KR101596860B1 - 곡선부 프리캐스트 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치, 그 형틀장치를 이용한 곡선부 프리캐스트 벽체 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제작된 곡선부 프리캐스트 벽체 - Google Patents

곡선부 프리캐스트 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치, 그 형틀장치를 이용한 곡선부 프리캐스트 벽체 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제작된 곡선부 프리캐스트 벽체 Download PDF

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신정열
이안호
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한국철도기술연구원
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Abstract

본 발명은 곡선부 프리캐스트 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치, 그 형틀장치를 이용한 곡선부 프리캐스트 벽체 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제작된 곡선부 프리캐스트 벽체에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 프리캐스트 벽체를 제작하기 위한 가변형 형틀장치에 있어서, 서로 횡방향으로 특정간격 이격되어 배치되는 지지부재; 양단이 상기 지지부재의 상단측에 결합되며, 곡률변경이 가능하고 상부측으로 콘크리트가 타설되는 가변형 형판; 및 상기 가변형 형판의 곡률을 변형시키는 곡률변경수단;을 포함하고, 상기 가변형 형판의 상부측으로 콘크리트를 타설하여 일면이 상기 가변형 형판의 곡률과 일치된 곡률을 갖는 곡선부 PC 벽체가 제작되는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치에 관한 것이다.

Description

곡선부 프리캐스트 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치, 그 형틀장치를 이용한 곡선부 프리캐스트 벽체 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제작된 곡선부 프리캐스트 벽체{APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING CURVED PRECAST WALL}
본 발명은 곡선부 프리캐스트 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치, 그 형틀장치를 이용한 곡선부 프리캐스트 벽체 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제작된 곡선부 프리캐스트 벽체에 대한 것이다.
콘크리트 부재의 제작방식은 크게 프리캐스트 방식과 현장타설 방식이 이용된다. 먼저, 현장타설 방식은 현장에서 구조물이 설치되어야 형상 및 위치에 따라 동바리, 비계와 같은 가시설을 설치하고, 상기 거푸집 내부에 콘크리트 타설 및 양생을 통하여 최종 콘크리트 구조물을 시공하는 방식이다.
하지만 이러한 방식은 가시설의 설치 및 해체, 콘크리트의 타설 및 양생작업, 철근의 배근작업등이 수반되므로 아무래도 품질 및 시공관리가 어렵다는 문제점이 있었다.
하지만, 이러한 현장타설 방식은 특히 대규모 구조물 시공의 경우 비용이 절감될 수 있으므로 최근에도 많이 이용되는 방식이라 할 수 있다.
반면에, 프리캐스트(precast, PC) 방식은 미리 구조물의 형태 및 크기에 따라 공장에서 미리 PC 콘크리트 부재를 제작하고, 이를 현장에 운반하여 상기 프리캐스트 콘크리트 부재를 서로 연결 시공하는 방식으로 시공하는 것이 일반적이다.
도 1a는 통상의 PC 벽체(1)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고, 도 1b는 통상의 PC 벽체(1)가 연결된 벽체 구조물(2)의 사시도를 도시한 것이다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 이러한 다수의 프리캐스트(PC) 벽체(1)를 시공현장으로 운반하여 연결, 조립하여, 모듈식 지하구조물(2) 등을 시공할 수 있게 된다.
그러나, 시공에 따라 특정 곡률을 갖는 벽체를 제작하여야 하는 상황에서, 이러한 프리캐스트 벽체(1)의 사용에 한계가 있다.
도 2a는 통상의 곡선부 PC 벽체(3)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고, 도 2b는 통상의 곡선부 PC 벽체(3)가 연결된 곡선부 벽체(4) 구조물의 사시도를 도시한 것이다.
즉, 곡선부를 갖도록 PC 벽체(3)를 연결, 시공하기 힘들고, PC 벽체(3)간의 연결이 긴밀하지 않아 안정성에 악영향을 미칠 수 있게 된다.
종래 프리캐스트 방식을 적용하여 곡선부 벽체 구조물(4)를 시공하는 방식으로, 양측에 특정각을 갖는 사다리꼴 단면을 갖는 PC 벽체(3)를 제작하여, 현장에서 이를 조립하여 곡선부 벽체 구조물(4)을 시공하였다.
