KR101263658B1 - 시공정밀도 향상을 위한 레이져 촬영 이용 콘크리트 구조물의 연직도 모니터링방법 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 연직도 관리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 기둥 구조물 또는 수평한 콘크리트 부재 등의 콘크리트 구조물을 슬립폼을 이용하여 시공할 때, 레이져 광선의 조사(照射)를 이용하여 그 연직도를 모니터링함으로써, 콘크리트 구조물의 계획된 연직도에 부합되는 상태로 시공되도록 정밀하게 관리할 수 있는 콘크리트 구조물의 연직도 관리방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 콘크리트 구조물(100)을 성형하는 슬립폼(200)에 타겟판(20)을 부착하여 상기 타겟판(20)의 하부면이 연직 아래를 향하도록 콘크리트 구조물(100)의 외면으로부터 돌출된 위치에 타겟판(20)을 설치하고; 상기 타겟판(20)의 하부면 연직 아래에는, 레이져 광선(11)을 발사하는 레이져 조사장치(10)를 설치하며; 상기 타겟판(20)을 촬영하여 촬영된 영상을 전송하는 촬영장치(30)를 상기 타겟판(20)과 연결하여 설치하고; 상기 레이져 조사장치(10)로부터 조사되어 상기 타겟판(20)에 맺힌 조사점(12)을 상기 촬영장치(30)로 촬영하여 촬영된 영상을 관리자의 영상장치(40)로 전송하여, 관리자가 영상장치(40)를 통해서 조사점(12)의 위치와 애초에 설계된 위치로부터의 오차를 파악하여 콘크리트 구조물(100)의 연직도를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 연직도 관리방법이 제공된다.

Description

시공정밀도 향상을 위한 레이져 촬영 이용 콘크리트 구조물의 연직도 모니터링방법 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 연직도 관리방법{Monitoring Method of Vertical Movement of Formwork for Concrete Structure}

본 발명은 시공정밀도 향상을 위한 레이져 촬영 이용 콘크리트 구조물의 연직도 관리방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 교량 주탑, 교량 교각 등과 같은 수직한 콘크리트 기둥 구조물 또는 수평한 콘크리트 부재 등의 콘크리트 구조물을 슬립폼을 이용하여 시공할 때, 레이져 광선의 조사(照射)를 이용하여 그 연직도를 모니터링함으로써, 콘크리트 구조물이 계획된 연직도에 부합되는 상태로 시공되도록 정밀하게 관리할 수 있는 콘크리트 구조물의 연직도 관리방법에 관한 것이다.

슬립폼(slip form)을 이용하는 소위 "슬립폼 공법"에 의해 교량의 콘크리트 주탑, 교량 교각, 굴뚝 등의 기둥 형태의 콘크리트 구조물을 시공하거나, 또는 수평방향으로 길게 연장되는 거더 등의 콘크리트 구조물을 시공함에 있어서 연직도를 설계된 정도에 맞추어서 정밀하게 유지 관리하는 것은 매우 중요하다. 참고로, 특허청구범위와 요약서를 포함하는 본 명세서의 전반에 걸쳐서 "연직도"라는 용어는 단순히 수직한 정도를 의미하는 것에 그치지 않고, 수평 거더 등과 같이 수평하게 배치되는 콘크리트 구조물에서의 수평한 정도의 의미를 포함하도록 사용되었다. 즉, 콘크리트 구조물을 수평하게 뉘어 놓고, 그 수평한 정도를 측정할 경우에도 이를 편의상 "연직도"라는 용어로 표현하는 것이다.

대한민국 등록특허 제10-1023469호에는 슬립폼 공법을 이용하여 콘크리트 구조물을 시공하는 방법과, 이러한 콘크리트 구조물을 시공할 때 경사계를 이용하여 슬립폼의 연직도를 모니터링하는 기술의 일예가 소개되어 있다. 상기한 종래 기술에서는 슬립폼의 측벽에 경사계를 직접 부착하여 슬립폼 측벽의 경사도를 검출함으로써 연직도를 모니터링하고 관리하는 방식을 채택하고 있다.

그러나 시공상황에 따라서는 이와 같은 경사계의 직접 부착이 적절하지 않을 경우도 있다. 또한 슬립폼이 고소(高所) 또는 작업자가 접근하기 어려운 위치에 설치되어 있는 것이 일반적이다. 이러한 상황에 대비하기 위해서는, 경사계를 직접 슬립폼이나 콘크리트 구조물에 부착하지 않고서도 , 원격지에서 그리고 관리자가 육안으로 슬립폼에 의해 시공되는 콘크리트 구조물의 연직도를 신속하게 그리고 쉽게 모니터링할 수 있게 하는 기술이 절실히 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1023469호(2011. 03. 28. 공고) 참조.

