KR101484987B1

KR101484987B1 - 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치

Info

Publication number: KR101484987B1
Application number: KR20130025809A
Authority: KR
Inventors: 김현배; 이종인; 김우재; 유조형; 윤수원; 홍석범
Original assignee: 주식회사 포스코건설
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2015-01-23
Also published as: KR20140111533A

Abstract

본 발명은 중공형의 강관 내부에 콘크리트를 원활하게 주입할 수 있고 사용이 편리한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치는, 일단이 중공형의 강관의 내부로 진입하는 콘크리트 주입관과 연결되어 콘크리트 주입관을 통해 강관의 내부에 콘크리트를 주입하기 위한 것으로, 콘크리트가 저장되는 저장공간과 콘크리트 주입관이 결합되는 넥부를 갖는 호퍼와, 저장공간에 저장된 콘크리트가 넥부를 통해 콘크리트 주입관으로 원활하게 유동할 수 있도록 호퍼의 외면에 착탈 가능하게 결합되어 넥부를 통해 유동하는 콘크리트를 진동시키는 진동장치를 포함하고, 진동장치는 호퍼의 외면에 부착되는 자석이 구비되는 호퍼 결합 몸체와, 호퍼 결합 몸체에 결합되어 진동을 발생하는 바이브레이터를 포함한다.

Description

콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치{Hopper device for constructing concrete filled steel tube}

본 발명은 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중공형의 강관 내부에 콘크리트를 원활하게 주입할 수 있고 사용이 편리한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치에 관한 것이다.

최근 초대형 건축물 및 초고층 건축물의 신축이 증가하면서 이러한 초대형 건축물 및 초고층 건축물의 구조적 안전성을 높이고 시공성을 향상시키기 위해 골조 구조를 개선하기 위한 다양한 방법이 제안되고 있다. 그리고 이러한 골조 구조의 개선 방법으로 콘크리트 충전 강관(concrete filled steel tube; CFT)으로 골조를 형성하는 방법에 대한 관심이 커지고 있다.

콘크리트 충전 강관은 강관 내부에 콘크리트를 충전하여 이루어진 것으로, 이러한 콘크리트 충전 강관을 골조의 주요 구성부재 중 기둥부재에 채용하여 고축력에 저항하는 구조를 CFT 구조라 한다. 콘크리트 충전 강관은 철골과 콘크리트의 장점을 결합하여 최대한의 성능을 발휘할 수 있는 합리적인 구조 형식을 취한 골조용 구성부재이다.

콘크리트 충전 강관은 강관의 구속 효과에 의한 충전 콘크리트의 내력 상승과 충전 콘크리트에 의한 강관의 국부좌굴 보강 효과에 의해 부재 내력이 상승하여 단면의 크기를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 뛰어난 변형성능을 발휘한다. 특히 CFT 구조는 초고층 구조의 기둥에서 요구되는 고축력, 고연성 측면에서 우수한 성능을 발휘하기 때문에 초고층 건축물의 기둥 등 축력을 부담하는 구성부재의 구조로 적합하다.

일반적으로 콘크리트 충전 강관의 내부에 충전되는 콘크리트로는 기둥의 치수를 감소시키기 위해 주로 고강도 콘크리트가 사용된다. 또한 강관 내부에 콘크리트 충전 시 시공성 측면에서 콘크리트의 다짐이 어렵기 때문에 고유동 특성의 콘크리트가 적합하다.

이러한 콘크리트 충전 강관은 대한민국 등록특허공보 제1062928호(2010. 12. 07 공개), 대한민국 등록특허공보 제1222034호(2012. 06. 01 공개), 대한민국 공개특허공보 제2012-0088237호(2012. 08. 08 공개), 대한민국 공개특허공보 제2012-0133657호(2012. 12. 11 공개) 등에 다양한 구조의 것이 개시되어 있다.

콘크리트 충전 강관의 시공 시 강관의 내부에 콘크리트를 충전하는 방법으로는 강관의 측벽을 절개하여 콘크리트 주입구를 마련하고 이 콘크리트 주입구를 통해 강관 내부로 콘크리트를 압입하는 방법과 트레미관(tremie pipe)을 이용하여 강관의 상부에서 강관의 내부로 콘크리트를 낙하시키는 방법이 있다. 일본공개특허공보 제2001-40876호(2001. 02. 13 공개)에는 상단에 일정량의 콘크리트를 저장하는 호퍼(버킷)가 연결된 콘크리트 주입관을 강관의 내부로 유입시키고, 이를 통해 강관의 내부에 콘크리트를 주입하여 콘크리트 충전 강관을 시공하는 장치와 방법이 개시되어 있다.