그러나, 이러한 다수의 사다리꼴 단면의 곡선부 PC 벽체(3)를 조립, 연결하게 되는 경우, 곡선부 PC 벽체(3)의 폭을 넓힐 수 없어, 다수의 PC 벽체(3)를 제작, 시공하여야 하며, 다양한 규격으로 제작하여야 하므로 곡선부 PC 벽체(3) 제작을 위한 강재 형틀 비용이 과다해 지고, 곡선을 직선의 연결형태로 제작함에 따라 선형이 부자연스러워 미관이 불량해 지는 문제점이 존재한다.
대한민국 등록특허 제1160506호 대한민국 등록특허 제1175503호 대한민국 공개특허 제2013-0081971호 대한민국 등록특허 제1179778호
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 곡선부에 설치되어 지는 프리캐스트(precast, PC) 벽체는 곡선시공을 위하여 마름모 형태로 제작하여야 하고 다양한 규격으로 제작하여야 하므로 PC 벽체 제작을 위한 강재 형틀 비용이 과다하고, 곡선을 직선의 연결 형태로 제작함에 따른 선형이 부자연스러워 미관이 불량한 문제점을 해결하기 위하여, 하나의 형틀 유닛에 의해 다양한 곡률, 규격의 PC 벽체를 곡선형 제작이 가능하고, 부재 두께, 폭의 자유로운 변형이 가능한 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀 장치 및 그 형틀장치를 이용한 곡선부 PC 벽체 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1목적은, 프리캐스트 벽체를 제작하기 위한 가변형 형틀장치에 있어서, 서로 횡방향으로 특정간격 이격되어 배치되는 지지부재; 양단이 상기 지지부재의 상단측에 결합되며, 곡률변경이 가능하고 상부측으로 콘크리트가 타설되는 가변형 형판; 및 상기 가변형 형판의 곡률을 변형시키는 곡률변경수단;을 포함하고, 상기 가변형 형판의 상부측으로 콘크리트를 타설하여 일면이 상기 가변형 형판의 곡률과 일치된 곡률을 갖는 곡선부 PC 벽체가 제작되는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치로서 달성될 수 있다.
또한, 특정높이를 갖고 상기 가변형 형판의 양단 상부측 각각에 구비되는 폭조절수단을 더 포함하고, 한 쌍의 상기 폭조절수단 사이로 상기 콘크리트가 타설되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 곡률변경수단은, 상기 가변형 형판의 하단 양측 각각에 결합되며, 상기 지지부재의 상단측에 힌지결합되어, 상기 힌지를 기준으로 회전되는 한 쌍의 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 한 쌍의 상기 회전부재가 상기 힌지를 기준으로 회전됨으로써, 상기 가변형 형판의 곡률이 변형되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 회전부재가 상기 힌지를 기준으로 회전되도록 상기 회전부재를 구동시키는 곡률구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 곡률구동부는 액추에이터를 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 곡률구동부는 일측이 상기 회전부재의 하단측과 결합되고, 타측면은 나사산이 형성된 한 쌍의 이동축; 한 쌍의 상기 이동축 각각의 타측이 내부로 삽입되며 나사산이 형성된 삽입홀을 갖는 회전구조체; 및 상기 이동축을 길이방향을 기준으로 회전시키는 구동모터를 포함하여, 상기 이동축의 회전으로, 나사 이동을 통해 상기 이동축이 길이방향으로 이동됨으로써, 상기 회전부재를 힌지기준으로 회전시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 폭조절수단은, 상기 가변형 형판의 양측 상단 각각에 구비되어 상기 가변형 형판의 평면방향을 따라 이동되는 이동틀; 및 상기 이동틀이 상기 가변형 형판의 평면방향을 따라 이동되도록 상기 이동틀을 구동시키는 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은, 프리캐스트 벽체를 제작하기 위한 가변형 형틀 시스템에 있어서, 앞서 언급한 제 1목적에 따른 가변형 형틀장치; 상기 가변형 형틀장치의 가변형 형판의 상부측으로 콘크리트를 공급하여 타설하는 콘크리트 공급수단; 및 상기 가변형 형판의 상부측으로 타설되는 콘크리트의 높이를 실시간으로 측정하는 변위게이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀 시스템으로서 달성될 수 있다.