본 발명은 위와 같은 현재 시공현장에서의 필요성을 충족시키기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 슬립폼을 이용하는 슬립폼 공법에 의해 콘크리트 구조물을 시공하는 과정에서, 레이져 광선의 조사(照射)를 이용하여, 관리자가 육안으로 슬립폼에 의해 시공되는 콘크리트 구조물의 연직도를 신속하게 그리고 쉽게 모니터링하면서도, 일반적으로 슬립폼이 고소(高所) 또는 작업자가 접근하기 어려운 위치에 설치되어 있게 되는 상황을 고려하여, 원격지에서 연직도를 확인할 수 있도록 하는 것을 발명의 목적으로 하고 있다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 콘크리트 구조물을 성형하는 슬립폼에 타겟판을 부착하여 상기 타겟판의 하부면이 연직 아래를 향하도록 콘크리트 구조물의 외면으로부터 돌출된 위치에 타겟판을 설치하고; 상기 타겟판의 하부면 연직 아래에는, 레이져 광선을 발사하는 레이져 조사장치를 설치하며; 상기 타겟판을 촬영하여 촬영된 영상을 전송하는 촬영장치를 상기 타겟판과 연결하여 설치하고; 상기 레이져 조사장치로부터 조사되어 상기 타겟판에 맺힌 조사점을 상기 촬영장치로 촬영하여 촬영된 영상을 관리자의 영상장치로 전송하여, 관리자가 영상장치를 통해서 조사점의 위치와 애초에 설계된 위치로부터의 오차를 파악하여 콘크리트 구조물의 연직도를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 연직도 관리방법이 제공된다.

위와 같은 본 발명에 있어서, 촬영장치는 연결프레임에 의해 상기 타겟판과 일체로 연결시켜 타겟판의 상부면을 촬영하도록 위치시킬 수도 있고, 이와 달리, 촬영장치를 연결프레임에 의해 상기 타겟판과 일체로 연결시켜 타겟판의 하부면을 촬영하도록 위치시킬 수도 있다. 물론 촬영장치를 복수개로 구비하여 타겟판의 상부면과 하부면을 모두 촬영할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 콘크리트 구조물을 시공함에 있어서 관리자는 슬립폼이 설치되어 있는 고소(高所)나 기타 위험한 장소에 접근하지 않고서도, 콘크리트 구조물에서 현재 설치되어 있는 슬립폼에 의해 형성되는 부분이, 설계된 연직도를 유지하고 있는지의 여부 등을 원격지에서 육안으로 쉽게 그리고 신속하게 모니터링할 수 있게 되며, 따라서 본 발명에 의하면 정밀한 연직도의 모니터링과 관리, 그리고 그에 따른 콘크리트 구조물의 정밀 시공이 가능하게 되는 장점이 있다.

특히, 레이져 조사장치는 시중에서 저렴한 비용으로 구할 수 있으며, 최근에는 촬영된 영상을 와이파이 등을 이용하여 무선으로 원하는 장소로 전송하는 카메라가 시판되고 있는 바, 타겟판을 촬영하여 원격지의 관리자 영상장치로 촬영 영상을 무선 또는 유선으로 전송하는 촬영장치 역시 저렴한 비용으로 구할 수 있게 되며, 따라서 본 발명에 의하면 콘크리트 구조물의 시공비용을 절감하여 경제적인 시공이 이루어지도록 할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 방법이 적용되는 콘크리트 구조물의 일예로서, 교량의 주탑을 시공하는 과정에서 연직도를 모니터링하는 상태를 보여주는 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 상태의 개략적인 측면도이다.
도 3은 도 1의 원 A부분의 개략적인 확대도이다.
도 4는 본 발명의 방법에 대한 개략적인 흐름도이다.
도 5는 촬영장치가 타겟판의 하부에 위치하는 본 발명의 또다른 실시예에 대한 도 1에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 7은 도 5의 원 B 부분의 개략적인 확대도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 1에는 본 발명의 방법이 적용되는 콘크리트 구조물(100)의 일예로서, 교량의 주탑을 시공하는 과정에서 연직도를 모니터링하는 상태를 보여주는 개략도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 상태의 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 도 3에는 도 1의 원 A부분의 개략적인 확대도가 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 연직도 관리방법에 대한 개략적인 흐름도가 도시되어 있다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 연직도 관리방법에서는 레이져 조사장치(10)와, 레이져 광선(11)이 조사되는 타겟(target)판(20)과, 상기 타겟판(20)을 촬영하는 촬영장치(30)를 이용한다.