그런데 호퍼에 저장된 콘크리트를 자유낙하시켜 호퍼와 연결된 콘크리트 주입관을 통해 강관의 내부에 콘크리트를 충전할 때, 호퍼와 콘크리트 주입관 사이의 연결부에서 이송되는 콘크리트의 병목 현상이 발생하여 콘크리트의 충전 속도가 크게 저하되는 문제가 발생한다. 또한 종래의 콘크리트 주입용 호퍼는 내부에 저장되어 있는 콘크리트의 잔량을 사용자가 확인하기 어렵고, 이에 콘크리트를 보충하기 어려운 구조로 되어 있어 사용이 불편한 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 콘크리트 주입관과의 연결부에서 콘크리트가 병목현상에 의해 유동 지체되는 문제를 해결함으로써 콘크리트 주입관을 통해 강관 내부에 콘크리트를 원활하게 주입할 수 있고, 시공 현장에서 사용이 편리한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치는, 일단이 중공형의 강관의 내부로 진입하는 콘크리트 주입관과 연결되어 상기 콘크리트 주입관을 통해 상기 강관의 내부에 콘크리트를 주입하기 위한 것으로, 콘크리트가 저장되는 저장공간과 상기 콘크리트 주입관이 결합되는 넥부를 갖는 호퍼와, 상기 저장공간에 저장된 콘크리트가 상기 넥부를 통해 상기 콘크리트 주입관으로 원활하게 유동할 수 있도록 상기 호퍼의 외면에 착탈 가능하게 결합되어 상기 넥부를 통해 유동하는 콘크리트를 진동시키는 진동장치를 포함하고, 상기 진동장치는 상기 호퍼의 외면에 부착되는 자석이 구비되는 호퍼 결합 몸체와, 상기 호퍼 결합 몸체에 결합되어 진동을 발생하는 바이브레이터를 포함한다.

상기 진동장치는 상기 바이브레이터에 전원을 공급하기 위한 배터리와, 상기 바이브레이터의 동작을 제어하기 위한 콘트롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 콘트롤러는 무선으로 원격 제어될 수 있다.

상기 자석은 전자석이며, 그 동작이 원격 제어될 수 있다.

본 발명에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치는, 상기 호퍼 내부의 저장공간으로 콘크리트를 보충할 수 있도록 상기 호퍼의 측벽에 마련되는 콘크리트 주입구와, 상기 콘크리트 주입구를 개폐할 수 있도록 상기 호퍼의 측벽에 구비되는 주입구 개폐장치를 더 포함할 수 있다.

상기 주입구 개폐장치는 상기 호퍼의 측벽에 고정되고 상기 콘크리트 주입구에 대응하는 관통구멍을 갖는 차폐판 지지구와, 상기 콘크리트 주입구를 가로막아 상기 콘크리트 주입구를 차폐할 수 있도록 상기 차폐판 지지구에 이동 가능하게 결합되는 차폐판을 포함할 수 있다.

상기 호퍼의 측벽에는 상기 호퍼의 외부에서 상기 저장공간의 콘크리트 저장량을 확인할 수 있도록 투명창이 마련될 수 있다.

상기 호퍼의 내면에는 콘크리트가 점착되는 것을 방지하기 위한 점착방지 코팅층이 구비될 수 있다.

본 발명에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치는, 상기 호퍼의 넥부에 설치되고 상기 넥부 내부의 유로를 가로막아 상기 넥부 내부의 유로를 차폐하기 위한 차폐부재 및 상기 차폐부재를 이동시키는 차폐부재 구동기를 갖는 유로 개폐장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치는 호퍼의 내면에 점착 방지 코팅층이 마련되어 콘크리트가 호퍼의 내면에 점착되지 않고, 호퍼에 결합되는 진동장치가 호퍼의 넥부를 통과하는 콘크리트를 진동시킴으로써, 호퍼 내부의 저장공간에 저장된 콘크리트를 병목현상에 의한 지체 발생 없이 원활하고 신속하게 콘크리트 주입관으로 공급할 수 있다. 따라서, 콘크리트 충전 강관의 시공 시, 콘크리트를 강관의 내부로 원활하고 신속하게 주입할 수 있어 시공 시간을 줄이고, 콘크리트 충전 강관의 품질을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치는 진동장치가 호퍼에 착탈식으로 결합되므로, 진동장치를 호퍼에서 분리하여 별도로 보관할 수 있다. 따라서, 진동장치에 구비된 바이브레이터나 콘트롤러 등의 전장품을 직사광선, 비나 눈, 먼지 등으로부터 보호할 수 있다.