또한, 상기 가변형 형틀장치의 곡률변경수단을 제어하여 상기 가변형 형판을 설정된 곡률이 되도록 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 제작되는 곡선부 PC 벽체의 폭이 설정된 폭이 되도록 폭조절수단을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 변위게이지에서 측정된 데이터를 기반으로, 타설되는 콘크리트의 높이가 설정된 곡선부 PC 벽체의 두께에 도달하게 되는 경우, 상기 콘크리트 공급수단의 구동이 정지되도록 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제3목적은, 곡선부 PC 벽체의 제조방법에 있어서, 서로 횡방향으로 특정간격 이격되어 배치되는 한 쌍의 지지부재의 상단측에 결합된 가변형 형판의 곡률을 곡률변경수단에 의해 변형시키는 단계; 및 콘크리트 공급수단에 의해 상기 가변형 형판의 상부측으로 콘크리트를 공급하여 타설하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제조방법으로서 달성될 수 있다.
또한, 상기 타설하는 단계 전에, 한 쌍의 폭조절수단을 이동시켜 제작될 곡선부 PC 벽체의 폭을 조절하는 단계를 포함하고, 상기 콘크리트는 한 쌍의 폭조절수단 사이로 공급되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 타설하는 단계에서, 변위게이지가 타설된 콘크리트의 높이를 실시간으로 측정하는 단계; 및 타설된 콘크리트 높이가 설정된 값에 도달하는 경우, 제어부가 상기 콘크리트 공급수단의 구동을 중단시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제어부가, 상기 가변형 형틀장치의 곡률변경수단을 제어하여 상기 가변형 형판이 설정된 곡률이 되도록 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 제어부가, 제작되는 곡선부 PC 벽체의 폭이 설정된 폭이 되도록 폭조절수단의 구동을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제4목적은, 곡선부 PC 벽체에 있어서, 앞서 언급한 제3목적에 따른 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체로서 달성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 곡선부에 설치되어 지는 프리캐스트(precast, PC) 벽체는 곡선시공을 위하여 마름모 형태로 제작하여야 하고 다양한 규격으로 제작하여야 하므로 PC 벽체 제작을 위한 강재 형틀 비용이 과다하고, 곡선을 직선의 연결 형태로 제작함에 따른 선형이 부자연스러워 미관이 불량한 문제점을 해결하기 위하여, 하나의 형틀 유닛에 의해 다양한 곡률, 규격의 PC 벽체를 곡선형 제작이 가능하고, 부재 두께, 폭의 자유로운 변형이 가능한 곡선부 프리캐스트 벽체 제작할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 최소의 형틀 비용으로 PC 벽체를 곡선으로 제작이 가능하고, 하나의 형틀로 다양한 곡률의 PC 벽체 제작이 가능하며, 하나의 형틀로 다양한 치수의 단면 제작이 가능해짐에 따라 형틀 비용을 혁신적으로 절감할 수 있는 장점을 갖는다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1a는 통상의 PC 벽체의 사시도,
도 1b는 통상의 PC 벽체가 연결된 벽체 구조물의 사시도,
도 2a는 통상의 곡선부 PC 벽체의 사시도,
도 2b는 통상의 곡선부 PC 벽체가 연결된 곡선부 벽체 구조물의 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도,
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 폭조절수단이 이동된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도,
도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 사시도,
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따라 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 위로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도,
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따라 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 위로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 사시도,
도 6은 도 5a에서 폭조절수단이 이동된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도,
도 7a 및 도 7b는 도 6에서 콘크리트 공급수단에 의해 콘크리트가 공급되어 타설되는 상태에서의 폭조절수단이 이동된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도,
도 8a은 본 발명의 일실시예에 따라 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 아래로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도,
도 8b은 본 발명의 일실시예에 따라 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 아래로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 사시도,
도 9는 도 8a에서 폭조절수단이 이동된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도,
도 10a 및 도 10b는 도 9에서 콘크리트 공급수단에 의해 콘크리트가 공급되어 타설되는 상태에서의 폭조절수단이 이동된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도,
도 11a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도,
도 11b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 사시도,
도 12a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 위로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도,
도 12b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 위로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 사시도,
도 13a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 아래로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도,
도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 아래로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 사시도,
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치(100)의 구성 및 기능 그리고, 그 가변형 형틀장치(100)를 이용한 곡선부 PC 벽체의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치(100)의 정면도를 도시한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 곡선부 PC 벽체를 제작하기 위한 가변형 형틀장치(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 지지부재(5)와, 가변형 형판(10)과, 곡률변경수단(20)과, 폭조절수단(30) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 한 쌍의 지지부재(5)는 서로 횡방향으로 특정간격 이격되어 배치되게 된다. 그리고, 가변형 형판(10)은 양단이 지지부재(5)의 상단측에 결합되며, 곡률변경이 가능하고 후에 설명되는 바와 같이, 상부측으로 콘크리트(6)가 타설되게 된다. 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 곡률변경수단(20)은 가변형 형판(10)의 곡률을 변형시키게 된다.
