KR101201868B1 - 클램핑수단을 이용하여 가조립된 교량용 트러스구조물 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 클램핑수단을 이용하여 교량용 트러스 구조물의 각 부재와 조인트유닛의 연결구를 가조립함과 아울러 조인트유닛의 각 연결구와 각 부재에 대응하는 클램핑수단은 조인트유닛의 연결구와 이 연결구에 연결되는 부재가 긴결 상태를 유지하도록 하고, 용접용 지그는 용접선을 정확하게 정렬시키면서도 몸체 내부에 구름수단을 구비하여 조인트 유닛의 연결구와 각 부재의 외경면을 원활하게 회전가능하도록 하여 각 연결구와 각 부재의 접합부를 용접선이 단속되지 않으면서도 용접기로 용이하게 용접하도록 연동시킴으로써 작업능률의 향상은 물론 교량용 트러스 구조물의 내구성을 향상시킬 수 있는 클램핑수단을 이용하여 가조립된 교량용 트러스구조물의 시공방법에 관한 것이다.

Description

클램핑수단을 이용하여 가조립된 교량용 트러스구조물 시공방법{Temporary assembly of truss structures by clamping device}

본 발명은 하상부 조인트유닛의 연결구와 각 부재를 클램핑수단으로 고정시켜 교량용 트러스구조물을 가조립하고, 가조립된 교량용 트러스구조물을 시공하는 클램핑수단을 이용하여 가조립된 교량용 트러스구조물 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 교량건설에 주로 사용되는 교량구조는, PCS박스거더교, 강합성플레이트거더교, 강합성박스거더교, 트러스교 등이 있으며, 최근에는 파이프를 이용한 트러스교의 다양한 장점이 부각되면서 최신 교량형식으로 시도되고 있다.

상기 파이프 트러스교는, 한 평면 내에서 직선의 트러스부재를 삼각형태로 연속적으로 연결.조립하는 트러스구조물을 제작하여야 하므로 제작 난이도 및 제작단가가 다른 교량형식에 비해 높은 이유로 아직까지는 적용이 빈번하지 못한 실정이다.

일예로, 2006년 독일에서 준공된 St.Kilian Viaduct 고가교는, 도 14a에 나타낸 바와 같이, 공장에서 트러스구조물 제작시, 중량이 큰 하.상현재와 사재를 용접 위치에 정확하게 지지하기 위해 프레임 구조를 갖는 다수의 동바리가 요구되는 문제점이 있었다.

또한, 도 14b에 나타난 바와 같이, 제작된 트러스구조물을 현장이동시킨 후, 트러스구조물의 블록간 용접연결시에도 부재간 용접선을 정확하게 유지하게 위해 지지구조물을 특수제작하고, 이를 고공에서 교량이 안치되는 위치에 정확하게 설치해야 하는 복잡한 과정이 수반되어 공사비와 시공기간이 늘어나는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 본 건 출원인이 특허 제965750호로 가조립이 가능한 파이프 트러스 조인트유닛구조 및 이를 이용한 파이프 트러스교의 시공방법을 등록받은 바 있다.

선 등록된 특허는, 도 15a 내지 도 15b에 도시된 바와 같이, 연결링(240)이 삽입된 가지연결구(230)와 트러스부재(100)를 동일 선상으로 위치시킨 후, 상기 가지연결구(230)에 형성된 작업홀(260)을 통해 연결링(240)이 가지연결구(230)와 트러스부재(100)에 위치하도록 이동시킨 후, 상기 가지연결구(230)와 트러스부재(100)를 용접으로 고정시키는 링 연결방식과 일단의 단부에 개선각 경사부와 루트부 외에 소켓지지부를 두어 소켓지지부에 일단이 연결되는 타단부재를 삽입시키는 소켓 연결방식을 도입하였다.

그러나 소켓연결방식은 단부의 개선가공 뿐만 아니라 루트면 및 소켓지지부를 모두 절삭가공해야 하므로 절삭량이 과다하여 가공비가 급증하며, 트러스부재 내경면과 연결링의 외경면이 동일하도록 연결링의 주문제작이 불가피하므로 제작단가의 상승으로 공사비를 증가시키는 원인이 되는 문제점이 있었고, 가지연결구와 트러스부재 및 연결링의 제작과정 및 운반과 보관 중의 외력에 의해 정원을 유지하지 못하면 연결링의 조립이 불가능하여 이의 보정에 많은 시간과 공임이 소요되는 문제점이 있었고, 가지연결구와 트러스부재의 용접선을 일치시키는 뒷댐재 역할을 하는 연결링을 용접 완료 후, 가지연결구 및 트러스부재에서 제거하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 뒤댐재 역할을 하는 연결링을 제거하지 못할 경우, 용접부에 발생하는 응력의 크기가 작용하중에 따라 변하는 변동응력 발생시, 피로균열이 발생하여 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.

또한, 선 등록된 특허는, 상기 연결링에 결합되는 가지연결구와 트러스부재의 두께가 다를 경우, 두께가 작은 쪽의 부재 내경이 연결링 외경과 일치하지 않음에 따라 두께가 작은 쪽의 부재는 중력의 영향으로 두께가 큰 쪽의 부재, 즉 연결링 중심선에서 벗어나기 때문에 두 부재의 용접면이 서로 어긋나므로 제작오차를 근본적으로 피할 수 없어 견고한 시공이 어려운 문제점이 있어 변단면 적용이 곤란했으며 이로 인해 공사비의 최적화를 위해 필수인 부재의 변단면 적용이 불가능하였다.

