KR101348738B1 - 크레인 내진 보강 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크레인 내진 보강 구조물에 관한 것으로, 항만에 설치되어 수하물을 하역하는 크레인을 지지할 수 있도록 크레인의 바퀴가 설치된 바퀴지지 플레이트와 크레인지지 플레이트 사이에 설치되는 크레인 내진 보강 구조물로서, 상기 바퀴지지 플레이트의 상면에 안착되는 하부플레이트와; 상기 크레인지지 플레이트의 하면과 접촉되어 상기 크레인지지 플레이트를 지지하며 상기 하부플레이트의 대향 측에 배치되는 상부플레이트와; 상기 하부플레이트와 상기 상부플레이트 사이에 설치되어 지진 발생시에 상기 크레인의 유동에 의한 인장력을 감쇄시키는 감쇄부를; 구비함으로써, 내진설계가 반영되지 않은 고정식 또는 이동식 크레인에 내진 보강 구조물을 구비시켜 지진이 발생하더라도 지반의 운동에너지가 크레인으로 전달되는 것을 차단함으로써 크레인에 지진으로 인한 2차 피해가 발생하지 않도록 보강할 수 있다.

Description

크레인 내진 보강 구조물{EARTHQUAKE-RESISTANT REINFORCEMENT STRUCTURE OF CRANE}

본 발명은 크레인 내진 보강 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 지진 발생시에도 항만에 설치된 크레인을 안정적으로 지지하여 안전사고 발생을 방지할 수 있는 크레인 내진 보강 구조물에 관한 것이다.

도 1은 종래의 크레인이 부두에 설치된 구조를 도시한 사시도이다.

항만부두에서 컨테이너 등 화물을 하역하는 크레인은 강재로 제작되고 고정방법은 크게 고정식과 이동식이 있다. 고정식의 경우 부두 안벽 또는 잔교에 크레인(1)의 다리가 앵커로 고정되어 있으며, 도 1에 도시한 바와 같이, 컨테이너 부두에서 사용되는 이동식 크레인의 경우 크레인의 다리 최하단에 바퀴(2)가 구비되어 부두에 설치된 레일을 따라 일측 방향으로 이동할 수 있게 설치되어 있다.

그리고, 크레인(1)을 지지할 수 있도록 크레인(1)의 바퀴(2)가 설치된 바퀴지지 플레이트(3)와 크레인(1)의 프레임(4)을 지지하는 프레임지지 플레이트(5)를 구비함으로써 지반에 설치된다.

이러한, 하역 크레인은 중량물인 중장비이고 화물 하역시 카운터 웨이트를 제공하기 위하여 상부에 무게추가 구비되어 있으므로, 무게 중심이 크레인(1) 상부에 있다.

따라서, 지진 발생시 매스(mass)인 크레인(1) 상부는 움직이지 않고 지반에는 큰 수평변위가 발생하게 되므로 길이에 비하여 다른 제원이 작은 크레인(1) 다리는 쉽게 좌굴될 수 있으며, 크레인(1)의 다리가 좌굴되는 경우에는 크레인(1)이 전도되어 붕괴된다는 문제점이 있다.

크레인(1)은 장기간의 제작기간이 소요되고 제작소에서 부두까지 운반하여 설치하는데 장기간이 소요되므로 붕괴가 발생하는 경우 복구에 장기간이 소요되어 붕괴발생시 항만에는 막대한 물류 지체비용이 발생될 수 있다.

특히, 부두에는 하역인부 등 상기 근로자가 상주하고 있으므로 크레인(1) 붕괴시는 인명사고 발생의 위험이 있다.