따라서, 가변형 형판(10)의 상부측으로 콘크리트(6)를 타설하여 일면이 가변형 형판(10)의 곡률과 일치된 곡률을 갖는 곡선부 PC 벽체(3)가 제작되게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 한 쌍의 폭조절수단(30)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 특정높이를 갖고 가변형 형판(10)의 양단 상부측 각각에 구비되게 된다. 따라서, 한 쌍의 상기 폭조절수단(30) 사이로 상기 콘크리트(6)가 타설되게 된다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 폭조절수단이 이동된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 사시도를 도시한 것이다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 폭조절수단(30)은, 가변형 형판(10)의 양측 상단 각각에 구비되어 상기 가변형 형판(10)의 평면방향을 따라 이동되는 이동틀(31)과, 이동틀(31)이 가변형 형판(10)의 평면방향을 따라 이동되도록 이동틀(31)을 구동시키는 이동수단을 포함하여 구성될 수 있다.
따라서, 이동수단에 의해 이동틀(31)을 이동시켜 제작되게 될 곡선부 PC벽체(3)의 폭을 조절할 수 있게 된다.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따라 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 위로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도를 도시한 것이고, 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따라 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 위로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 사시도를 도시한 것이다. 도 6은 도 5a에서 폭조절수단(30)이 이동된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치(100)의 정면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 7a 및 도 7b는 도 6에서 콘크리트 공급수단(60)에 의해 콘크리트(6)가 공급되어 타설되는 상태에서의 폭조절수단(30)이 이동된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치(100)의 정면도를 도시한 것이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 곡률변경수단(20)은 한 쌍의 회전부재(21)와, 곡률구동부(22)를 포함하여 구성될 수 있다. 한 쌍의 회전부재(21)는 가변형 형판의 하단 양측 각각에 결합되며, 지지부재(5)의 상단측에 힌지결합되어, 힌지를 기준으로 회동될 수 있도록 구성될 수 있다.
즉, 한 쌍의 회전부재(21)가 힌지를 기준으로 회전됨으로써, 가변형 형판(10)의 곡률이 변형되게 된다.
또한, 곡률구동부(22)는 회전부재(21)가 힌지를 기준으로 회전되도록 회전부재(21)를 구동시키게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 곡률구동부(22)는 액추에이터를 구성될 수도 있고, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 이동축(23)과, 회전구조체(24)를 포함하여 구성될 수 있다. 이동축(23)은, 일측이 회전부재(21)의 하단측과 결합되고, 타측면은 나사산이 형성되어 있다.
또한, 회전구조체(24)는 나사산이 형성된 삽입홀로 한 쌍의 이동축(23) 각각의 타측이 내부로 삽입되어 이동될 수 있도록 구성되게 된다. 즉, 구동모터가 이동축(23)의 길이방향 축을 기준으로 이동축(23)을 회전시켜, 나사 이동을 통해 이동축(23)이 길이방향으로 이동되도록 함으로써, 회전부재(21)를 힌지 기준으로 회전시키게 된다.
도 8a은 본 발명의 일실시예에 따라 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 아래로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도를 도시한 것이고, 도 8b은 본 발명의 일실시예에 따라 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 아래로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 사시도를 도시한 것이다. 또한, 도 9는 도 8a 및 도 8b에서 폭조절수단(30)이 이동된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치(100)의 정면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 10a 및 도 10b는 도 9에서 콘크리트 공급수단(60)에 의해 콘크리트(6)가 공급되어 타설되는 상태에서의 폭조절수단(30)이 이동된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치(100)의 정면도를 도시한 것이다.
도 8a, 도 8b, 도 9, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 구동모터가 구동되어 이동축(23)이 회전되어 외측으로 이동되게 됨으로써, 회전부재(21)가 힌지를 기준으로 회전되어, 가변형 형판(10)이 특정곡률을 가지게 됨을 알 수 있다.
또한, 이동수단에 의해 이동틀(31)이 가변형 형판(10)의 평면방향으로 이동되게 됨으로써, 제작된 곡선부 PC 벽체(3)의 폭을 조절할 수 있게 됨을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제어부(50)에 의해 시스템화되어 구성될 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에서는 변위게이지(40)를 포함하여, 가변형 형판(10)의 상부측으로 타설되는 콘크리트(6)의 높이를 실시간으로 측정하도록 구성될 수 있다.
