KR101723126B1 - 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치 및 이를 이용한 구조물 시공방법 - Google Patents

구조물의 미세이동 감지 및 조절장치 및 이를 이용한 구조물 시공방법 Download PDF

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(주)지비텍이엔씨
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Abstract

본 발명은 회전운동이 가능한 일단의 제1회전부(100);
회전운동이 가능한 타단의 제2회전부(300);
상기 제1회전부(100)와 상기 제2회전부(300) 상호간을 연결하며 설치되는 회전차 감지부(200);
상기 회전차 감지부(200)로부터 양단의 회전차를 탐지하는 콘트롤러(400);
상기 콘트롤러(400)로부터 회전차를 신호로 전달받아 유압기(P)를 조절하는 제어부(미도시);
를 포함하여 구성되되,
구조물(S)을 상기 유압기(P)로 밀 때,
구조물(S) 일단의 실제 이동거리(L1)와 타단의 실제 이동거리(L2) 각각이 상기 제1회전부(100)와 상기 제2회전부(300)의 회전각으로 변환되어,
상기 제1회전부(100)와 상기 제2회전부(300)의 회전차가 발생하는 즉시 실시간으로 상기 유압기(P)를 조절하므로,
구조물(S) 일단의 계획 이동거리(L1)와 타단의 계획 이동거리(L2)를 준수할 수 있는 것을 특징으로 하는 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치 및 이를 이용한 구조물 시공방법을 제공한다.

Description

구조물의 미세이동 감지 및 조절장치 및 이를 이용한 구조물 시공방법{the device sensing minute displacement of object and the construction method using the same}
본 발명은 직선 또는 곡선을 포함한 정형 또는 비정형으로 밀어서 설치하는 대중량의 구조물을 계획된 이동경로를 통해 정확히 설치하기 위한, 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치 및 이를 이용한 구조물 시공방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치 및 이를 이용한 구조물 시공방법의 실제 시공개념도이다.
도 1은 종래의 기술을 도시한 것은 아니나 이를 참고로 종래의 기술을 설명하면 다음과 같다.
교량의 거대 구조물(S)인 슬래브는 주로 유닛단위의 PC로 제작되어 (1) 거더(G) 위에 크레인으로 인양하여 설치되거나, (2) 거더(G) 위를 활주하여 차례로 이어서 직렬로 설치되게 된다.
이때 특히 곡선구간에서 상기 (2)의 방법으로 시공할 경우 계획된 곡선주로를 유지할 수 없어 시공품질을 유지할 수 없고 안전사고가 발생하는 등의 문제점이 지적되어 왔다.
이에 본 발명자는 직선 또는 곡선주로에서 구조물(S)의 이동경로를 실시간으로 정밀히 제어할 수 있는 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치 및 이를 이용한 구조물 시공방법을 개발하기에 이르렀다.
[문헌 1] 대한민국 공개특허 제10-2015-0144237호 ‘물체의 이동 감지장치’, 2015년12월24일 [문헌 2] 대한민국 등록특허 제10-1114873호 ‘근접센서를 이용한 이동 감지장치 및 이동 감지방법’, 2012년02월28일
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 직선 또는 곡선주로에서 구조물(S)의 이동경로를 실시간으로 정밀히 제어할 수 있는 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치 및 이를 이용한 구조물 시공방법을 제공하고자 한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 회전운동이 가능한 일단의 제1회전부(100);
회전운동이 가능한 타단의 제2회전부(300);
상기 제1회전부(100)와 상기 제2회전부(300) 상호간을 연결하며 설치되는 회전차 감지부(200);
상기 회전차 감지부(200)로부터 양단의 회전차를 탐지하는 콘트롤러(400);
상기 콘트롤러(400)로부터 회전차를 신호로 전달받아 유압기(P)를 조절하는 제어부(미도시);
를 포함하여 구성되되,
구조물(S)을 상기 유압기(P)로 밀 때,
구조물(S) 일단의 실제 이동거리(L1)와 타단의 실제 이동거리(L2) 각각이 상기 제1회전부(100)와 상기 제2회전부(300)의 회전각으로 변환되어,
상기 제1회전부(100)와 상기 제2회전부(300)의 회전차가 발생하는 즉시 실시간으로 상기 유압기(P)를 조절하므로,
구조물(S) 일단의 계획 이동거리(L1)와 타단의 계획 이동거리(L2)를 준수할 수 있는 것을 특징으로 하는 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치 및 이를 이용한 구조물 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 직선 또는 곡선주로에서 구조물(S)의 이동경로를 실시간으로 정밀히 제어할 수 있는 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치 및 이를 이용한 구조물 시공방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치 및 이를 이용한 구조물 시공방법의 실제 시공개념도이다.