따라서, 국외 물류의 중심이 되는 항만의 기능을 유지하기 위해서는 지진이 발생해도 피해가 발생하지 않도록 크레인(1)을 제작 및 가설하는 것이 필요하고, 종래의 내진설계가 반영되지 않은 크레인(1)은 지진으로 인한 피해가 발생하지 않도록 내진 보강을 실시해야 할 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 내진설계가 반영되지 않은 고정식 또는 이동식 크레인에 내진 보강 구조물을 구비시켜 지진이 발생하더라도 지반의 운동에너지가 크레인으로 전달되는 것을 차단함으로써 크레인에 지진으로 인한 2차 피해가 발생하지 않도록 보강할 수 있는 크레인 내진 보강 구조물을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 크레인 내진 보강 구조물은, 항만에 설치되어 수하물을 하역하는 크레인을 지지할 수 있도록 크레인의 바퀴가 설치된 바퀴지지 플레이트와 크레인지지 플레이트 사이에 설치되는 크레인 내진 보강 구조물로서, 상기 바퀴지지 플레이트의 상면에 안착되는 하부플레이트와; 상기 크레인지지 플레이트의 하면과 접촉되어 상기 크레인지지 플레이트를 지지하며 상기 하부플레이트의 대향 측에 배치되는 상부플레이트와; 상기 하부플레이트와 상기 상부플레이트 사이에 설치되어 지진 발생시에 상기 크레인의 유동에 의한 인장력을 감쇄시키는 감쇄부를; 포함한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 하부플레이트와 상기 상부플레이트 사이에는 연결부재가 설치되고, 상기 연결부재의 일단을 상기 하부플레이트에 연결시키고 타단을 상기 상부플레이트에 연결시킬 수 있도록 상기 하부플레이트와 상기 상부플레이트의 주연부에는 복수의 연결공이 관통 형성될 수 있다.

그리고, 상기 연결공은 상기 하부플레이트와 상기 상부플레이트 판면의 변두리 영역과 근접한 위치에 장공 형태로 구비될 수 있다.

또한, 상기 연결공은 상기 하부플레이트와 상기 상부플레이트 판면의 꼭지점 영역과 근접한 위치에 장공 형태로 구비될 수 있다.

아울러, 상기 연결부재는 상기 연결공에 일단과 타단이 삽입되는 연결바와, 상기 연결바의 일단과 타단에 설치되어 상기 연결바가 상기 연결공에 삽입된 상태를 유지하도록 하는 굴곡면을 가지며 상기 굴곡면이 상기 하부플레이트와 상기 상부플레이트의 표면과 접촉되는 구면베어링을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 감쇄부는 지진 발생시에 상기 하부플레이트에 대한 상기 상부플레이트의 변위를 허용하도록 합성수지 재질로 형성될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 크레인 내진 보강 구조물은, 내진설계가 반영되지 않은 고정식 또는 이동식 크레인에 내진 보강 구조물을 구비시켜 지진이 발생하더라도 지반의 운동에너지가 크레인으로 전달되는 것을 차단함으로써 크레인에 지진으로 인한 2차 피해가 발생하지 않도록 보강할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 크레인이 설치된 구조를 도시한 평면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 내진 보강 구조물을 이용하여 크레인이 설치된 구조를 도시한 평면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 내진 보강 구조물의 구조를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 크레인 내진 보강 구조물의 구조를 도시한 평면도이며,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 크레인 내진 보강 구조물의 구조를 도시한 사시도이고,
도 6은 도 5의 크레인 내진 보강 구조물의 구조를 도시한 평면도이며,
도 7은 지진 발생시에 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 내진 보강 구조물이 변형되는 구조를 도시한 측면도이다.

이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 내진 보강 구조물을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 내진 보강 구조물을 이용하여 크레인이 설치된 구조를 도시한 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 내진 보강 구조물의 구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 크레인 내진 보강 구조물의 구조를 도시한 평면도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 크레인 내진 보강 구조물의 구조를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 크레인 내진 보강 구조물의 구조를 도시한 평면도이며, 도 7은 지진 발생시에 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 내진 보강 구조물이 변형되는 구조를 도시한 측면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 크레인 내진 보강 구조물은, 항만에 설치되어 수하물을 하역하는 크레인(1)을 지지할 수 있도록 크레인(1)의 바퀴(2)가 설치된 바퀴지지 플레이트(3)와 크레인(1)의 프레임(4)을 지지하는 프레임지지 플레이트(5) 사이에 설치되는 크레인 내진 보강 구조물로서, 바퀴지지 플레이트(3)의 상면에 안착되는 하부플레이트(100)와, 프레임지지 플레이트(5)의 하면과 접촉되어 프레임지지 플레이트(5)를 지지하며 하부플레이트(100)의 대향 측에 배치되는 상부플레이트(200)와, 하부플레이트(100)와 상부플레이트(200) 사이에 설치되어 지진 발생시에 크레인(1)의 유동에 의한 인장력을 감쇄시키는 감쇄부(300)를 포함한 것을 특징으로 한다.