따라서, 제어부(50)는, 변위게이지(40)에서 측정된 데이터를 기반으로 타설되는 콘크리트(6)의 높이가 설정된 곡선부 PC 벽체(3)의 두께에 도달하게 되는 경우, 상기 콘크리트 공급수단(60)의 구동이 정지되도록 제어하게 된다.
도 11a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 11b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 사시도를 도시한 것이다.
또한, 도 12a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 위로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 12b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 위로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 사시도를 도시한 것이다.
도 13a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 아래로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 정면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 곡률변경수단에 의해 가변형 형판이 아래로 볼록하게 변형된 상태의 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치의 사시도를 도시한 것이다.
도 11a, 도 11b, 도 12a, 도 12b, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 곡률변경수단은 가변형 형틀 하부측에 높이 조절 장치로 구성되어 질 수 있다.
이러한 높이 조절장치는 다수의 길이방향이 세로방향을 갖는 나사산이 형성된 이동축(23)으로 구성되어 질 수 있다. 따라서, 이동수단이 이동축(23)을 길이방향축으로 상부 또는 하부측으로 이동시키게 됨으로써, 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 가변형 형판(10)을 위로 볼록하게 곡률을 변형시킬 수 있고, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 가변형 형판(10)을 아래로 볼록하게 곡률을 변형시킬 수 있음을 알 수 있다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부(50)의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 제어부(50)는 콘크리트 공급수단(60)의 구동을 제어하게 된다. 즉, 콘크리트 타설과정에서, 타설된 콘크리트 높이가 설정된 값에 도달하는 경우, 제어부(50)는 콘크리트 공급수단(60)의 구동을 중단시키게 된다. 따라서, 제작된 곡선부 PC벽체(3)의 두께는 설정된 값을 갖게 된다.
또한 제어부(50)는 가변형 형틀장치(100)의 곡률변경수단(20)을 제어하여 가변형 형판(10)이 설정된 곡률이 되도록 조절할 수 있게 된다. 보다 구체적으로 제어부(50)는 구동모터의 구동을 제어하여 이동축(23)을 길이방향으로 이동시켜, 회전부재(21)가 힌지를 기준으로 회전되게 됨으로써, 가변형 형판(10)이 설정된 곡률로 변형되도록 조절할 수 있게 된다. 따라서 제작된 곡선부 PC 벽체(3)의 일면은 설정된 곡률을 갖게 된다.
그리고, 제어부(50)는 제작되는 곡선부 PC 벽체(3)의 폭이 설정된 폭이 되도록 폭조절수단(30)의 구동을 제어하게 된다. 즉, 제어부(50)는 이동수단의 구동을 제어하게 됨으로써, 이동틀(31)을 설정된 위치로 이동시켜 제작될 곡선부 PC 벽체(3)가 설정된 폭이 되도록 할 수 있게 된다.
결국 본 발명의 일실시예에 따른 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀 장치(100)는, 하나의 형틀 유닛에 의해 다양한 곡률, 규격의 PC 벽체(3)를 곡선형 제작이 가능하고, 부재 두께, 폭의 자유로운 변형이 가능한 곡선부 프리캐스트 벽체(3) 제작할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 최소의 형틀 비용으로 PC 벽체(3)를 곡선으로 제작이 가능하고, 하나의 형틀로 다양한 곡률의 PC 벽체(3) 제작이 가능하며, 하나의 형틀로 다양한 치수의 단면 제작이 가능해짐에 따라 형틀 비용을 혁신적으로 절감할 수 있게 된다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1:PC 벽체
2:벽체 구조물
3:곡선부 PC 벽체
4:곡선부 벽체 구조물
5:지지부재
6:콘크리트
10:가변형 형판
20:곡률변경수단
21:회전부재
22:곡률구동부
23:이동축
24:회전구조체
30:폭조절수단
31:이동틀
40:변위게이지
50:제어부
60:콘크리트 공급수단
100:곡선부 프리캐스트 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치

Claims (18)

  1. 프리캐스트 벽체를 제작하기 위한 가변형 형틀장치에 있어서,
    서로 횡방향으로 특정간격 이격되어 배치되는 지지부재;
    양단이 상기 지지부재의 상단측에 결합되며, 곡률변경이 가능하고 상부측으로 콘크리트가 타설되는 가변형 형판; 및
    상기 가변형 형판의 곡률을 변형시키는 곡률변경수단;을 포함하고,