또한, 선 등록된 특허는, 중력의 영향을 받는 사재 및 수직재에서는 부재 자중에 의해 부재가 하향으로 미끄러짐이 발생하므로 부개간의 루트간격이 일정하지 않거나 없음으로 인해 정밀한 가조립이 어렵고 구조용 파이프 부재에서 완전용입용접을 위해 반드시 필요한 소정의 루트간격 확보가 어려워 구조용 파이프 부재의 용접품질 확보가 어려운 문제점이 있었다.

이와 아울러 선출원된 파이프 트러스 제작방법은, 가지연결구와 파이프부재 사이의 유동을 방지하는 구속기구를 확보하지 못해 가지연결구와 파이프부재의 용접시, 고품질의 용접확보를 위한 파이프 자동용접의 적용이 곤란한 문제점도 아울러 갖고 있었다.

또한, 파이프 트러스의 경우 파이프 단품을 용접하는 것이 아니므로 용접자세를 바꾸기 위해서는 대형 트러스 구조물 블록 전체를 뒤집어야 하는데, 이는 대형 장비와 많은 시간이 소요될 뿐 아니라 완전한 구조게를 형성하지 못한 가조립 상태에서는 용접자세를 바꾸기 위한 구조물 블록 뒤집기 작업 수행시 가조립의 정확도를 보증할 수 없는 단점이 있었다. 이러한 이유로 수동 위보기 용접이 불가피하여 고품질의 용접 품질확보에 어려움이 있었다.

이에 상술한 바와 같은 종래의 제반 결함을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 절점지지부에 안착된 조인트유닛의 연결구와 각 부재를 클램핑수단으로 고정시켜 무응력상태에서 교량용 트러스구조물의 가조립이 가능하도록 함과 아울러 가조립된 교량용 트러스구조물의 용접 전, 형상 및 위치확인에 대한 보정이 가능하여 정확하게 교량용 트러스구조물을 제작할 수 있는 클램핑수단을 이용하여 가조립된 교량용 트러스구조물 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 조인트유닛의 연결구와 각 부재를 클램핑수단으로 고정시켜 각 연결구와 각 부재의 루트 간격을 일정하게 유지하여 정밀시공이 가능하도록 함과 아울러 외경이 같으면서 내경 즉, 두께가 다른 부재를 용이하게 고정시켜 용접기에 의한 정밀한 용접이 가능하도록 하여 품질을 향상시킬 수 있는 클램핑수단을 이용하여 가조립된 교량용 트러스구조물 시공방법을 제공함에 있다.

본 발명 클램핑수단을 이용하여 가조립되는 트러스구조물은,

이를 위해 본 발명은

하부 및 상부 조인트유닛의 각 연결구 중 어느 하나의 연결구 외경면에 한 쌍의 몸체를 밀착시키고, 상기 연결구에 연결되는 어느 하나의 부재 외경면에 한 쌍의 몸체를 밀착시킨 후, 연결구와 부재의 루트간격을 확인 및 정확하게 조절된 루트간격을 연결편이 유지하도록 한 쌍의 몸체의 체결편을 고정부재로 고정하는 과정을 반복하여 클램핑수단으로 교량용 트러스구조물을 가조립하는 단계와;

상기 클램핑수단으로 가조립된 교량용 트러스구조물의 형상과 정확도를 검사하여 수정하는 단계와;

상기 교량용 트러스구조물의 정확도가 유지되면, 교량용 트러스구조물의 용접하고자 하는 부분의 클램핑수단의 긴결을 완화시키는 단계와;

긴결이 완화된 클램핑수단을 회전시키면서 한 쌍의 몸체를 연결한 하나 이상의 연결편 사이의 공간을 통해 연결구와 부재의 접합부를 용접기로 용접하는 단계와;

상기 연결구와 부재의 접합부 용접이 완료되면, 용접된 부분의 클램핑수단을 해체하여 트러스구조물로부터 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 클램핑수단을 이용하여 가조립된 교량용 트러스구조물의 시공방법을 제공한다.

또한 바람직하게는

하부 및 상부 조인트유닛의 각 연결구 중 어느 하나의 연결구와 상기 연결구에 연결되는 어느 하나의 부재 외경면에 한 쌍의 몸체를 밀착시키고, 상기 연결구와 부재의 루트간격을 관통공간을 통해 확인 및 정확하게 조절된 루트간격을 유지하도록 한 쌍의 몸체의 체결편을 고정부재로 고정하는 과정을 반복하여 클램핑수단으로 교량용 트러스구조물을 가조립하는 단계와;

상기 클램핑수단으로 가조립된 교량용 트러스구조물의 형상과 정확도를 검사하여 수정하는 단계와;

상기 교량용 트러스구조물의 정확도가 유지되면, 교량용 트러스구조물의 용접하고자 하는 부분의 클램핑수단의 긴결을 완화시키는 단계와;

긴결이 완화된 클램핑수단을 회전시키면서 한 쌍의 몸체의 관통공간을 통해 연결구와 부재의 접합부를 용접기로 용접하는 단계와;

상기 연결구와 부재의 접합부 용접이 완료되면, 용접된 부분의 클램핑수단을 해체하여 교량용 트러스구조물로부터 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 클램핑수단을 이용하여 가조립된 교량용 트러스구조물의 시공방법을 제공한다.