또한 본 발명에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치는 호퍼의 측벽에 호퍼의 내부를 확인할 수 있는 투명창과, 호퍼의 저장공간에 콘크리트를 주입할 수 있는 콘크리트 주입구가 구비되므로, 작업자가 투명창을 통해 저장공간에 저장된 콘크리트의 양을 손쉽게 확인할 수 있고, 호퍼가 세워진 상태에서 콘크리트 주입구를 통해 호퍼의 내부에 콘크리트를 용이하게 보충할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치의 호퍼 및 이에 결합된 유로 개폐장치를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치의 호퍼를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치의 진동장치가 호퍼에 설치된 나타낸 것이다.
도 5는 도 4에 도시된 진동장치의 중요부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치를 이용하여 중공형 강관의 내부에 콘크리트를 주입하는 과정을 나타낸 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치의 호퍼 및 이에 결합된 유로 개폐장치를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치의 호퍼를 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치(20)는 일정량의 콘크리트(C; 도 6참조)를 저장하는 호퍼(21)와, 호퍼(21)를 세워진 상태로 지지하기 위한 지지 프레임(35)과, 호퍼(21)에 결합되어 호퍼(21) 내부의 콘크리트 유동 유로(24)를 개폐하기 위한 유로 개폐장치(40)와, 호퍼(21)에 결합되어 호퍼(21)의 넥부(23)를 통해 유동하는 콘크리트(C)를 진동시키는 진동장치(45)를 포함한다. 이러한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치(20)는 콘크리트 주입관(10)과 연결되어 그 일단이 중공형의 강관(15; 도 6참조)의 내부로 진입하는 콘크리트 주입관(10)을 통해 강관(15)의 내부에 콘크리트(C)를 주입한다.

호퍼(21)의 내부에는 콘크리트(C)가 저장되는 저장공간(22)이 마련되고, 호퍼(21)의 하단에는 콘크리트 주입관(10)이 결합되는 넥부(23)가 구비된다. 넥부(23)에는 콘크리트(C)의 통로가 되는 유로(24)와 나사부(25)가 구비된다. 저장공간(22)에 저장된 콘크리트(C)는 넥부(23)의 유로(24)를 따라 콘크리트 주입관(10)으로 이동한다. 콘크리트 주입관(10)은 그 일단에 넥부(23)의 나사부(25)에 대응하는 나사부(11)가 구비되며, 넥부(23)에 분리 가능하게 나사 결합된다. 물론 콘크리트 주입관(10)은 상술한 나사 결합 이외의 다양한 방법에 의하여 넥부(23)에 분리 가능하게 결합될 수 있다.

호퍼(21)의 측벽(26)에는 투명창(27)과 콘크리트 주입구(28)가 마련된다. 작업자는 투명창(27)을 통해 호퍼(21)의 외부에서 저장공간(22) 내부에 저장된 콘크리트(C)의 저장량을 쉽게 확인할 수 있다. 콘크리트 주입구(28)는 호퍼(21)에 내부에 콘크리트(C)를 보충하는데 이용된다. 저장공간(22)에 콘크리트(C)의 저장량이 적은 경우 작업자는 호퍼(21)를 눕히거나 기울일 필요 없이 호퍼(21)를 세운 상태에서 호퍼(21)의 측벽(26)에 구비된 콘크리트 주입구(28)를 통해 저장공간(22)에 콘크리트(C)를 주입할 수 있다.