구체적으로, 상기 타겟판(20)은 슬립폼(200)에 부착되어 시공되는 콘크리트 구조물(100)의 외면으로부터 돌출된 위치에 존재하게 된다. 상기 타겟판(20)은 그 하부면이 연직 아래를 향하도록 배치되는데, 상기 타겟판(20)의 하부면 연직 아래에는 레이져 조사장치(10)가 설치된다. 상기 레이져 조사장치(10)는 레이져 광선을 발사하는 장치로서, 위와 같이 레이져 조사장치(10)가 타겟판(20)의 연직 아래에 위치하므로, 레이져 조사장치(10)로부터 발사된 레이져 광선(11)은 직진하여 타겟판(20)으로 조사되고, 상기 타겟판(20)에는 레이져 광선(11)의 조사점(照射占)(12)이 맺히게 된다.

본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 연직도 관리방법에서는 이렇게 타겟판(20)에 맺힌 조사점(12)을 카메라 등의 촬영장치(30)를 이용하여 촬영하게 된다. 도 3에 도시된 실시예의 경우에는, 상기 촬영장치(30)가 상기 타겟판(20)의 상부에 위치하고 있다. 특히, 상기 촬영장치(30)는 연결프레임(31)에 의해 타겟판(20)과 일체로 되어 있다.

따라서 상기 타겟판(20)의 연직 아래에 위치하는 레이져 조사장치(10)로부터 발사된 레이져 광선(11)의 조사점(12)이 타겟판(20)에 맺힌 상태에서, 상기 촬영장치(30)가 타겟판(20)의 상부면을 촬영하게 된다. 촬영장치(30)에 의해 촬영되어 입수된 타겟판(20)의 영상은 무선 또는 유선을 통해서 컴퓨터 모니터와 같은 관리자의 영상장치(40)로 전송되고, 관리자는 영상장치(40)를 통해서 타겟판(20)에 맺힌 조사점(12)의 위치를 육안으로 파악하여, 콘크리트 구조물(100)의 연직도가, 애초에 설계된 연직도에 부합되는지의 여부를 판단하게 된다. 즉, 관리자는 실제 고소에 위치한 타겟판(20)에 조사점(12)이 맺혀 있는 상태를 영상장치(40)를 통해서 육안으로 보면서, 애초에 설계된 연직도에 해당하는 위치로부터, 현재의 조사점(12)의 위치가 어느 정도의 오차를 가지고 있는지를 판단하여 연직도의 수정작업 즉, 슬립폼의 설치각도 조정이나, 후속하는 슬립폼 거푸집의 상승각도 조정 등의 추가 작업 수행여부를 결정하여 수행하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 방법에 의하면, 관리자는 슬립폼이 설치되어 있는 고소(高所)나 기타 위험한 장소에 접근하지 않고서도, 콘크리트 구조물에서 현재 설치되어 있는 슬립폼에 의해 형성되는 부분이, 설계된 연직도를 유지하고 있는지의 여부 등을 원격지에서 육안으로 쉽게 그리고 신속하게 모니터링할 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 의하면 정밀한 연직도의 모니터링과 관리, 그리고 그에 따른 콘크리트 구조물의 정밀 시공이 가능하게 되는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 방법은 그 적은 비용으로 이용할 수 있다는 장점도 가지고 있다. 레이져 조사장치(10)는 시중에서 저렴한 비용으로 구할 수 있으며, 최근에는 촬영된 영상을 와이파이 등을 이용하여 무선으로 원하는 장소로 전송하는 카메라가 시판되고 있는 바, 타겟판(20)을 촬영하여 원격지의 관리자 영상장치(40)로 촬영 영상을 무선 또는 유선으로 전송하는 촬영장치(30) 역시 저렴한 비용으로 구할 수 있다. 따라서 본 발명의 방법을 적용하는데는 적은 비용만이 소요되며, 그 만큼 콘크리트 구조물의 시공비용을 절감하여 경제적인 시공이 이루어지도록 할 수 있다는 장점이 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에서는 촬영장치(30)가 타겟판(20)의 상부면을 촬영하도록 위치하는 것으로 도시하고 설명되었으나, 촬영장치(30)의 설치 위치는 이에 한정되지 아니한다.

도 5에는 도 1에 대응되는 개략적인 사시도로서, 촬영장치(30)가 타겟판(20)의 하부에 위치하는 실시예에 대한 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 6에는 도 5에 도시된 실시예의 개략적인 측면도가 도시되어 있고, 도 7에는 도 5의 원 B의 개략적인 확대 사시도가 도시되어 있다. 도 5 내지 도 7에 도시된 실시예와 같이, 촬영장치(30)는 연결프레임(31)에 의해 타겟판(20)과 일체로 되어 있되, 타겟판(20)의 하부면을 촬영하도록 설치될 수도 있다. 앞서 설명한 도 1 내지 도 3의 실시예에서는 촬영장치(30)가 타겟판(20)의 상부면을 촬영하도록 위치하고 있으므로, 타겟판(20)은 조사점(12)이 상부면에서 보일 수 있도록 투명 또는 반투명 상태가 될 필요가 있다. 그러나 도 5 내지 도 7에 도시된 것처럼, 촬영장치(30)가 타겟판(20)의 하부면을 촬영하도록 위치하고 있는 경우에는, 타겟판(20)이 불투명한 재질로 제작되어도 무방하다. 즉, 타겟판(20)의 재질(투명/반투명/불투명)을 선택할 수 있는 폭이 넓다는 장점이 있는 것이다.