이때, 클램핑 수단은

하부 및 상부 조인트유닛의 각 연결구 중 어느 하나의 연결구와 상기 연결구에 연결되는 어느 하나의 부재 외경면에 밀착되도록 상호 대향하는 한 쌍의 몸체가 구비되고, 상기 한 쌍의 몸체 내부에 연결구와 부재 사이의 루트간격 확인 및 정확하게 조절된 루트간격을 유지하면서 연결구와 부재의 접합부를 용접할 수 있도록 하나 이상 관통된 관통공간이 구비되며, 상기 연결구와 부재 사이의 루트간격을 유지하도록 한 쌍의 몸체의 체결편에 볼트/너트를 체결하여 고정시키는 고정부재를 포함하도록 하며, 상기 고정부재가 체결되어 고정되는 한 쌍의 몸체의 체결편 사이에 간격이 형성되도록 하고, 상기 간격(S)을 활용하여 체결편에 고정부재가 강하게 체결하여 한 쌍의 몸체 내경면이 연결구와 부재의 외경면을 강하게 가압함과 동시에 강한 밀착력에 의한 마찰력이 작용하여 유동을 방지하여 상기 연결구와 부재의 강결연결을 유지할 수 있도록 하게 된다.

본 발명에 의하면, 기존 소켓연결방식의 적용에 다른 과다한 절삭가공이 일반 개선가공으로 단순화되어 부재의 가공비가 급감하며, 트러스부재의 원주와 두께에 따라 다양한 규격으로 소규모 특수제작이 불가피한 연결링이 필요없어 교량용 트러스구조물의 제작비를 절감할 수 있으므로 경제성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 연결링 방식의 적용시, 교량용 트러스구조물의 원주와 동일한 부재에 대해 교량용 트러스구조물 위치에 따라 부재 두께를 달리하는 변단면 적용이 가능하여 공장에서 생산되는 고품질의 저렴한 기성 구조용 파이프를 사용하면서도 최적화 단면 시공이 가능한 이점을 가질 수 있고, 경제성 측면 뿐만 아니라 시공성 및 품질관리 측면에서도 클램핑수단을 통해 경미한 제작오차를 갖는 파이프부재의 결합과 보정이 가능해 시공성이 향상되며 용접되는 두 부재간의 용접선 정렬과 루트간격 유지가 용이하고 정확해지는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 클램핑수단을 통해 결합되는 부재들을 견고하게 지지하므로 자동용접기의 진동 및 회전에 다른 부재간 용접선의 유동이 방지되어 자동용접기의 적용이 용이해지고 용접자세의 영향을 받지 않고도 고품질의 용접을 저렴한 비용으로 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 절점지지부에 안착된 조인트유닛의 연결구와 각 부재를 클램핑수단으로 견고하게 고정시켜 무응력상태에서 교량용 트러스구조물의 가조립이 가능하므로 제작 응력의 발생과 제작변형을 방지함과 아울러 부품수의 감소에 따라 제조원가를 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 가조립된 교량용 트러스구조물의 용접 전, 부재가공의 정확도와 형상 및 위치확인에 대한 보정이 가능하여 정확하게 트러스구조물을 제작함과 아울러 작업능률의 향상으로 공기를 단축할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 조인트유닛의 연결구와 각 부재를 클램핑수단으로 견고하게 고정시켜 각 연결구와 각 부재의 루트 간격을 일정하게 유지하여 정밀시공이 가능하도록 함과 아울러 원주가 같으면서 두께가 다른 부재를 용이하게 고정시켜 용접기에 의한 정밀한 용접이 가능하도록 하여 품질을 향상시키므로 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 조인트유닛의 사시도
도 2는 본 발명 클램핑수단의 사시도
도 3은 본 발명에 의한 가조립된 교량용 트러스 구조물의 측면구성도
도 4는 본 발명의 설치상태도
도 5는 도 4의 측단면도
도 6은 본 발명에 의한 교량용 트러스 구조물의 용접된 상태를 나타낸 단면도
도 7은 본 발명 다른 실시예의 클램핑수단 사시도
도 8는 본 발명 다른 실시예의 클램핑수단 설치상태도
도 9는 도 8의 측단면도
도 10은 본 발명 다른 실시예의 사시도
도 11는 본 발명 다른 실시예의 설치상태도
도 12는 도 10의 측단면도
도 13은 본 발명 다른 실시예에 의한 교량용 트러스 구조물의 용접된 상태를 나타낸 단면도
도 14a 내지 도 14b는 St.Kilian Viaduct 고가교 공장제작 및 현장용접사진
도 15a 내지 도 15b는 선 등록된 특허의 설치과정도

이하 본 발명의 트러스구조물은 모두 교량용 트러스 구조물을 의미하는 것으로 하고, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명 조인트유닛의 사시도이고, 도 2는 본 발명 클램핑수단의 사시도이다.

본 발명 클램핑수단을 이용하여 가조립되는 트러스구조물(A)은, 하부 조인트유닛(20)이 구성되고, 상기 하부 조인트유닛(20)의 수평연결구(22)에 클램핑수단(80)으로 연결되는 하현부재(30)가 구성되며, 상기 하부 조인트유닛(20)의 수직연결구(23)에 클램핑수단(80)으로 연결되는 수직부재(40)가 구성되고, 상기 하부 조인트유닛(20)의 사재연결구(24)에 클램핑수단(80)으로 연결되는 사부재(50)가 구성되며, 상기 수직부재(40)와 사부재(50) 상단부에 수직연결구(63)와 사재연결구(64)가 클램핑수단(80)으로 연결되는 상부 조인트유닛(60)이 구성되고, 상기 상부 조인트유닛(60)의 수평연결구(62)에 클램핑수단(80)으로 연결되는 상현부재(70)를 포함하여 구성된다.

