KR101741762B1 - 교량 인상용 안전 유압잭, 교량 인상 자동 제어 시스템 및 교량 인상 및 인하 공법 - Google Patents

교량 인상용 안전 유압잭, 교량 인상 자동 제어 시스템 및 교량 인상 및 인하 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유압에 의한 램 부재의 상승에 따라 상부 구조물을 인상한 후 안전너트로 램 부재의 높이를 고정한 상태에서 교좌 장치의 교체 작업 등을 실시할 수 있고, 작업 중 상대 변위로 인한 유압잭의 손상을 방지할 수 있어 시공성 및 안전성 향상이 가능한 교량 인상용 안전 유압잭, 교량 인상 자동 제어 시스템 및 교량 인상 및 인하 공법에 대한 것이다.
본 발명 교량 인상용 안전 유압잭은 상부가 개방된 원통 형상으로 일측에 유체주입구가 형성되고, 내부에 상기 유체주입구와 연통되는 수납부가 형성되는 실린더 본체; 하부가 상기 실린더 본체의 수납부에 수납되어 유압에 의해 승하강 가능하게 구비되는 것으로 원통 형상으로 상부가 개방되고, 외주면에 나사산이 형성된 본체부 및 상기 본체부의 개방된 상부에 나사 결합되어 하부에 상기 공간부를 형성하는 덮개부로 구성되는 램 부재; 내주면에 암나사산이 형성된 링 형상으로 상기 램 부재의 외부에 나사 결합되어 램 부재의 상승 높이를 고정하는 안전너트; 및 상기 램 부재의 상단에 교축 방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되는 슬라이딩구; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

교량 인상용 안전 유압잭, 교량 인상 자동 제어 시스템 및 교량 인상 및 인하 공법{Hydraulic jack for lifting bridge, Automatic control system for lifting bridge and Method for lifting and lowering bridge}
본 발명은 유압에 의한 램 부재의 상승에 따라 상부 구조물을 인상한 후 안전너트로 램 부재의 높이를 고정한 상태에서 교좌 장치의 교체 작업 등을 실시할 수 있고, 작업 중 상대 변위로 인한 유압잭의 손상을 방지할 수 있어 시공성 및 안전성 향상이 가능한 교량 인상용 안전 유압잭, 교량 인상 자동 제어 시스템 및 교량 인상 및 인하 공법에 대한 것이다.
일반적으로 교량은 교각, 교대 등 하부 구조물과 교량 상판, 거더 등 상부 구조물 사이에 교좌 장치가 설치되어 상부 구조물을 지지하면서 상부에 가해지는 충격을 완화시키도록 구성된다.
상기 교좌 장치는 노후화 등으로 인한 손상시 교량 상판의 처짐 등을 유발하여 교량 사용성을 저하할 수 있으므로, 교량의 기능을 향상시키고 유지하기 위해서는 교좌 장치를 주기적으로 점검하여 교체할 필요가 있다.
이를 위하여 유압잭 등을 이용하여 상부 구조물을 인상하는 과정이 선행되어야 한다.
일례로 기존에는 실린더 외부에 너트 부재를 결합하여 너트 부재가 교량 상부 구조물을 지지하도록 구성한 유압잭이 이용되었다.
그러나 이 경우 유압 주입구와의 간섭으로 인하여 너트 부재를 설치하기 곤란하였다. 또한, 상대적으로 직경이 큰 실린더 외부에 너트 부재를 결합하여야 하고 상부 하중을 너트 부재가 단독으로 지지하여 실린더 부재에 전달해야 하므로, 너트 부재의 크기가 크고 중량이 무거워 운반 및 시공이 불편하였다.
더욱이 상부 구조물의 하면이 평탄하지 않거나 기울어져 있는 경우에는 너트 부재가 상부 구조물 하부에 제대로 밀착되지 않아 상부 구조물을 견고하게 지지하지 못할 수도 있었다.
아울러 또 다른 종래기술로 도 1에 도시된 바와 같이, 유압잭(124) 주변에 복수의 고정볼트(220)를 배치하여, 상부 구조물 인상 후 너트(230)를 회전시켜 상부 구조물 하부를 지지하도록 구성한 교량 인상 장치가 있다(특허 제10-964729호).
그러나 상기 등록기술은 너트(230)의 개수가 많아 작업 시간이 오래 걸리고, 너트(230) 상호 간 높이를 정확하게 일치시키기 어려운 문제점이 있었다.