도 2는 본 발명의 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치의 결합사시도이다.
도 4는 본 발명에서 제1회전부를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에서 회전차 감지부를 도시한 것이다.
도 6 및 7은 본 발명에서 제2회전부를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치의 구동원리를 도시한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치를 이용한 구조물 시공방법의 개념도이다.
이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치의 분해사시도이고,
도 3은 본 발명의 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치의 결합사시도이다.
그리고 도 8은 본 발명의 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치의 구동원리를 도시한 개념도이다.
본 발명의 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치(1000)는,
회전운동이 가능한 일단의 제1회전부(100);
회전운동이 가능한 타단의 제2회전부(300);
상기 제1회전부(100)와 상기 제2회전부(300) 상호간을 연결하며 설치되는 회전차 감지부(200);
상기 회전차 감지부(200)로부터 양단의 회전차를 탐지하는 콘트롤러(400);
상기 콘트롤러(400)로부터 회전차를 신호로 전달받아 유압기(P)를 조절하는 제어부(미도시);
를 포함하여 구성되되,
구조물(S)을 상기 유압기(P)로 밀 때,
구조물(S) 일단의 실제 이동거리(L1)와 타단의 실제 이동거리(L2) 각각이 상기 제1회전부(100)와 상기 제2회전부(300)의 회전각으로 변환되어,
상기 제1회전부(100)와 상기 제2회전부(300)의 회전차가 발생하는 즉시 실시간으로 상기 유압기(P)를 조절하므로,
구조물(S) 일단의 계획 이동거리(L1)와 타단의 계획 이동거리(L2)를 준수할 수 있는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 상기 제1회전부(100) 및 상기 제2회전부(300)는 축방향은 고정되고 회전운동만 가능한 특징을 가지며,
상기 회전차 감지부(200)는 상기 제1회전부(100)와 상기 제2회전부(300) 상호간을 연결하며 좌우단의 회전차를 축방향 운동으로 변환시키는 역할을 한다.
그리고 상기 콘트롤러(400)는 상기 회전 차 감지부(200)로부터 양단의 회전 차의 크기를 유압기(P)의 제어부에 전달하여 유압기(P)의 추진 축력 및 속도를 보정하도록 하고,
상기 제어부(미도시)는 상기 콘트롤러(400)로부터 회전차의 크기를 신호로 전달받아 유압기(P)의 추진축력(유압), 속도(유량)를 조절한다.
그리고,
상기 계획 이동거리(L1)와 상기 계획 이동거리(L2) 각각에 비례하여 상기 제1회전부(100)와 상기 제2회전부(300)의 지름이 결정되는 것을 특징으로 한다. 이는 원의 지름 또는 반지름과 원주길이가 비례하는 성질을 이용한 것이다.
구조물의 압출추진시 직선인 정방향의 추진방법은 용이하다. 그러나 구조물의 선형이 곡선이거나 활동량을 상이하게 해야 할 경우, 추진 양측의 추진속도 및 압력의 크기를 정확히 제어해야 추진 중 발생할 수 있는 구조물 자체가 받는 이상응력과 추진선형을 유지하는데 중요한 요소가 된다.