상기 하?상부 조인트유닛(20)(60)은, 몸체부(21)(61)가 구비되고, 상기 몸체부(21)(61) 양단부에 하현부재(30) 및 상현부재(70)가 연결되는 수평연결구(22)(62)가 구비되며, 상기 몸체부(21)(61) 외경면에 수직부재(40)가 연결되는 수직연결구(23)(63)가 구비되고, 상기 몸체부(21)(61) 외경면에 사부재(50)가 연결되는 사재연결구(24)(64)를 포함하며, 상기 각 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)는 끝단이 절단되면서 단부 외경면에 용접이 용이하도록 접합부(25)(65)가 개선가공된 것이 바람직하다.

상기 클램핑수단(80)은, 상기 하?상부 조인트유닛(20)(60)의 각 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64) 중 어느 하나의 연결구 외경면에 밀착되도록 상호 대향하는 한 쌍의 몸체(81)(81')가 구비되고, 상기 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)에 연결되는 어느 하나의 부재(30)(40)(50)(70) 외경면에 밀착되도록 상호 대향하는 한 쌍의 몸체(83)(83')가 구비되며, 상기 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70) 사이의 루트간격 확인 및 정확하게 조절된 루트간격을 유지하면서 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70)의 접합부(25)(65)를 용접하는 공간이 형성되도록 한 쌍의 몸체(81)(81')(83)(83')를 하나 이상 연결하는 연결편(85)이 구비되고, 상기 연결편(85)으로 연결된 한 쌍의 몸체(81)(81')(83)(83')의 체결편(82)에 볼트/너트를 체결하여 고정하는 고정부재(84)를 포함하여 구비된다.

상기 한 쌍의 몸체(81)(81')(83)(83') 원주는 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70)의 원주와 같게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 고정부재(84)가 체결되어 고정되는 한 쌍의 몸체(81)(81')(83)(83')의 체결편(82) 사이에 간격(S)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 한 쌍의 몸체(81)(81')(83)(83') 내경면에 장착되어 마찰계수를 증가시키는 미끄럼방지부재(89)를 더 포함하여 구비되는 것이 바람직하다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명 클램핑수단을 이용한 트러스구조물의 제작방법을 설명한다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 트러스구조물(A)의 제작 현장에 절점지지부(10)를 일정간격 이격되게 설치한 후, 상기 절점지지부(10)에 하부 조인트유닛(20)의 몸체부(21)를 안착시키는데, 상기 몸체부(21)는 절점지지부(10) 중앙에 위치하도록 안착시키는 것이 바람직하다.

상기 절점지지부(10)에 하부 조인트 유닛(20)의 몸체부(21)가 안착되면, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 하부 조인트 유닛(20)의 수평연결구(22)와 동일 선상으로 하현부재(30)를 위치시킨 상태에서 상기 하부 조인트 유닛(20)의 수평연결구(22)와 하현부재(30) 일측 및 상기 하현부재(30) 타측과 하부 조인트 유닛(20')의 수평연결구(22)를 클램핑수단(80)으로 각각 연결하여 고정시킨다.

그리고, 상기 하부 조인트유닛(20)의 수직연결구(23) 및 사재연결구(24)와 수직부재(40) 및 사부재(50)를 각각 동일 선상으로 위치시킨 상태에서 상기 수직연결구(23)와 수직부재(40) 및 사재연결구(24)와 사부재(50)를 클램핑수단(80)으로 고정시킨 후, 상기 수직부재(40)와 사부재(50)에 상부 조인트유닛(60)(60')의 몸체부(61)에 형성된 수직연결구(63)와 사재연결구(64)를 각각 동일 선상으로 위치시킨 상태에서 수직부재(40)와 수직연결구(63) 및 사부재(50)와 사재연결구(64)를 클램핑수단(80)으로 각각 고정시킨다.

또한, 상기 상부 조인트유닛(60)(60')의 수평연결구(62)와 상현부재(70)를 동일 선상으로 위치시킨 상태에서 상기 수평연결구(62)와 상현부재(70)를 클램핑수단(80)으로 고정시킨다.

이때, 상기 클램핑수단(80)은, 상기 수평연결구(22) 외경면에 클램핑수단(80)의 한 쌍의 몸체(81)(81')를 밀착시키고, 상기 하현부재(30) 외경면에 클램핑수단(80)의 한 쌍의 몸체(83)(83')를 밀착시킨 후, 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70)의 루트간격을 확인하는데, 상기 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70)의 루트간격은 한 쌍의 몸체(81)(81')(83)(83')에 하나 이상 연결된 연결편(85) 사이의 공간으로 확인하고, 정확하게 조절된 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70)의 정확한 루트간격을 유지하도록 한 쌍의 몸체(81)(81')(83)(83')의 체결편(82)에 볼트/너트의 고정부재(84)를 체결하여 고정시킨다.

상기 한 쌍의 몸체(81)(81')(83)(83') 원주가 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70)의 원주보다 작게 형성되면, 한 쌍의 몸체(81)(81')(83)(83')에 형성된 체결편(82) 사이에 소정의 간격(S)이 생기게 되고, 이 간격(S)을 활용하여 체결편(82)에 볼트/너트의 고정부재(84)가 강하게 체결하여 한 쌍의 몸체(81)(81')(83)(83') 내경면 또는 내경면에 부착된 미끄럼방지부재(89)가 각 연결구와 부재의 외경면을 강하게 가압함과 동시에 강한 밀착력에 의한 마찰력이 작용하므로 유동을 방지하면서 강결연결을 유지할 수 있는 것이다.

상기 연결편(85)은, 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70)의 루트간격을 확인한 후, 한 쌍의 몸체(81)(81')(83)(83')에 고정할 수도 있고, 상기 한 쌍의 몸체(81)(81')(83)(83')와 연결편(85)이 일체로 형성된 상태에서 한 쌍의 몸체(81)(81')(83)(83')를 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70)에 고정시킬 수도 있는 것이다.