한편, 타겟판(20)에는 조사점(12)의 위치 및 변위를 쉽게 알 수 있도록 도 3에 도시된 것처럼, 격자형 등으로 이루어진 그리드선(21)이 그려져 있을 수도 있다. 그러나 이러한 그리드선(21)은 반드시 타겟판(20)에 존재할 필요는 없다. 타겟판(20)의 촬영영상은 관리자의 영상장치(40)로 전달되어 육안으로 관찰하게 되므로, 조사점(12)의 위치 및 변위를 쉽게 파악할 수 있게 하는 그리드선은 영상장치(40) 상에 표현되어도 무방하기 때문이다. 즉, 본 발명에서는 그리드선이 영상장치(40) 상에 표현되도록 할 수 있으며, 이 경우 타겟판(20)에서 그리드선(21)은 생략될 수 있다. 도 5 내지 도 7에 도시된 실시예에서는 타겟판(20)에 그리드선이 포함되어 있지 않는 것으로 도시되어 있다. 그러나 도 5 내지 도 7에 도시된 실시예에 대한 기타 구성은 앞서 설명한 도 1 내지 도 3의 실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.

10: 레이져 조사장치
20: 타겟판
30: 촬영장치
40: 영상장치

Claims (3)

1. 거푸집을 이용하여 콘크리트 구조물(100)을 시공함에 있어서, 콘크리트 구조물(100)을 성형하는 거푸집에 투명 또는 반투명의 타겟판(20)을 부착하여 설치하되, 상기 타겟판(20)의 하부면이 연직 아래를 향하도록 콘크리트 구조물(100)의 외면으로부터 돌출된 위치에 타겟판(20)을 설치하고;
   상기 타겟판(20)의 하부면 연직 아래에는, 레이져 광선(11)을 발사하는 레이져 조사장치(10)를 설치하며;
   상기 타겟판(20)을 촬영하여 촬영된 영상을 전송하는 촬영장치(30)를 설치하되, 상기 촬영장치(30)는 연결프레임(31)에 의해 상기 타겟판(20)과 일체로 연결되어, 상기 투명 또는 반투명한 타겟판(20)의 상부면을 촬영하도록 위치되어 있고;
   상기 레이져 조사장치(10)로부터 조사되어 상기 타겟판(20)에 맺힌 조사점(12)을 상기 촬영장치(30)로 촬영하여 촬영된 영상을 관리자의 영상장치(40)로 전송하여, 관리자가 영상장치(40)를 통해서 조사점(12)의 위치와 애초에 설계된 위치로부터의 오차를 파악하여 콘크리트 구조물(100)의 연직도를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 연직도 모니터링 방법.
   
2. 거푸집을 이용하여 콘크리트 구조물(100)을 시공함에 있어서, 콘크리트 구조물(100)을 성형하는 거푸집에 투명 또는 반투명의 타겟판(20)을 부착하여 설치하되, 상기 타겟판(20)의 하부면이 연직 아래를 향하도록 콘크리트 구조물(100)의 외면으로부터 돌출된 위치에 타겟판(20)을 설치하고;
   상기 타겟판(20)의 하부면 연직 아래에는, 레이져 광선(11)을 발사하는 레이져 조사장치(10)를 설치하며;
   상기 타겟판(20)을 촬영하여 촬영된 영상을 전송하는 촬영장치(30)를 설치하되, 상기 촬영장치(30)는 연결프레임(31)에 의해 상기 타겟판(20)과 일체로 연결되어, 상기 투명 또는 반투명한 타겟판(20)의 상부면을 촬영하도록 위치되어 있고;
   상기 레이져 조사장치(10)로부터 조사되어 상기 타겟판(20)에 맺힌 조사점(12)을 상기 촬영장치(30)로 촬영하여 촬영된 영상을 관리자의 영상장치(40)로 전송하여, 관리자가 영상장치(40)를 통해서 조사점(12)의 위치와 애초에 설계된 위치로부터의 오차를 파악하여 콘크리트 구조물(100)의 연직도를 모니터링하며;
   조사점(12)의 위치와 애초에 설계된 위치로부터의 오차에 따라 거푸집의 설치각도를 조정하거나 또는 후속하여 설치될 거푸집의 상승각도를 조정하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 연직도 관리방법.
   
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