도 4는 본 발명에서 제1회전부를 도시한 것이고,
도 5는 본 발명에서 회전차 감지부를 도시한 것이며,
도 6 및 7은 본 발명에서 제2회전부를 도시한 것이다.
그리고 도 8은 본 발명의 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치의 구동원리를 도시한 개념도이다.
도 8에서 편의상 곡선화살표 개수로 많은 회전각의 차이를 표기하였다.
도시된 바와 같이,
상기 제1회전부(100)는,
바퀴형상의 제1피동륜(130);
상기 제1피동륜(130)의 중심에 일단이 연결된 제1피동축(110);
을 포함하여 구성되고,
상기 제2회전부(300)는,
바퀴형상의 제2피동륜(330);
상기 제2피동륜(330) 중심에 일단이 연결된 제2피동축(310);
상기 제2피동축(310)의 타단에 평형키(352)가 돌출된 평형키 드럼(350);
을 포함하여 구성되며,
상기 회전차 감지부(200)는,
일단이 개방되고 외면에 경사진 평형키 가이드홀(212)이 형성된 평형키가이드실린더(210);
상기 평형키가이드실린더(210) 타단에 설치된 축방향 변위디스크(230);
상기 축방향 변위디스크(230) 중심에 설치된 스플라인 축(250);
을 포함하여 구성되고,
상기 콘트롤러(400)는,
상기 축방향 변위디스크(230)에 연결되어 상기 회전차 감지부(200)의 축방향 변위(X)를 검출하는 감지디스크(410);
를 포함하여 구성되되,
상기 제1피동륜(130)과 상기 제2피동륜(330)의 회전각 차이가 발생할 경우
외견상 상기 평형키(352)가 상기 평형키 가이드홀(212)을 활주하는 형식으로 상기 평형키가이드실린더(210)가 미세회전하며 상기 축방향 변위(X)를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
상기 평형키(352)와 상기 평형키 가이드홀(212) 사이의 유격을 방지하고 상기 평형키(352)의 원할한 활주능력을 확보하기 위해서 상기 평형키(352) 외면에는 베어링 역할을 하는 슬리브(354)를 설치할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이,
상기 스플라인 축(250) 외주면에는 스플라인(252)이 형성되고,
상기 스플라인 축(250)의 일단이 내부에 상기 스플라인(252)에 대응하는 홈이 형성된 상기 제1피동축(110) 타단의 커플링 슬리브(112)로 삽입되므로,
상기 스플라인 축(250)과 상기 제1피동축(110)은 길이방향(축방향)으로 자유로이 늘이고 줄였다를 할 수 있어 길이방향(축방향)의 유격에 자유로이 대응하고 회전력은 손실없이 전달하는 것을 특징으로 한다.
상기 커플링 슬리브(112)는 가공 또는 용접으로 일체화 되며 피동축의 축방향 이동은 억제하고 고정하는 기능을 한다.
도 7에 도시된 바와 같이,
상기 평형키 드럼(350)의 중심에는 평형키 드럼축(350);이 설치되어,
상기 평형키 드럼축(350)이 상기 제2피동축(310)의 타단과 결합구(370)를 통해 연결되므로,
상기 평형키 드럼축(350)과 상기 제2피동축(310)의 결합길이를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 6 및 7에 도시된 바와 같이,
상기 결합구(370)는,
상기 평형키 드럼축(350)의 내부로 상기 제2피동축(310)의 타단이 삽입될 때 상기 평형키 드럼축(350)과 상기 제2피동축(310) 사이의 유격을 제거하고 고정시키는 웨지(372)와 너트(374)를 포함하여 구성되되,
상기 평형키 드럼축(350) 외면에는 수나사산이 형성되어 있어 상기 수나사산이 상기 너트(374)와 결합하는 것을 특징으로 한다.
상기 결합구(370)는 상술한 웨지(372)와 너트(374)를 이용할 수도 있지만, 통상적인 결합수단을 이용할 수도 있다.