상기 각 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70)의 끝단이 직각으로 절단되면서 접합부(25)(65)가 소정각도 경사지게 개선가공되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 클램핑수단(80)이 하.상현부재(30)(70)와 하?상부 조인트유닛(20)(60)의 수평연결구(22)(62)에 설치될 때, 상기 하.상현부재(30)(70)의 자중에 의해 하나 이상의 연결편(85)에 전단력과 모멘트가 작용하게 되고, 상기 클램핑수단(80)이 수직재(40)와 하?상부 조인트유닛(20)(60)의 수직연결구(23)(63)에 설치될 때, 상기 수직재(40)의 자중에 의해 하나 이상의 연결편(85)에 축력이 주로 작용하게 되며, 상기 클램핑수단(80)이 사재(50)와 하?상부 조인트유닛(20)(60)의 사재연결구(24)(64)에 설치될 때 사재(50)의 자중에 의해 하나 이상의 연결편(85)에는 축력, 전단력, 모멘트가 모두 작용하게 되므로, 상기 연결편(85)은 충분한 단면 강성을 확보하도록 제작되는 것이 바람직하다.

상기의 과정을 반복하여 트러스구조물(A)을 형성하고, 상기 트러스구조물(A)의 하부 조인트유닛(20)은 절점지지부(10)에 안착된 상태이므로 트러스구조물(A)의 응력이 발생하지 않으면서 트러스구조물(A)의 가조립된 상태를 유지하게 된다.

상기 가조립된 트러스 구조물(A)의 형상 및 정확도를 검사하여 형상 및 정확도를 유지하면, 클램핑수단(80)의 연결편(85) 사이의 공간을 통해 용접기로 각 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)의 접합부(25)(65)와 각 부재(30)(40)(50)(70)의 접합부(31)(41)(51)(71)를 용접기로 용접하여 고정시킬 수 있는데, 상기 용접기는 클램핑수단(80)에 장착하여 사용할 수도 있고, 작업자에 의한 통상의 방법으로 사용할 수도 있는 것이다.

또한, 상기 각 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 각 부재(30)(40)(50)(70)를 연결한 부재(30)(40)(50)(70) 양단에 고정된 2개의 클램핑수단(80) 중 어느 하나의 클램핑수단(80)은 긴결을 유지함과 동시에 용접하고자 하는 부분의 클램핑수단(80)은 긴결을 완화시켜 상기 클램핑수단(80)을 회전시키면서 용접기로 각 연결구와 각 부재의 접합부를 용접하여 트러스구조물(A)을 형성할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 클램핑수단(80)의 고정부재(84)는 클램핑수단(80)이 각 연결구와 각 부재의 외경면을 따라 회전할 수 있을 정도로 체결력을 완화시키면 된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예는, 도 7에 도시된 바와 같이, 하부 조인트유닛(20)이 구성되고, 상기 하부 조인트유닛(20)의 수평연결구에 클램핑수단(80')으로 연결되는 하현부재(30)가 구성되며, 상기 하부 조인트유닛(20)의 수직연결구에 클램핑수단(80')으로 연결되는 수직부재(40)가 구성되고, 상기 하부 조인트유닛(20)의 사재연결구에 클램핑수단(80')으로 연결되는 사부재(50)가 구성되며, 상기 수직부재(40)와 사부재(50) 상단부에 수직연결구와 사재연결구가 클램핑수단(80')으로 연결되는 상부 조인트유닛(60)이 구성되고, 상기 상부 조인트유닛(60)의 수평연결구에 클램핑수단(80')으로 연결되는 상현부재(70)를 포함하여 구성된다.

상기 하?상부 조인트유닛(20)(60)은, 몸체부(21)(61)가 구비되고, 상기 몸체부(21)(61) 양단부에 하현부재(30) 및 상현부재(70)가 연결되는 수평연결구(22)(62)가 구비되며, 상기 몸체부(21)(61) 외경면에 수직부재(40)가 연결되는 수직연결구(23)(63)가 구비되고, 상기 몸체부(21)(61) 외경면에 사부재(50)가 연결되는 사재연결구(24)(64)를 포함하며, 상기 각 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)는 끝단이 절단되면서 접합부(25)(65)가 소정각도 경사지게 개선가공되는 것이 바람직하다.

상기 클램핑수단(80')은, 상기 하?상부 조인트유닛(20)(60)의 각 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64) 중 어느 하나의 연결구와 상기 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)에 연결되는 어느 하나의 부재(30)(40)(50)(70) 외경면에 밀착되도록 상호 대향하는 한 쌍의 몸체(87)(87')가 구비되고, 상기 한 쌍의 몸체(87)(87') 내부에 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70) 사이의 루트간격 확인 및 정확하게 조절된 루트간격을 유지하면서 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70)의 접합부(25)(65)를 용접할 수 있도록 하나 이상 관통된 관통공간(88)이 구비되며, 상기 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70) 사이의 루트간격을 유지하도록 한 쌍의 몸체의 체결편(82)에 볼트/너트를 체결하여 고정시키는 고정부재(84)를 포함하여 구비된다.

상기 한 쌍의 몸체(87)(87') 원주는, 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70)의 원주보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 고정부재(84)가 체결되어 고정되는 한 쌍의 몸체(87)(87')의 체결편(82) 사이에 간격(S)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 한 쌍의 몸체(87)(87') 내경면에 장착되어 마찰계수를 증가시키는 미끄럼방지부재(89)를 더 포함하여 구비되는 것이 바람직하다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예인 클램핑수단(80')을 이용한 트러스구조물(A)의 제작과정을 설명한다.

