과를 제공한다.

이러한 본 발명은 핑거조인트(4) 하측의 배수로(7)를 청소할 때 흡입호스(40)를 인위적으로 꺾어서 배수로(7)의 안쪽까지 도달하도록 투입하여 퇴적물을 더욱 원활하게 흡입, 수거하기 위한 방안으로 방향전환 유도부재(50)라는 신규의 구성이 추가로 접목된다.

상기 방향전환 유도부재(50)는 핑거조인트(4)를 부분적으로 들어낸 자리에 상기 핑거조인트(4)를 대신하여 장착하는 것으로, 이에 대한 기술구성은 도 6 및 도 7과 같이 상부에 형성된 판상의 고정판(51)이 핑거조인트(4)를 받쳐주던 베이스판(3)의 상단에 안착되어 고정부재(5)로 관통고정되고, 상기 고정판(51)의 하부에는 상하로 관통된 유도관(52)이 일체로 형성되되 이 유도관은 배수로(7)의 방향을 향하도록 꺾인 엘보 형상으로 이루어진다.

이때 상기 고정부재(5)는 고정판(51)을 관통한 상태에서 기존의 핑거조인트(4)를 고정하기 위해 이미 베이스판(3)에 형성된 체결구멍에 맞추어 조립하는 간단한 방법으로 방향전환 유도부재(50)를 장착할 수 있으며, 상기 방향전환 유도부재(50)의 유도관(52) 상부에는 도 6과 같이 흡입호스(40)를 투입하면 흡입호스(40)는 자연스럽게 배수로(7)의 안쪽 방향으로 방향전환되면서 배수로(7)의 안쪽까지 도달함으로써 퇴적물을 직접 흡입하여 퇴적물 탱크(10)로 수거 저장할 수 있는 효과를 제공한다.

V: 차량 1: 신축이음부
3: 베이스판 4: 핑거조인트
7: 배수로 8: 개방부
10: 퇴적물 탱크 12: 고압수호스
20: 워터젯 추진체 22: 추력실
23: 추력발생로 24: 수력공급로
25: 드릴축 27: 센터 가이드
30: 로터리 드릴 31: 블레이드 홀더
32: 축구멍 35: 블레이드
40: 흡입호스 50: 방향전환 유도부재
51: 고정판 52: 유도관

Claims (5)

1. 교량의 핑거조인트(4) 하측 배수로(7)에서 수거한 퇴적물을 저장하도록 차량(V)에 탑재된 퇴적물 탱크(10)와;
   상기 퇴적물 탱크(10)에 설치된 릴와인더(13)에 감긴 고압수호스(12)의 선단에 일체화 연결되고, 수압에 의해 발생된 추력으로 배수로(7)를 무인 원격으로 돌진하면서 퇴적물을 후방으로 밀어내는 워터젯 추진체(20)와;
   상기 워터젯 추진체(20)의 전방 선단에 형성된 드릴축(25)에 회전가능하게 결합설치되어 워터젯 추진체(20)에서 분출하는 수력에 의해 고속 회전하면서 배수로(7)의 퇴적물을 뚫어주는 로터리 드릴(30)과;
   상기 퇴적물 탱크(10)에 일체로 연결되고, 워터젯 추진체(20)에 의해 후방으로 밀린 퇴적물을 강제로 흡입하여 퇴적물 탱크(10)에 저장시키는 흡입호스(40)로 이루어지는 한편;
   상기 워터젯 추진체(20)는 탄두의 형상으로 이루어진 몸체부(21)의 중앙에 추력실(22)이 형성되고, 상기 추력실(22)에 플렉시블한 고압수호스(12)가 끼움 결합되며, 상기 추력실(22)의 내측에는 고압의 물을 후방으로 분사하면서 추력을 발생하는 추력발생로(23)가 후방 외향으로 경사지게 설치되고, 상기 추력실(22)의 전방에는 로터리 드릴(30)의 회전블레이드(35)에 고압수를 분출하면서 로터리 드릴(30)을 회전시키는 수력공급로(24)가 형성된 것을 특징으로 하는 교량 신축이음부 퇴적물 청소차.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   로터리 드릴(30)은 블레이드 홀더(31)의 중앙에 드릴축(25)이 끼워지는 축구멍(32) 및 상기 드릴축(25)의 선단에 나사결합된 체결부재(33)가 삽입되는 삽입요부(34)가 동일선상에 연속하여 형성되고, 상기 블레이드 홀더(31)의 외주연에는 방사상으로 나선형을 갖는 다수의 블레이드(35)가 다중으로 설치된 것을 특징으로 하는 교량 신축이음부 퇴적물 청소차.
   
4. 제 1항에 있어서,
   워터젯 추진체(20)의 외주연에는 방사상으로 다수의 센터 가이드(27)가 돌출 형성되고, 상기 센터 가이드(27)는 워터젯 추진체(20)가 상하로 요동하거나 편중되지 않고 배수로(7)의 중심축 상으로 직진 이동하면서 배수로(7) 전역의 퇴적물을 빠짐없이 골고루 후방으로 밀어내는 것을 특징으로 하는 교량 신축이음부 퇴적물 청소차.
   
5. 제 1항에 있어서,
   배수로(7)의 청소작업시 핑거조인트(4)를 부분적으로 들어낸 자리에는 흡입호스(40)를 배수로(7)의 안쪽까지 투입하도록 방향전환을 유도하는 방향전환 유도부재(50)가 추가로 장착되는 한편;
   상기 방향전환 유도부재(50)는 핑거조인트(4)를 받쳐주던 베이스판(3)의 상단에 안착되어 고정부재(5)로 관통고정되는 고정판(51)과; 상기 고정판(51)의 하부에 배수로(7)의 방향을 향하도록 상하로 관통하여 형성되는 엘보 형상의 유도관(52)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 교량 신축이음부 퇴적물 청소차.
   

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