콘크리트 주입구(28)를 개폐하기 위해 호퍼(21)의 측벽(26)에는 주입구 개폐장치(30)가 설치된다. 주입구 개폐장치(30)는 호퍼(21)의 측벽(26)에 고정되는 차폐판 지지구(31)와, 차폐판 지지구(31)에 이동 가능하게 결합되는 차폐판(34)을 포함한다. 차폐판 지지구(31)에는 호퍼(21)의 콘크리트 주입구(28)에 대응하는 관통구멍(32)과 차폐판(34)이 결합되는 가이드 홈(33)이 마련된다. 차폐판(34)은 가이드 홈(33)에 슬라이드 이동 가능하게 삽입 결합되고, 가이드 홈(33)을 따라 슬라이드 이동하여 콘크리트 주입구(28)를 가로막아 콘크리트 주입구(28)를 차폐한다. 호퍼(21) 내부에 콘크리트(C)를 보충할 때는 차폐판(34)을 콘크리트 주입구(28)로부터 벗어나도록 이동시켜 콘크리트 주입구(28)를 개방한 상태에서 콘크리트 주입구(28)를 통해 저장공간(22)으로 콘크리트(C)를 주입하고, 콘크리트(C)를 보충한 후에는 차폐판(34)을 콘크리트 주입구(28)를 가로막도록 이동시켜 콘크리트 주입구(28)를 차폐함으로써 저장공간(22)의 콘크리트(C)가 콘크리트 주입구(28)를 통해 빠져나오는 것을 막을 수 있다.

도면에는 차폐판(34)이 콘크리트 주입구(28)를 개폐하기 위해 차폐판 지지구(31)에 슬라이드 이동 가능하게 설치된 것으로 나타냈으나, 차폐판(34)은 다른 결합 구조로 차폐판 지지구(31)에 이동 가능하게 결합되어 콘크리트 주입구(28)를 개폐할 수 있다. 이 밖에 주입구 개폐장치(30)의 구체적인 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고, 콘크리트 주입구(28)를 개폐할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

호퍼(21)의 외부에는 호퍼(21)의 측벽(26)과 결합되어 호퍼(21)를 지지하는 지지 프레임(35)이 배치된다. 지지 프레임(35)은 복수의 다리(36)를 가지고 있으며, 호퍼(21)를 바닥면에 세워진 상태로 지지할 수 있다. 지지 프레임(35)에는 지지 와이어(37)가 연결된다. 지지 와이어(37)를 크레인 등의 건설 장비에 연결하고 지지 와이어(37)를 당겨 지지 프레임(35) 및 호퍼(21)를 지상으로 끌어올릴 수 있다. 물론, 지지 와이어(37)는 호퍼(21)에 연결될 수도 있다. 호퍼(21)에서 콘크리트 주입관(10)을 분리한 후 지지 프레임(35)을 지면이나 슬라브 등의 바닥면에 올려놓으면 호퍼(21)가 세워진 상태를 유지할 수 있다.

도 3에 도시된 것과 같이, 호퍼(21)의 내면에는 콘크리트(C)가 점착되는 것을 방지하기 위한 점착방지 코팅층(29)이 구비된다. 점착방지 코팅층(29)은 공지된 여러가지 발수제 등 다양한 소재로 호퍼(21)의 내면에 코팅되어 호퍼(21)의 내면을 미끄럽게 함으로써, 콘크리트(C)가 호퍼(21)의 내면에 점착되어 쌓이지 않고 원활하게 하부 쪽으로 유동하도록 해준다.

호퍼(21)의 개방된 상부는 덮개(38)에 의해 덮인다. 호퍼(21)의 측벽(26)에 마련된 콘크리트 주입구(28) 이외에 덮개(38)를 분리하고 호퍼(21)의 개방된 상부를 통해서도 저장공간(22)에 콘크리트(C)를 보충할 수 있다. 물론, 덮개(38)는 생략될 수 있고, 호퍼(21)는 상부가 밀폐된 구조를 가질 수도 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 호퍼(21)의 넥부(23)에는 넥부(23) 내부의 유로(24)를 개폐하기 위한 유로 개폐장치(40)가 설치된다. 유로 개폐장치(40)는 넥부(23)의 외면에 결합되는 하우징(41)과, 유로(24)를 가로막아 유로(24)를 차폐하기 위해 하우징(41)의 내부에 이동 가능하게 설치되는 차폐부재(42)와, 차폐부재(42)를 이동시키기 위해 하우징(41) 내부에 설치되는 차폐부재 구동기(43)를 포함한다. 차폐부재(42)가 차폐부재 구동기(43)에 의해 이동함으로써 유로(24)가 차폐되거나 유로(24)의 개도량이 조절될 수 있다.