먼저, 도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 절점지지부(10)에 각각 안착된 하부 조인트 유닛(20)(20')의 수평연결구(22)와 하현부재(30)를 동일 선상으로 위치시킨 상태에서 상기 하부 조인트 유닛(20)의 수평연결구(22)와 하현부재(30) 일측 및 상기 하현부재(30) 타측과 하부 조인트 유닛(20')의 수평연결구(22)를 클램핑수단(80')으로 각각 연결하여 고정시킨다.

그리고, 상기 하부 조인트유닛(20)의 수직연결구(23) 및 사재연결구(24)와 수직부재(40) 및 사부재(50)를 각각 동일 선상으로 위치시킨 상태에서 상기 수직연결구(23)와 수직부재(40) 및 사재연결구(24)와 사부재(50)를 클램핑수단(80')으로 고정시킨 후, 상기 수직부재(40)와 사부재(50)에 상부 조인트유닛(60)(60')의 몸체부(61)에 형성된 수직연결구(63)와 사재연결구(64)를 각각 동일 선상으로 위치시킨 상태에서 수직부재(40)와 수직연결구(63) 및 사부재(50)와 사재연결구(64), 상부 조인트유닛(60)(60')의 수평연결구(62)와 상현부재(70)를 동일 선상으로 위치시킨 상태에서 상기 수평연결구(62)와 상현부재(70)를 클램핑수단(80')으로 각각 고정시킨다.

이때, 상기 클램핑수단(80')의 관통공간(88)을 통해 각 연결구와 각 부재의 루트간격을 확인하면서 정확하게 조절된 루트간격을 유지할 수 있으며, 상기 클램핑수단(80')은 각 연결구와 각 부재 외경면에 한 쌍의 몸체(87)(87')를 밀착시킨 후, 관통공간(88)을 통해 연결구와 부재의 루트간격을 확인 및 조절한 상태에서 한 쌍의 몸체(87)(87')의 체결편(82)에 볼트/너트의 고정부재(84)를 체결하여 고정시킨다.

상기 한 쌍의 몸체(87)(87') 원주는 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70) 원주보다 작게 형성되는 것이 바람직하며, 이는 상기 한 쌍의 몸체(87)(87') 원주가 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70) 원주보다 작게 형성되면, 한 쌍의 몸체(87)(87')에 형성된 체결편(82) 사이에 소정의 간격(S)이 생기게 되고, 이 간격(S)은 체결편(82)에 볼트/너트의 고정부재(84)가 강하게 체결하여 한 쌍의 몸체(87)(87') 내경면 또는 내경면에 부착된 미끄럼방지부재(89)가 각 연결구와 부재의 외경면을 강하게 가압함과 동시에 강한 밀착력에 의한 마찰력이 작용하므로 유동을 방지하면서 강결연결을 유지할 수 있는 것이다.

상기 각 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70)의 끝단이 직각으로 절단되면서 접합부(25)(65)가 소정각도 경사지게 개선가공되는 것이 바람직하다.

상기의 과정을 반복하여 트러스구조물(A)을 형성하고, 상기 트러스구조물(A)의 하부 조인트유닛(20)은 절점지지부(10)에 안착된 상태이므로 트러스구조물(A)의 응력이 발생하지 않으면서 트러스구조물(A)의 가조립된 상태를 유지하게 된다.

상기 가조립된 트러스 구조물(A)의 형상 및 정확도를 검사하여 형상 및 정확도를 유지하면, 클램핑수단(80')의 관통공간(88) 사이의 공간을 통해 용접기로 각 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)의 접합부(25)(65)와 각 부재(30)(40)(50)(70)의 접합부(31)(41)(51)(71)를 용접기로 용접하여 고정시킬 수 있는데, 상기 용접기는 클램핑수단(80')에 장착하여 사용할 수도 있고, 작업자에 의한 통상의 방법으로 사용할 수도 있는 것이다.

또한, 다른 클램핑수단(80')의 체결력은 유지시킨 상태에서 용접작업을 수행할 위치에서의 클램핑수단(80')의 고정부재(84) 체결력만을 완화시킨 상태에서 용접을 수행하는 위치의 클림팽수단(80')을 회전시키면서 용접기로 각 연결구와 각 부재의 접합부를 용접하여 트러스구조물(A)을 형성할 수 있는 것이다.

또한, 상기 각 연결구와 각 부재의 접합부를 용접하는 다른 실시예는, 상기 각 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 각 부재(30)(40)(50)(70)를 연결한 2개의 클램핑수단(80)(80') 중 어느 하나의 클램핑수단(80)(80') 즉, 용접하고자 하는 부분의 클램핑수단(80)(80')을 해체하는데, 이는 고정부재(84)의 너트를 볼트에서 분리한 후, 한 쌍의 몸체(81)(81')(83)(83')(87)(87')를 연결구와 부재에서 분리한다.

이때, 상기 트러스 구조물(A)을 이루는 각 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 각 부재(30)(40)(50)(70) 및 이를 고정시키는 다수의 클램핑수단(80)(80') 중 용접하고자 하는 부분의 클램핑수단을 해체하는 것이므로 트러스 구조물(A)의 형상은 변형되지 않으며, 해체된 부분에 파이프 용접용 지그(90)를 장착함으로써, 용접하고자 하는 부분에서의 연결구와 이에 연결되는 부재는 용접부가 대향하면서 일정한 용접루트 간격을 유지할 수 있게 되는 것이다.