크레인(1)은 복수의 프레임(4)이 결합되어 항만으로 수송되는 수하물을 부두에 하역시에 수하물을 들어 올려서 원하는 장소로 이동시키는 장치로서 프레임(4)의 하단에는 프레임(4)을 지지하는 프레임지지 플레이트(5)가 설치되어 있다.

이러한 크레인(1)의 이동을 위하여 복수의 바퀴(2)가 바퀴지지 플레이트(3) 상에 설치되어 있으며, 바퀴지지 플레이트(3)는 크레인 내진 보강 구조물에 의하여 프레임지지 플레이트(5)와 연결되어 있다.

크레인 내진 보강 구조물은 바퀴지지 플레이트(3)의 상면에 고정 결합되는 하부플레이트(100)와, 프레임지지 플레이트(5)의 하면과 접촉되어 고정 결합되는 상부플레이트(200)를 포함하며, 하부플레이트(100)와 상부플레이트(200) 사이에는 감쇄부(300)가 설치되어 있다.

하부플레이트(100)와 상부플레이트(200)는 강재로 형성된 판상의 부재로서 감쇄부(300)에 의하여 일정 간격 이격되게 배치되는 하부플레이트(100)와 상부플레이트(200)사이에는 연결부재(400)가 설치되어 있다.

하부플레이트(100)와 상부플레이트(200)의 판면에는 연결부재(400)의 일단과 타단을 각각 하부플레이트(100) 및 상부플레이트(200)와 연결할 수 있도록 하는 복수의 연결공(110, 210)이 관통 형성되어 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 내진 보강 구조물에 형성된 연결공(110, 210)은 하부플레이트(100)와 상부플레이트(200)의 주연부 중에서 꼭지점 영역을 제외한 변두리 영역에 일정 길이를 갖는 장공 형상으로 형성되어 있다.

연결공(110, 210)이 배치되는 방향은 하부플레이트(100)와 상부플레이트(200)의 변두리와 나란한 방향으로 형성되는 것이 효과적이다.

이는 지진 발생으로 인하여 크레인(1) 측으로 외력이 작용할 경우에 지면과 접촉되어 크레인(1)을 지지하는 바퀴지지 플레이트(3)로 전달된 외력이 크레인(1)의 프레임(4) 측으로 완전하게 전달됨을 방지할 수 있도록 하부플레이트(100)에 대하여 상부플레이트(200)의 변위가 발생함을 허용하기 위함이다.

즉, 지진 발생으로 인하여 크레인(1)으로 외력이 전달될 경우에 하부플레이트(100)에 대하여 상부플레이트(200)가 일측으로 이동함으로써 상기 외력을 상쇄시킬 수 있도록 하기 위함이다.

그리고, 장공 형상으로 형성된 연결공(110, 210)의 길이는 하부플레이트(100)에 대한 상부플레이트(200)의 허용 변위 범위에 따라서 작은 변위를 허용할 경우에는 길이를 짧게 형성하고, 큰 변위를 허용할 경우에는 길이를 길게 형성하게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 내진 보강 구조물에 형성된 연결공(110, 210)은 장공 형상으로 형성되어 변두리 영역과 근접한 위치에 배치되어 있으므로 비틀림에 대한 저항을 높일 수 있으므로 구조적인 안정성을 높일 수 있는 효과도 있다.

한편, 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크레인 내진 보강 구조물에 형성된 연결공(110, 210)은 하부플레이트(100)와 상부플레이트(200)의 주연부 중에서 꼭지점과 근접한 영역 일정 길이를 갖는 장공 형상으로 형성되어 있다.