한편, 상부 구조물 인상 후 교좌 장치의 보수·교체에는 상당한 시간 소요된다. 그런데 이러한 과정 중 교량 상부 구조물이 온도 변화에 의해 수축 또는 팽창할 수 있고, 이로 인하여 교각 또는 교대와 교량 상판 사이에 상대 변위가 발생하게 된다. 따라서 유압잭이 손상되거나 램 부재의 각도가 틀어져 램 부재를 하강하기 곤란한 문제점이 발생할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 구성 및 시공이 간단하여 교좌 장치의 교체 작업 등에 있어서 상부 구조물의 인상 및 인하를 용이하게 진행할 수 있는 교량 인상용 안전 유압잭, 교량 인상 자동 제어 시스템 및 교량 인상 및 인하 공법을 제공하고자 한다.
본 발명은 상부 구조물의 하면이 평탄하지 않거나 기울어져 있는 경우에도 상부 구조물의 지지 및 인하가 원활하게 진행될 수 있는 교량 인상용 안전 유압잭, 교량 인상 자동 제어 시스템 및 교량 인상 및 인하 공법을 제공하고자 한다.
본 발명은 온도 변화에 의하여 교량 상부 구조물과 하부 구조물 사이에 발생하는 상대 변위를 수용하여 유압잭의 손상이나 램 부재의 기울기를 방지할 수 있는 교량 인상용 안전 유압잭, 교량 인상 자동 제어 시스템 및 교량 인상 및 인하 공법을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상부가 개방된 원통 형상으로 일측에 유체주입구가 형성되고, 내부에 상기 유체주입구와 연통되는 수납부가 형성되는 실린더 본체; 하부가 상기 실린더 본체의 수납부에 수납되어 유압에 의해 승하강 가능하게 구비되는 것으로 원통 형상으로 상부가 개방되고, 외주면에 나사산이 형성된 본체부 및 상기 본체부의 개방된 상부에 나사 결합되어 하부에 상기 공간부를 형성하는 덮개부로 구성되는 램 부재; 내주면에 암나사산이 형성된 링 형상으로 상기 램 부재의 외부에 나사 결합되어 램 부재의 상승 높이를 고정하는 안전너트; 및 상기 램 부재의 상단에 교축 방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되는 슬라이딩구; 로 구성되는 것으로, 상기 유체주입구는 램 부재의 상승을 위해 유체를 공급하는 전진 포트 및 램 부재의 하강을 위해 유압을 공급하는 후진 포트로 구성되어 램 부재가 복동식으로 구동되되, 상기 램 부재의 하단에는 상기 실린더 본체의 수납부 내주면에 밀착되는 이동피스톤이 형성되어, 상기 전진 포트는 수납부의 하부에 연통되도록 구비되고, 상기 램 부재의 내부에는 공간부가 형성되고, 하면에는 공간부에 연통되는 슬라이딩공이 형성되며, 상기 실린더 본체의 수납부 하부에는 상부가 상기 슬라이딩공을 관통하여 공간부 내에 위치하는 유체주입봉이 구비되고, 상기 유체주입봉은 후진 포트와 연통되는 유로가 내부에 형성되며, 상부 일측에는 유로와 연통되어 공간부 내로 유체를 배출하는 배출공이 형성되고, 상단에는 상기 램 부재의 공간부 내주면에 밀착되는 고정피스톤이 형성되며, 상기 유체주입봉의 상단에는 상기 고정피스톤의 상부로 일정 길이 돌출되는 원통 형상의 가이드봉이 구비되고, 상기 덮개부의 하면 중앙에는 상기 가이드봉의 상단이 삽입되어 램 부재의 승하강을 가이드하는 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 교량 인상용 안전 유압잭을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 램 부재의 상단에는 가이드홈이 교축 방향으로 형성되고, 상기 슬라이딩구의 저면은 상기 가이드홈의 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 교량 인상용 안전 유압잭을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 슬라이딩구의 저면 전단 및 후단에는 상기 램 부재의 상단에 걸려 이탈을 방지하는 걸림부재가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 교량 인상용 안전 유압잭을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 램 부재의 상단과 슬라이딩구의 사이에는 상하로 한 쌍의 슬라이딩패드가 구비되는 것을 특징으로 하는 교량 인상용 안전 유압잭을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 후진 포트의 일측에는 공간부 내 유압이 설정값을 초과할 경우 유체를 외부로 배출하여 