상기 클램핑수단(80)(80')이 해체된 부분에는 파이프 용접용 지그(90)를 장착하는데, 상기 파이프 용접용 지그(90)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 하?상부 조인트유닛(20)(60)의 각 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64) 중 어느 하나의 연결구 외경면을 수용하도록 상호 대향하는 한 쌍의 몸체(91)(91')가 구비되고, 상기 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)에 연결되는 어느 하나의 부재 외경면을 수용하도록 상호 대향하는 한 쌍의 몸체(93)(93')가 구비되며, 상기 한 쌍의 몸체(91)(91')(93)(93') 내경면에 원활한 회전을 안내하도록 일정각도 구획되게 설치되는 다수의 구름수단(95)이 구비되고, 상기 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70)의 루트간격을 유지하도록 한 쌍의 몸체(91)(91')(93)(93')를 하나 이상 연결하는 연결편(96)이 구비되며, 상기 연결편(96)으로 연결된 한 쌍의 몸체(91)(91')(93)(93')의 체결편(92)을 고정부재(94)의 볼트.너트로 체결하여 고정한다.

또한, 상기 각 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 각 부재(30)(40)(50)(70)를 연결하는 파이프 용접용 지그(90)의 설치는, 도 11 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 각 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)의 외경면에 한 쌍의 몸체(91)(91')를 밀착시키고, 상기 각 부재(30)(40)(50)(70)의 외경면에 구름수단(95)을 밀착시킨 후, 한 쌍의 몸체(91)(91')(93)(93')의 체결편(92)에 고정부재(94)의 볼트/너트를 체결하여 고정시킨다.

상기 한 쌍의 몸체(91)(91')(93)(93') 원주는 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 부재(30)(40)(50)(70) 원주보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 한 쌍의 몸체(91)(91')가 각 연결구와 각 부재의 원주보다 작게 형성되면, 상기 한 쌍의 몸체(91)(91')에 각각 형성된 체결편(92) 사이에 약간의 간격(S)이 생긴다. 이 간격은 체결편(92)에 고정부재(94)의 볼트/너트를 강결하게 체결할 경우, 한 쌍의 몸체(91)(91') 내경면에 돌출된 구름수단(95)이 각 연결구 및 각 부재의 외경면을 강하게 가압하는데, 이는 구름수단(95)이 연결구와 부재의 외경면에 들뜸없이 밀착되기 위함이고, 상기 구름수단(95)의 연결구와 부재의 외경면 밀착은 접합부 양측의 용접선이 오차없이 일정한 루트 간격을 유지하기 위함이다.

이때, 상기 파이프 용접용 지그(90)를 회전시키면서 도 13에 도시된 바와 같이, 각 연결구(22)(23)(24)(62)(63)(64)와 각 부재(30)(40)(50)(70)의 접합부(25)(65)를 용접기로 용접하여 고정시킬 수 있는데, 상기 용접기는 파이프 용접용 지그(90)에 각 연결구와 각 부재에 일정한 각도를 이루도록 장착하여 사용할 수도 있고, 작업자에 의한 통상의 방법으로 사용할 수도 있는 것이다.

여기서, 상기 파이프 용접용 지그(90)의 구름수단(95)이 연결구 및 부재의 외경면을 가압하고 있으므로 구름수단(95)에 의해 용이하게 회전할 수 있기 때문에 파이프 용접용 지그(90)의 회전으로 파이프 용접용 지그(90)에 용접기가 연동된 경우, 용접기가 접합부를 용이하게 용접할 수 있으며, 이의 과정을 반복하여 트러스 구조물(A)을 형성할 수 있게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

A: 트러스 구조물 10: 절점지지부
20: 하부 조인트유닛 30: 하현부재
40: 수직부재 50: 사부재
60: 상부 조인트유닛 70: 상현부재
80: 클램핑수단 90: 파이프 용접용 지그

Claims (5)