본 발명은 먼저 최종 목표지점까지의 진행과정에서 방향이 달라지는 경우에는 변화 지점까지의 거리만 비교하여 정면이 아닌 곡선이나 편측방향으로의 추진이 필요한 경우 좌우 양단 각각 추진거리 산출한다.
그리고 좌우 양단의 추진거리값을 비교해 그 비율을 계산하며,
피동륜의 지름을 추진거리 비율과 동일하게 제작한다.(예를 들어 추진거리가 각각 L1=15m, L2=10m인 경우 피동륜의 지름을 D1=0.15m, D2=0.10m로 산정하며 곡선인 경우에는 곡선 또는 현의 길이를 계산비교하여 적용한다.)
피동륜은 구조물에 설치된 케이블 또는 레일을 통해 이동량 및 속도를 검출해 좌우 피동축을 통해 평형키가이드실린더, 평형키 드럼에 각각 회전량으로 전달되는 데, 케이블을 이용하면 현의 길이를 계산하고 레일을 설치하면 현 또는 곡선 모두에 적용이 가능해 여건에 맞게 선택 할 수 있다.
이론적으로 좌우 양단부의 추진거리비율과 양단부 피동축의 지름의 비율이 일치하면 양단 피동축의 회전속도는 동일하므로, 중앙부에 설치된 평형키가이드실린더와 평형키 드럼의 회전속도는 동일해야 한다.
그러나 추진중 좌우 양 추진축의 추진속도나 축력이 추진거리 및 추진속력과 상이하면 좌우측의 피동축 회전속도가 달라지게 된다.
이 때 평형키가이드실린더의 가이드홈과 평형키가 운동하여 평형키가이드 실린더의 스플라인 축이 피동축 방향으로 운동하게 되며 가이드실린더에 부착된 원판키(disk key)가 콘트롤러의 변위감지디스크를 움직여 콘트롤러 로드(rod)를 통해 콘트롤러의 센서 및 스위치를 작동시켜 유압펌프 및 추진 잭의 유압밸브를 작동시켜 제어하는 것이 본 발명의 원리이다.
도 1은 본 발명의 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치 및 이를 이용한 구조물 시공방법의 실제 시공개념도이고,
도 9는 본 발명의 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치를 이용한 구조물 시공방법의 개념도이다.
구조물(S)의 변위를 측정하기 위하여,
도 9(a)에 도시된 바와 같이 상기 구조물(S)과 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치(1000)의 제1, 2피동륜(130, 330) 사이를 케이블이나 와이어로 연결할 수 있으며,
도 9(b)에 도시된 바와 같이 상기 구조물(S)에 별도의 각관 등을 사용하여 제작한 레일을 연결하고 상기 레일을 제1, 2피동륜(130, 330)에 연결할 수 있다.
그리고 본 발명은 주로 교량의 슬래브 시공에 사용될 것이나, 터널의 라이닝공법 또는 쉴드공법 등 건축이든 토목이든 분야를 막론하고 구조물을 밀어 시공하는 현장에는 모두 사용될 수 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.
따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.
S: 구조물
G: 거더
P: 유압기
100: 제1회전부
110: 제1피동축
112: 커플링 슬리브
130: 제1피동륜
200: 회전차 감지부
210: 평형키가이드실린더
212: 평형키 가이드홀
230: 축방향 변위디스크
250: 스플라인 축
252: 스플라인
300: 제2회전부
310: 제2피동축
330: 제2피동륜
350: 평형키 드럼
352: 평형키
354: 슬리브
370: 결합구
372: 웨지
374: 너트
400: 콘트롤러
410: 감지디스크

Claims (7)

  1. 회전운동이 가능한 일단의 제1회전부(100);
    회전운동이 가능한 타단의 제2회전부(300);
    상기 제1회전부(100)와 상기 제2회전부(300) 상호간을 연결하며 설치되는 회전차 감지부(200);
    상기 회전차 감지부(200)로부터 양단의 회전차를 탐지하는 콘트롤러(400);
    상기 콘트롤러(400)로부터 회전차를 신호로 전달받아 유압기(P)를 조절하는 제어부(미도시);
    를 포함하여 구성되되,
    구조물(S)을 상기 유압기(P)로 밀 때,
    구조물(S) 일단의 실제 이동거리(L1)와 타단의 실제 이동거리(L2) 각각이 상기 제1회전부(100)와 상기 제2회전부(300)의 회전각으로 변환되어,
    상기 제1회전부(100)와 상기 제2회전부(300)의 회전차가 발생하는 즉시 실시간으로 상기 유압기(P)를 조절하므로,
    구조물(S) 일단의 계획 이동거리(L1)와 타단의 계획 이동거리(L2)를 준수할 수 있는 것을 특징으로 하는 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치(1000).