감압시키는 안전밸브가 결합되는 것을 특징으로 하는 교량 인상용 안전 유압잭을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 안전밸브는 후진 포트에 연통되도록 결합되는 연결관, 상기 연결관의 일단에 결합되는 밸브 하우징, 상기 밸브 하우징 내에 구비되어 연결관 일단을 개폐하는 개폐부재, 상기 밸브 하우징 내에 구비되어 상기 개폐부재를 연결관 측으로 가압하는 가압스프링 및 상기 밸브 하우징의 일측에 연통되도록 결합되는 배출관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 교량 인상용 안전 유압잭을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 교량의 하부 구조물과 상부 구조물 사이에 구비되는 상기 복수의 교량 인상용 안전 유압잭; 유체를 공급하기 위한 유압펌프; 상기 유압펌프로부터 공급받은 유체를 복수의 교량 인상용 안전 유압잭에 분배하는 분배기; 및 상기 유압펌프를 제어하는 제어부; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 교량 인상 자동 제어 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 (a) 교량의 하부 구조물과 상부 구조물 사이에 상기 교량 인상용 안전 유압잭을 설치하는 단계; (b) 전진 포트를 통해 상기 교량 인상용 안전 유압잭에 유체를 공급하여 램 부재를 상승시킴으로써 상부 구조물을 인상하는 단계; (c) 램 부재의 외주면에 나사 결합된 안전너트를 회전 하강시켜 실린더 본체의 상면에 밀착시킴으로써 램 부재의 높이를 고정하는 단계; (d) 하부 구조물과 상부 구조물 사이의 교좌 장치를 교체 또는 보수하는 단계; (e) 안전너트를 회전 상승시켜 램 부재의 고정을 해제하는 단계; 및 (f) 후진 포트를 통해 상기 교량 인상용 안전 유압잭에 유체를 공급하여 램 부재를 하강시킴으로써 상부 구조물을 인하하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 교량 인상 및 인하 공법을 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 유압잭이 실리콘 본체, 램 부재 및 안전너트로 구성되며, 램 부재의 상승 및 하강과 안전너트의 회전 이동에 따라 상부 구조물의 인상 여부를 결정할 수 있다. 따라서 구성 및 시공이 간단하여 교좌 장치의 교체 작업시 상부 구조물의 인상 및 인하를 용이하게 진행할 수 있다.
둘째, 슬라이딩구가 램 부재의 상단에서 교축 방향으로 슬라이딩 가능하게 구성되므로, 교량 상부 구조물의 변형에 대하여 대응 가능하다. 이에 따라 유압잭이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 램 부재의 작동이 원활하게 유지된다.
셋째, 유압에 의해 램 부재가 상승하여 상부 구조물을 인상한 후 안전너트를 하부로 이동시켜 램 부재의 높이를 고정할 수 있다. 따라서 램 부재의 높이가 고정되므로, 유압이 손실되더라도 상부 구조물의 지지 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
넷째, 유압잭을 복동식으로 구성하면 상부 구조물의 하면이 평탄하지 않거나 경사진 경우 등이라도 후진 포트를 통하여 공급되는 유압에 의해 램 부재가 편심 없이 하강하도록 구성할 수 있다.
다섯째, 램 부재는 수납부 하부와 이동피스톤 사이에 유체를 공급하여 상승시킬 수 있으며, 유체주입봉의 유로를 통해 공간부에 유체를 공급하여 하강시킬 수 있다. 이에 따라 램 부재 외주면에 형성된 나사산을 통하여 유체가 누출되지 않고 램 부재의 하강이 가능하다.
도 1은 종래 교량 인상용 안전 유압잭을 도시하는 도면.
도 2는 교량에 설치된 본 발명 교량 인상용 안전 유압잭의 측면도.
도 3은 본 발명 교량 인상용 안전 유압잭의 사시도.
도 4는 램 부재와 슬라이딩구의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 5는 슬라이딩구의 작동 모습을 도시하는 측면도.
도 6은 본 발명 교량 인상용 안전 유압잭의 단면도.
도 7은 본 발명 교량 인상용 안전 유압잭의 작동 관계를 도시하는 측면도.
도 8은 램 부재와 유체주입봉의 결합 관계를 도시하는 분해 사시도.
도 9의 (a)와 (b)는 각각 램 부재의 상승 및 하강시 본 발명 교량 인상용 안전 유압잭을 도시하는 단면도.