유로 개폐장치(40)의 차폐부재 구동기(43)는 무선 방식 또는 유선 방식으로 원격 제어될 수 있다. 유로 개폐장치(40)는 도시된 구조 이외에, 원격으로 제어되어 넥부(23)의 유로(24)를 개폐하거나 유로(24)의 개도량을 조절할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

도 1, 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이, 진동장치(45)는 호퍼(21)에 결합되어 호퍼(21)의 넥부(23)를 통해 유동하는 콘크리트(C)를 진동시킴으로써 넥부(23)로 유입된 콘크리트(C)가 병목현상에 의해 지체되지 않고 넥부(23)를 원활하고 신속하게 통과하도록 한다. 진동장치(45)는 넥부(23)의 외면에 분리 가능하게 결합되며, 한 쌍의 진동유닛(46)(47)과 한 쌍의 제어유닛(51)(52)을 포함한다.

제 1 진동유닛(46) 및 제 2 진동유닛(47)은 넥부(23)의 외면에 서로 마주하도록 결합된다. 제 1 제어유닛(51)은 가요성 연결부재(56)를 통해 제 1 진동유닛(46)의 일단과 제 2 진동유닛(47)의 일단에 연결되고, 제 2 제어유닛(52)은 가요성 연결부재(56)를 통해 제 1 진동유닛(46)의 타단과 제 2 진동유닛(47)의 타단에 연결된다. 가요성 연결부재(56)는 고무나 플라스틱 등 탄성 변형될 수 있는 소재로 이루어지고, 그 내부에 전선(57) 등이 배치될 수 있는 통로가 마련된다. 제 1 진동유닛(46)과 제 1 제어유닛(51)은 가요성 연결부재(56) 내부의 통로를 통과하도록 배치된 전선(57)에 의해 전기적으로 연결되고, 제 2 진동유닛(47)과 제 2 제어유닛(52)은 또 다른 가요성 연결부재(56) 내부의 통로를 통과하도록 배치된 또 다른 전선(57)에 의해 전기적으로 연결된다.

도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이, 제 1 진동유닛(46) 및 제 2 진동유닛(47)은 일면에 자석(48)이 배치된 호퍼 결합 몸체(49)와, 호퍼 결합 몸체(49)에 결합되는 바이브레이터(50)를 포함하고, 제 1 제어유닛(51) 및 제 2 제어유닛(52)은 하우징(53)과, 하우징(53) 내부에 배치되는 배터리(54) 및 콘트롤러(55)를 포함한다. 자석(48)은 배터리(54)로부터 전원을 공급받고 콘트롤러(55)에 의해 그 동작이 제어되는 전자석이다. 자석(48) 및 바이브레이터(50)는 배터리(54)로부터 전원을 공급받아 작동하고, 그 동작이 콘트롤러(55)에 의해 제어된다. 자석(48)은 그 일면이 넥부(23)의 외면에 대응하는 곡면으로 이루어져 넥부(23)의 외면에 틈새 발생 없이 안정적으로 밀착될 수 있다. 콘트롤러(55)는 작업자에 의해 무선 방식 또는 유선 방식으로 원격 제어되어 자석(48) 및 바이브레이터(50)의 동작을 제어한다.

도 4에 도시된 것과 같이, 제 1 진동유닛(46) 및 제 2 진동유닛(47)의 자석(48)을 호퍼 결합 몸체(49)의 외면에 접촉시킨 후, 자석(48)에 배터리(54)의 전원을 공급하면 자석(48)이 넥부(23)의 외면에 부착되면서 진동장치(45)가 넥부(23)에 단단히 고정된다. 이때, 제 1 진동유닛(46) 및 제 2 진동유닛(47)과 가요성 연결부재(56)를 통해 연결된 제 1 제어유닛(51) 및 제 2 제어유닛(52)은 넥부(23)로부터 이격된다.

이렇게 진동장치(45)가 넥부(23)에 장착된 상태에서 제 1 진동유닛(46) 및 제 2 진동유닛(47)의 바이브레이터(50)가 작동하면, 바이브레이터(50)에서 발생하는 진동이 넥부(23)에서 넥부(23)의 유로(24)로 진입한 콘크리트(C)에 전달된다. 따라서, 저장공간(22)에서 넥부(23)를 통과하는 콘크리트(C)가 병목현상에 의해 지체되지 않고 원활하고 신속하게 콘크리트 주입관(10)으로 유동할 수 있다.