  2. 제1항에서,
    상기 계획 이동거리(L1)와 상기 계획 이동거리(L2) 각각에 비례하여 상기 제1회전부(100)와 상기 제2회전부(300)의 지름이 결정되는 것을 특징으로 하는 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치(1000).
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 제1회전부(100)는,
    바퀴형상의 제1피동륜(130);
    상기 제1피동륜(130)의 중심에 일단이 연결된 제1피동축(110);
    을 포함하여 구성되고,
    상기 제2회전부(300)는,
    바퀴형상의 제2피동륜(330);
    상기 제2피동륜(330) 중심에 일단이 연결된 제2피동축(310);
    상기 제2피동축(310)의 타단에 평형키(352)가 돌출된 평형키 드럼(350);
    을 포함하여 구성되며,
    상기 회전차 감지부(200)는,
    일단이 개방되고 외면에 경사진 평형키 가이드홀(212)이 형성된 평형키가이드실린더(210);
    상기 평형키가이드실린더(210) 타단에 설치된 축방향 변위디스크(230);
    상기 축방향 변위디스크(230) 중심에 설치된 스플라인 축(250);
    을 포함하여 구성되고,
    상기 콘트롤러(400)는,
    상기 축방향 변위디스크(230)에 연결되어 상기 회전차 감지부(200)의 축방향 변위(X)를 검출하는 감지디스크(410);
    를 포함하여 구성되되,
    상기 제1피동륜(130)과 상기 제2피동륜(330)의 회전각 차이가 발생할 경우
    외견상 상기 평형키(352)가 상기 평형키 가이드홀(212)을 활주하는 형식으로 상기 평형키가이드실린더(210)가 미세회전하며 상기 축방향 변위(X)를 발생시키는 것을 특징으로 하는 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치(1000).
  4. 제3항에서,
    상기 스플라인 축(250) 외주면에는 스플라인(252)이 형성되고,
    상기 스플라인 축(250)의 일단이 내부에 상기 스플라인(252)에 대응하는 홈이 형성된 상기 제1피동축(110) 타단의 커플링 슬리브(112)로 삽입되므로,
    상기 스플라인 축(250)과 상기 제1피동축(110)은 길이방향의 유격에 자유로이 대응하고 회전력은 손실없이 전달하는 것을 특징으로 하는 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치(1000).
  5. 제3항에서,
    상기 평형키 드럼(350)의 중심에는 평형키 드럼축(350);이 설치되어,
    상기 평형키 드럼축(350)이 상기 제2피동축(310)의 타단과 결합구(370)를 통해 연결되므로,
    상기 평형키 드럼축(350)과 상기 제2피동축(310)의 결합길이를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치(1000).
  6. 제5항에서,
    상기 결합구(370)는,
    상기 평형키 드럼축(350)의 내부로 상기 제2피동축(310)의 타단이 삽입될 때 상기 평형키 드럼축(350)과 상기 제2피동축(310) 사이의 유격을 제거하고 고정시키는 웨지(372)와 너트(374)를 포함하여 구성되되,
    상기 평형키 드럼축(350) 외면에는 수나사산이 형성되어 있어 상기 수나사산이 상기 너트(374)와 결합하는 것을 특징으로 하는 구조물의 미세이동 감지 및 조절장치(1000).
  7. 삭제
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