1. 가조립된 대형 파이프의 가조립 상태를 정확하게 유지시켜 용접작업이 가능하도록 하기 위한 것으로서, 절점지지부(10)에 안착되는 하부 조인트유닛과; 상기 하부 조인트유닛의 수평연결구에 클램핑수단으로 연결되는 대형파이프인 하현부재(30)와; 상기 하부 조인트유닛의 수직연결구에 클램핑수단으로 연결되는 대형파이프인 수직부재(40)와; 상기 하부 조인트유닛의 사재연결구에 클램핑수단으로 연결되는 대형파이프인 사부재(50)와; 상기 수직부재(40)와 사부재(50) 상단부에 수직연결구와 사재연결구가 클램핑수단으로 연결되는 상부 조인트유닛과; 상기 상부 조인트유닛의 수평연결구에 클램핑수단으로 연결되는 대형파이프인 상현부재(70)를 포함하여 구성되며, 상기 클램핑수단은, 상기 하상부 조인트유닛의 각 연결구 중 어느 하나의 연결구 외경면에 밀착되도록 상호 대향하는 한 쌍의 몸체가 구비되고, 상기 연결구에 연결되는 어느 하나의 부재 외경면에 밀착되도록 상호 대향하는 한 쌍의 몸체가 구비되며, 상기 연결구와 부재 사이의 루트간격 확인 및 정확하게 조절된 루트간격을 유지하면서 연결구와 부재의 접합부를 용접하는 공간이 형성되도록 한 쌍의 몸체를 하나 이상 연결하는 연결편이 구비되고, 상기 연결편으로 연결된 한 쌍의 몸체의 체결편에 볼트/너트를 체결하여 고정하는 고정부재를 포함하도록 하며, 상기 고정부재가 체결되어 고정되는 한 쌍의 몸체의 체결편 사이에 간격이 형성되도록 하고, 상기 간격(S)을 활용하여 체결편에 고정부재가 강하게 체결하여 한 쌍의 몸체 내경면이 연결구와 부재의 외경면을 강하게 가압함과 동시에 강한 밀착력에 의한 마찰력이 작용하여 유동을 방지하여 상기 연결구와 부재의 강결연결을 유지할 수 있는 클램핑수단을 이용하여 가조립된 교량용 트러스구조물의 시공방법에 있어서,
   상기 하상부 조인트유닛의 각 연결구 중 어느 하나의 연결구 외경면에 한 쌍의 몸체를 밀착시키고, 상기 연결구에 연결되는 어느 하나의 부재 외경면에 한 쌍의 몸체를 밀착시킨 후, 연결구와 부재의 루트간격을 확인 및 정확하게 조절된 루트간격을 연결편이 유지하도록 한 쌍의 몸체의 체결편을 고정부재로 고정하는 과정을 반복하여 클램핑수단으로 교량용 트러스구조물을 가조립하는 단계와;
   상기 클램핑수단으로 가조립된 교량용 트러스구조물의 형상과 정확도를 검사하여 수정하는 단계와;
   상기 교량용 트러스구조물의 정확도가 유지되면, 교량용 트러스구조물의 용접하고자 하는 부분의 클램핑수단의 긴결을 완화시키는 단계와;
   긴결이 완화된 클램핑수단을 회전시키면서 한 쌍의 몸체를 연결한 하나 이상의 연결편 사이의 공간을 통해 연결구와 부재의 접합부를 용접기로 용접하는 단계와;
   상기 연결구와 부재의 접합부 용접이 완료되면, 용접된 부분의 클램핑수단을 해체하여 교량용 트러스구조물로부터 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 클램핑수단을 이용하여 가조립된 교량용 트러스구조물의 시공방법.
2. 가조립된 대형 파이프의 가조립 상태를 정확하게 유지시켜 용접작업이 가능하도록 하기 위한 것으로서, 절점지지부(10)에 안착되는 하부 조인트유닛과; 상기 하부 조인트유닛의 수평연결구에 클램핑수단으로 연결되는 대형파이프인 하현부재(30)와; 상기 하부 조인트유닛의 수직연결구에 클램핑수단으로 연결되는 대형파이프인 수직부재(40)와; 상기 하부 조인트유닛의 사재연결구에 클램핑수단으로 연결되는 대형파이프인 사부재(50)와; 상기 수직부재(40)와 사부재(50) 상단부에 수직연결구와 사재연결구가 클램핑수단으로 연결되는 상부 조인트유닛과; 상기 상부 조인트유닛의 수평연결구에 클램핑수단으로 연결되는 대형파이프인 상현부재(70)를 포함하여 구성되며, 상기 클램핑수단은, 상기 하상부 조인트유닛의 각 연결구 중 어느 하나의 연결구와 상기 연결구에 연결되는 어느 하나의 부재 외경면에 밀착되도록 상호 대향하는 한 쌍의 몸체가 구비되고, 상기 한 쌍의 몸체 내부에 연결구와 부재 사이의 루트간격 확인 및 정확하게 조절된 루트간격을 유지하면서 연결구와 부재의 접합부를 용접할 수 있도록 하나 이상 관통된 관통공간이 구비되며, 상기 연결구와 부재 사이의 루트간격을 유지하도록 한 쌍의 몸체의 체결편에 볼트/너트를 체결하여 고정시키는 고정부재를 포함하도록 하며, 상기 고정부재가 체결되어 고정되는 한 쌍의 몸체의 체결편 사이에 간격이 형성되도록 하고, 상기 간격(S)을 활용하여 체결편에 고정부재가 강하게 체결하여 한 쌍의 몸체 내경면이 연결구와 부재의 외경면을 강하게 가압함과 동시에 강한 밀착력에 의한 마찰력이 작용하여 유동을 방지하여 상기 연결구와 부재의 강결연결을 유지할 수 있는 클램핑수단을 이용하여 가조립되는 교량용 트러스구조물의 시공방법에 있어서,
   상기 하상부 조인트유닛의 각 연결구 중 어느 하나의 연결구와 상기 연결구에 연결되는 어느 하나의 부재 외경면에 한 쌍의 몸체를 밀착시키고, 상기 연결구와 부재의 루트간격을 관통공간을 통해 확인 및 정확하게 조절된 루트간격을 유지하도록 한 쌍의 몸체의 체결편을 고정부재로 고정하는 과정을 반복하여 클램핑수단으로 교량용 트러스구조물을 가조립하는 단계와;
   상기 클램핑수단으로 가조립된 교량용 트러스구조물의 형상과 정확도를 검사하여 수정하는 단계와;
   상기 교량용 트러스구조물의 정확도가 유지되면, 교량용 트러스구조물의 용접하고자 하는 부분의 클램핑수단의 긴결을 완화시키는 단계와;
   긴결이 완화된 클램핑수단을 회전시키면서 한 쌍의 몸체의 관통공간을 통해 연결구와 부재의 접합부를 용접기로 용접하는 단계와;
   상기 연결구와 부재의 접합부 용접이 완료되면, 용접된 부분의 클램핑수단을 해체하여 교량용 트러스구조물로부터 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 클램핑수단을 이용하여 가조립된 교량용 트러스구조물의 시공방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 한 쌍의 몸체 원주는 연결구와 부재의 원주보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 클램핑수단을 이용하여 가조립된 교량용 트러스구조물의 시공방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 고정부재가 체결되어 고정되는 한 쌍의 몸체의 체결편 사이에 간격이 형성되는 것을 특징으로 하는 클램핑수단을 이용하여 가조립된 교량용 트러스구조물의 시공방법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 한 쌍의 몸체 내경면에 장착되어 마찰계수를 증가시키는 미끄럼방지부재를 더 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 클램핑수단을 이용하여 가조립된 교량용 트러스구조물의 시공방법.

Images