연결공(110, 210)이 배치되는 방향은 하부플레이트(100)와 상부플레이트(200)의 변두리에 대하여 비스듬하게 경사진 각을 이루도록 배치되는 것이 바람직하다.

이러한 경우에도 본 발명의 일 실시예에서와 마찬가지로 지진 발생으로 인하여 크레인(1) 측으로 외력이 작용할 경우에 지면과 접촉되어 크레인(1)을 지지하는 바퀴지지 플레이트(3)로 전달된 외력이 크레인(1)의 프레임(4) 측으로 완전하게 전달됨을 방지할 수 있도록 하부플레이트(100)에 대하여 상부플레이트(200)의 변위가 발생함을 허용하기 위함이다.

즉, 지진 발생으로 인하여 크레인(1)으로 외력이 전달될 경우에 하부플레이트(100)에 대하여 상부플레이트(200)가 일측으로 이동함으로써 상기 외력을 상쇄시킬 수 있도록 하기 위함이다.

그리고, 장공 형상으로 형성된 연결공(110, 210)의 길이는 하부플레이트(100)에 대한 상부플레이트(200)의 허용 변위 범위에 따라서 작은 변위를 허용할 경우에는 길이를 짧게 형성하고, 큰 변위를 허용할 경우에는 길이를 길게 형성하게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 내진 보강 구조물에 형성된 연결공(110, 210)은 장공 형상으로 형성되어 꼭지점 영역과 근접한 위치에 배치되어 있으므로 비틀림 변위에 대한 허용 범위를 늘일 수 있을 뿐만 아니라 가로 및 세로 방향에 대한 변위에 대한 저항을 높일 수 있는 효과도 있다.

이러한 하부플레이트(100)에 형성된 연결공(110, 210)과 상부플레이트(200)에 형성된 연결공(110, 210) 사이에는 연결부재(400)가 설치되는데, 연결부재(400)는 연결공(110, 210)에 일단과 타단이 삽입되는 연결바(410)와, 연결바(410)의 일단과 타단에 설치되어 연결바(410)가 연결공(110, 210)에 삽입된 상태를 유지하도록 하는 굴곡면을 가지며 상기 굴곡면이 하부플레이트(100)와 상부플레이트(200)의 표면과 접촉되는 구면베어링(420)을 포함할 수 있다.

연결바(410)의 길이는 하부플레이트(100)와 상부플레이트(200) 사이의 이격 거리보다 길게 형성되는 것이 바람직하며, 연결부재(410)는 원기둥 형상으로 형성되고 그 직경은 연결공(110, 210)의 폭과 동일한 폭으로 형성되어 연결공(110, 210)의 폭 방향에 대해서는 유동이 발생하지 않도록 하는 것이 효과적이다.

연결바(410)의 양단부에는 연결바(410)가 연결공(110, 210)에 설치된 상태를 유지할 수 있도록 하는 구면베어링(420)이 결합되는데, 구면으로 형성된 구면베어링(420)의 일측면이 각각 하부플레이트(100)와 상부플레이트(200)의 외면과 접촉되도록 설치되는 것이 효과적이다.

그리고 연결바(410)의 양측 단부에는 구면베어링(420)이 이탈되지 않도록 하는 스토퍼(미도시)가 구비되어 있다.

이는, 지진 발생으로 인하여 하부플레이트(100)에 대하여 상부플레이트(200)의 변위가 발생시에 상부플레이트(200)의 판면이 구면베어링(420)을 구면을 따라 자연스럽게 슬라이드 이동하여 연결바(410)가 기울어질 수 있도록 하기 위함이다.

하부플레이트(100)와 상부플레이트(200)의 사이에 구비되는 감쇄부(300)는 외력에 의하여 변형이 이루어졌다가 복원될 수 있는 어떠한 재질로 형성되더라도 무방하며, 본 발명에 따른 크레인 내진 보강 구조물의 감쇄부(300)는 지진 발생시에 하부플레이트(100)에 대한 상부플레이트(200)의 변위를 허용하도록 합성수지 재질로 형성되는 것이 효과적이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 크레인 내진 보강구조물이 지진 발생시에 동작하는 과정은 다음과 같다.