    상기 가변형 형판의 상부측으로 콘크리트를 타설하여 일면이 상기 가변형 형판의 곡률과 일치된 곡률을 갖는 곡선부 PC 벽체가 제작되며,
    상기 곡률변경수단은, 상기 가변형 형판의 하단 양측 각각에 결합되며, 상기 지지부재의 상단측에 힌지결합되어, 상기 힌지를 기준으로 회전되는 한 쌍의 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    특정높이를 갖고 상기 가변형 형판의 양단 상부측 각각에 구비되는 폭조절수단을 더 포함하고,
    한 쌍의 상기 폭조절수단 사이로 상기 콘크리트가 타설되는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    한 쌍의 상기 회전부재가 상기 힌지를 기준으로 회전됨으로써, 상기 가변형 형판의 곡률이 변형되는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 회전부재가 상기 힌지를 기준으로 회전되도록 상기 회전부재를 구동시키는 곡률구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 곡률구동부는 액추에이터를 구성되는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 곡률구동부는
    일측이 상기 회전부재의 하단측과 결합되고, 타측면은 나사산이 형성된 한 쌍의 이동축;
    한 쌍의 상기 이동축 각각의 타측이 내부로 삽입되며 나사산이 형성된 삽입홀을 갖는 회전구조체; 및
    상기 이동축을 길이방향을 기준으로 회전시키는 구동모터를 포함하여,
    상기 이동축의 회전으로, 나사 이동을 통해 상기 이동축이 길이방향으로 이동됨으로써, 상기 회전부재를 힌지기준으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    폭조절수단은,
    상기 가변형 형판의 양측 상단 각각에 구비되어 상기 가변형 형판의 평면방향을 따라 이동되는 이동틀; 및
    상기 이동틀이 상기 가변형 형판의 평면방향을 따라 이동되도록 상기 이동틀을 구동시키는 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀장치.
  9. 프리캐스트 벽체를 제작하기 위한 가변형 형틀 시스템에 있어서,
    제 1항, 제 2항, 제 4항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 가변형 형틀장치;
    상기 가변형 형틀장치의 가변형 형판의 상부측으로 콘크리트를 공급하여 타설하는 콘크리트 공급수단; 및
    상기 가변형 형판의 상부측으로 타설되는 콘크리트의 높이를 실시간으로 측정하는 변위게이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 가변형 형틀장치의 곡률변경수단을 제어하여 상기 가변형 형판을 설정된 곡률이 되도록 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제작되는 곡선부 PC 벽체의 폭이 설정된 폭이 되도록 폭조절수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 변위게이지에서 측정된 데이터를 기반으로
    타설되는 콘크리트의 높이가 설정된 곡선부 PC 벽체의 두께에 도달하게 되는 경우, 상기 콘크리트 공급수단의 구동이 정지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제작을 위한 가변형 형틀 시스템.
  13. 곡선부 PC 벽체의 제조방법에 있어서,
    서로 횡방향으로 특정간격 이격되어 배치되는 한 쌍의 지지부재의 상단측에 결합된 가변형 형판의 곡률을 곡률변경수단에 의해 변형시키는 단계; 및
    콘크리트 공급수단에 의해 상기 가변형 형판의 상부측으로 콘크리트를 공급하여 타설하는 단계;를 포함하며,
    제어부가, 가변형 형틀장치의 곡률변경수단을 제어하여 상기 가변형 형판이 설정된 곡률이 되도록 조절하는 단계를 포함하고, 상기 곡률변경수단은, 상기 가변형 형판의 하단 양측 각각에 결합되며, 상기 지지부재의 상단측에 힌지결합되어, 상기 힌지를 기준으로 회전되는 한 쌍의 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 타설하는 단계 전에,
    한 쌍의 폭조절수단을 이동시켜 제작될 곡선부 PC 벽체의 폭을 조절하는 단계를 포함하고,
    상기 콘크리트는 한 쌍의 폭조절수단 사이로 공급되는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 타설하는 단계에서,
    변위게이지가 타설된 콘크리트의 높이를 실시간으로 측정하는 단계; 및
    타설된 콘크리트 높이가 설정된 값에 도달하는 경우, 제어부가 상기 콘크리트 공급수단의 구동을 중단시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제조방법.
  16. 삭제
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 제어부가, 제작되는 곡선부 PC 벽체의 폭이 설정된 폭이 되도록 폭조절수단의 구동을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체 제조방법.
  18. 곡선부 PC 벽체에 있어서,
    제 13항 내지 제 15항, 제 17항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 곡선부 PC 벽체.
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