한편, 제 1 제어유닛(51) 및 제 2 제어유닛(52)은 제 1 진동유닛(46) 및 제 2 진동유닛(47)과 가요성 연결부재(56)로 연결되어 있어 바이브레이터(50)에서 발생하는 진동은 가요성 연결부재(56)에 의해 완충되므로, 바이브레이터(50)의 진동이 제 1 제어유닛(51) 및 제 2 제어유닛(52)에는 거의 전달되지 않는다. 또한 제 1 제어유닛(51) 및 제 2 제어유닛(52)은 가요성 연결부재(56)에 의해 매달려 넥부(23)로부터 이격되어 있으므로 넥부(23)에 전달된 진동도 제 1 제어유닛(51) 및 제 2 제어유닛(52)에 전달되지 않는다. 따라서, 바이브레이터(50)가 작동하더라도 제 1 제어유닛(51) 및 제 2 제어유닛(52)의 배터리(54)와 콘트롤러(55) 등 전장품은 진동으로부터 보호될 수 있다.

본 발명에 있어서, 진동장치(45)의 구체적인 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고, 호퍼(21)의 외면에 착탈식으로 결합되어 호퍼(21)의 유로(24)를 빠져나가는 콘크리트(C)를 진동시킬 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 진동장치(45)는 호퍼(21)의 넥부(23) 이외에 호퍼(21)의 다른 외면에 결합되어 작동할 수 있고, 자석(48)과 바이브레이터(50)는 배터리(54) 이외에 외부 전원을 공급받아 작동할 수 있다. 또한 자석(48)은 영구자석이 이용될 수도 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치(20)를 이용하여 중공형 강관(15)의 내부에 콘크리트(C)를 주입하는 과정을 나타낸 것이다.

콘크리트 충전 강관을 시공하는 경우, 먼저 강관(15)을 지면이나 슬라브 등의 바닥면에 세워 고정하고, 강관(15)의 내부에 콘크리트(C)를 주입한다. 강관(15)의 내부에 콘크리트(C)를 주입할 때, 먼저 콘크리트(C)가 저정된 호퍼(21)에 콘크리트 주입관(10)을 연결하고, 크레인 등의 건설 장비로 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치(20)를 들어올려 콘크리트 주입관(10)을 강관(15)의 내부로 진입시킨다. 그리고 유로 개폐장치(40)를 작동시켜 호퍼(21)의 유로(24)를 개방하여 호퍼(21)에 저장된 콘크리트(C)를 강관(15)의 내부로 주입한다. 이때, 진동장치(45)를 작동시켜 호퍼(21)의 넥부(23)를 통과하는 콘크리트(C)를 진동시킴으로써, 콘크리트(C)가 병목현상에 의해 지체되지 않고 넥부(23)를 통해 원활하고 신속하게 콘크리트 주입관(10)으로 유입되도록 한다.

강관(15)의 내부에 채워지는 콘크리트(C)의 높이에 맞춰 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치(20) 및 콘크리트 주입관(10)을 상승시켜 강관(15)의 내부에 콘크리트(C)를 끝까지 채운 후, 유로 개폐장치(40)를 작동시켜 호퍼(21)의 유로(24)를 차단하고, 진동장치(45)를 정지시킨다.

한편, 콘크리트 충전 강관 시공이 완료되면 콘크리트 주입관(10)을 호퍼(21)로부터 분리하고, 진동장치(45)를 호퍼(21)에서 분리한 후, 지지 프레임(35)을 지면이나 슬라브 등의 바닥면에 내려놓아 호퍼(21)를 세워진 상태로 보관할 수 있다. 일반적으로, 호퍼(21)는 실외에 두고 사용하기 쉬운데, 본 발명에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치(20)는 진동장치(45)를 호퍼(21)에서 분리하여 별도로 보관함으로써 진동장치(45)에 구비된 바이브레이터(50)나 콘트롤러(55) 등의 전장품을 직사광선, 비나 눈, 먼지 등으로부터 보호할 수 있는 장점이 있다.

그리고 호퍼(21)가 대기 상태에 있을 때, 작업자는 투명창(27)을 통해 저장공간(22)에 저장된 콘크리트(C)의 양을 손쉽게 확인할 수 있고, 콘크리트(C)의 양이 적으면 주입구 개폐장치(30)의 차폐판(34)을 열고 호퍼(21)의 측벽(26)에 마련된 콘크리트 주입구(28)를 통해 호퍼(21)가 세워진 상태로 호퍼(21)의 내부에 콘크리트(C)를 용이하게 보충할 수 있다.