지진 발생으로 인하여 지면이 좌우 방향으로 유동하게 되면 지면에 안착되어 있는 바퀴(2)가 유동하게 되고, 바퀴(2)의 유동은 바퀴지지 플레이트(3)로 전달된다.

그에 따라 바퀴지지 플레이트(3)는 좌우 방향으로 유동하게 되고, 이러한 바퀴지지 플레이트(3)의 유동에 프레임지지 플레이트(5)가 유동하게 되면서 도 7에 도시한 바와 같이, 바퀴지지 플레이트(3)에 고정 결합된 하부 플레이트(100)에 대하여 프레임지지 플레이트(5)와 고정 결합된 상부 플레이트(200)가 가로 방향을 따라 이동하여 변위가 발생하게 된다.

이때, 직사각 형상의 측면을 갖는 감쇄부(300)가 평행사변 형상의 측면을 형성하도록 순간적으로 변형된 후에 복원되면서 유동에 따른 인장력을 흡수하여 지진의 발생시에도 크레인(1)을 안전하게 지지할 수 있게 된다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 일 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 일 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

1 : 크레인 2: 바퀴
3 : 바퀴지지 플레이트 4 : 프레임
5 : 프레임지지 플레이트 100 : 하부 플레이트
110 : 연결공 200 : 상부 플레이트
210 : 연결공 300 : 감쇄부
400 : 연결부재 410 : 연결바
420 : 구면베어링

Claims (6)

1. 항만에 설치되어 수하물을 하역하는 크레인(1)을 지지할 수 있도록 크레인(1)의 바퀴(2)가 설치된 바퀴지지 플레이트(3)와 크레인(1)의 프레임(4)을 지지하는 프레임지지 플레이트(5) 사이에 설치되는 크레인 내진 보강 구조물로서,
   상기 바퀴지지 플레이트(3)의 상면에 안착되는 하부플레이트(100)와;
   상기 프레임지지 플레이트(5)의 하면과 접촉되어 상기 프레임지지 플레이트(5)를 지지하며 상기 하부플레이트(100)의 대향 측에 배치되는 상부플레이트(200)와;
   상기 하부플레이트(100)와 상기 상부플레이트(200) 사이에 설치되어 지진 발생시에 상기 크레인(1)의 유동에 의한 인장력을 감쇄시키는 감쇄부(300)를; 포함하며,
   상기 하부플레이트(100)와 상기 상부플레이트(200) 사이에는 연결부재(400)가 설치되고, 상기 연결부재(400)의 일단을 상기 하부플레이트(100)에 연결시키고 타단을 상기 상부플레이트(200)에 연결시킬 수 있도록 상기 하부플레이트(100)와 상기 상부플레이트(200)의 주연부에는 복수의 연결공(110, 210)이 관통 형성되고,
   상기 연결부재(400)는 상기 연결공(110, 210)에 일단과 타단이 삽입되는 연결바(410)와, 상기 연결바(410)의 일단과 타단에 설치되어 상기 연결바(410)가 상기 연결공(110, 210)에 삽입된 상태를 유지하도록 하는 굴곡면을 가지며 상기 굴곡면이 상기 하부플레이트(100)와 상기 상부플레이트(200)의 표면과 접촉되는 구면베어링(420)을 포함한 것을 특징으로 하는 크레인 내진 보강 구조물.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 연결공(110, 210)은 상기 하부플레이트(100)와 상기 상부플레이트(200) 판면의 변두리 영역과 근접한 위치에 장공 형태로 구비된 것을 특징으로 하는 크레인 내진 보강 구조물.
4. 제1항에 있어서,
   상기 연결공(110, 210)은 상기 하부플레이트(100)와 상기 상부플레이트(200) 판면의 꼭지점 영역과 근접한 위치에 장공 형태로 구비된 것을 특징으로 하는 크레인 내진 보강 구조물.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 감쇄부(300)는 지진 발생시에 상기 하부플레이트(100)에 대한 상기 상부플레이트(200)의 변위를 허용하도록 합성수지 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 크레인 내진 보강 구조물.

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