상술한 것과 같이, 본 발명에 의한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치(20)는 호퍼(21)의 내면에 점착 방지 코팅층(29)이 마련되어 콘크리트(C)가 호퍼(21)의 내면에 점착되지 않고, 호퍼(21)에 결합되는 진동장치(45)가 호퍼(21)의 넥부(23)를 통과하는 콘크리트(C)를 진동시킴으로써, 저장공간(22)에 저장된 콘크리트(C)를 병목현상에 의해 지체됨 없이 원활하고 신속하게 콘크리트 주입관(10)으로 공급할 수 있다. 따라서, 콘크리트 충전 강관의 시공 시, 콘크리트(C)를 강관(15)의 내부로 원활하고 신속하게 주입할 수 있어 시공 시간을 줄이고, 콘크리트 충전 강관의 품질을 향상시킬 수 있다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10 : 콘크리트 주입관 15 : 강관
20 : 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치
21 : 호퍼 22 : 저장공간
23 : 넥부 24 : 유로
26 : 측벽 27 : 투명창
28 : 콘크리트 주입구 29 : 점착 방지 코팅층
30 : 주입구 개폐장치 31 : 차폐판 지지구
34 : 차폐판 35 : 프레임
36 : 다리 37 : 지지 와이어
40 : 유로 개폐장치 42 : 차폐부재
43 : 차폐부재 구동기 45 : 진동장치
46, 47 : 제 1, 2 진동유닛 48 : 자석
49 : 호퍼 결합 몸체 50 : 바이브레이터
51, 52 : 제 1, 2 제어유닛 54 : 배터리
55 : 콘트롤러

Claims

일단이 중공형의 강관의 내부로 진입하는 콘크리트 주입관과 연결되어 상기 콘크리트 주입관을 통해 상기 강관의 내부에 콘크리트를 주입하기 위한 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치에 있어서,
콘크리트가 저장되는 저장공간과, 상기 콘크리트 주입관이 결합되는 넥부를 갖는 호퍼; 및
상기 저장공간에 저장된 콘크리트가 상기 넥부를 통해 상기 콘크리트 주입관으로 원활하게 유동할 수 있도록 상기 호퍼의 외면에 착탈 가능하게 결합되어 상기 넥부를 통해 유동하는 콘크리트를 진동시키는 진동장치;를 포함하고,
상기 진동장치는 상기 호퍼의 외면에 부착되는 자석이 구비되는 호퍼 결합 몸체와, 상기 호퍼 결합 몸체에 결합되어 진동을 발생하는 바이브레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치.
제 1 항에 있어서,
상기 진동장치는 상기 바이브레이터에 전원을 공급하기 위한 배터리와, 상기 바이브레이터의 동작을 제어하기 위한 콘트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치.
제 2 항에 있어서,
상기 콘트롤러는 무선으로 원격 제어되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치.
제 1 항에 있어서,
상기 자석은 전자석이며, 그 동작이 원격 제어되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치.
제 1 항에 있어서,
상기 호퍼 내부의 저장공간으로 콘크리트를 보충할 수 있도록 상기 호퍼의 측벽에 마련되는 콘크리트 주입구; 및
상기 콘크리트 주입구를 개폐할 수 있도록 상기 호퍼의 측벽에 구비되는 주입구 개폐장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치.
제 5 항에 있어서,
상기 주입구 개폐장치는 상기 호퍼의 측벽에 고정되고 상기 콘크리트 주입구에 대응하는 관통구멍을 갖는 차폐판 지지구와, 상기 콘크리트 주입구를 가로막아 상기 콘크리트 주입구를 차폐할 수 있도록 상기 차폐판 지지구에 이동 가능하게 결합되는 차폐판을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치.
제 1 항에 있어서,
상기 호퍼의 측벽에는 상기 호퍼의 외부에서 상기 저장공간의 콘크리트 저장량을 확인할 수 있도록 투명창이 마련되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치.
제 1 항에 있어서,
상기 호퍼의 내면에는 콘크리트가 점착되는 것을 방지하기 위한 점착방지 코팅층이 구비되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치.
제 1 항에 있어서,
상기 호퍼의 넥부에 설치되고, 상기 넥부 내부의 유로를 가로막아 상기 넥부 내부의 유로를 차폐하기 위한 차폐부재 및 상기 차폐부재를 이동시키는 차폐부재 구동기를 갖는 유로 개폐장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 시공용 호퍼장치.