도 10은 안전밸브의 작동 과정을 도시하는 단면도.
도 11의 (a)와 (b)는 각각 가이드봉과 삽입홈이 구비된 경우 램 부재의 상승 및 하강에 따른 본 발명 교량 인상용 안전 유압잭을 도시하는 단면도.
도 12는 본 발명 교량 인상 자동 제어 시스템을 도시하는 도면.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 교량에 설치된 본 발명 교량 인상용 안전 유압잭의 측면도이고, 도 3은 본 발명 교량 인상용 안전 유압잭의 사시도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명 교량 인상용 안전 유압잭은 상부가 개방된 원통 형상으로 일측에 유체주입구(411)가 형성되고, 내부에 상기 유체주입구(411)와 연통되는 수납부(412)가 형성되는 실린더 본체(41); 하부가 상기 실린더 본체(41)의 수납부(412)에 수납되어 유압에 의해 승하강 가능하게 구비되는 것으로 외주면에 나사산이 형성된 램 부재(42); 내주면에 암나사산이 형성된 링 형상으로 상기 램 부재(42)의 외부에 나사 결합되어 램 부재(42)의 상승 높이를 고정하는 안전너트(43); 및 상기 램 부재(42)의 상단에 교축 방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되는 슬라이딩구(45); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명 교량 인상용 안전 유압잭은 교각, 교대 등의 하부 구조물(1)과 교량 상판, 거더 등 상부 구조물(2)의 사이에 설치되는 교좌 장치(3)의 보수나 교체 작업시 상부 구조물(2)을 인상 또는 인하하기 위하여 사용된다.
상기 실린더 본체(41)는 하부 구조물(1) 상부에 위치되는 것으로, 내부에 램 부재(42)가 삽입 가능하도록 상부가 개방된 원통 형상으로 구성된다.
상기 실린더 본체(41)의 일측에는 유체주입구(411)가 형성되고, 내부에는 상기 유체주입구(411)와 연통되는 수납부(412)가 형성된다.
상기 램 부재(42)는 하부가 상기 실린더 본체(41)의 수납부(412)에 수납되어 유압에 의해 승하강 가능하게 구비된다.
상기 램 부재(42)의 외주면에는 나사산이 형성되며, 안전너트(43)가 램 부재(42)의 외측에서 램 부재(42)의 나사산을 따라 상하로 이동하면서 램 부재(42)의 위치를 고정한다.
상기 안전너트(43)는 램 부재(42)의 외주면에 형성된 나사산과 대응되도록 내주면에 암나사산이 형성된다.
상기 안전너트(43)는 내부가 빈 링 형상으로, 램 부재(42)의 외부에 나사 결합되어 램 부재(42)의 상승 높이를 고정한다.
상기 안전너트(43)는 외측에 공구삽입홈(431)이 소정 깊이로 형성될 수 있다.
이에 따라 상기 공구삽입홈(431)에 공구를 삽입하여 안전너트(43)를 쉽게 회전시킬 수 있다.
상기 공구삽입홈(431)은 안전너트(43)의 외주면에 복수 개 형성 가능하다.
상기 슬라이딩구(45)는 램 부재(42)의 상단에 교축 방향으로 슬라이딩 가능하게 구비된다.
상기 슬라이딩구(45)는 램 부재(42)의 상단에서 교량 상판의 교축 방향 이동을 자유롭게 풀어준다. 따라서 교량 상부 구조물(2)의 온도 변화에 따른 수축이나 팽창 등으로 인하여 발생하는 상대 변위를 흡수하여, 유압잭이 작동하지 않거나 유압잭이 손상되는 것을 방지한다. 이에 따라 램 부재(42)가 원활하게 하강할 수 있다.
본 발명 교량 인상용 안전 유압잭(4)은 기본적으로 유압에 의해 램 부재(42)가 상승하면서 상부 구조물(2)을 인상하며, 상부 구조물(2)의 인상 후에는 안전너트(43)를 회전하여 하부로 이동시킴으로써 램 부재(42)의 높이를 고정한다. 따라서 램 부재(42)를 안전너트(43)가 지지하여 유압이 손실되는 경우에도 램 부재(42)가 하강하지 않고 상부 구조물(2)의 지지 상태를 유지할 수 있다.
도 4는 램 부재와 슬라이딩구의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 5는 슬라이딩구의 작동 모습을 도시하는 측면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 램 부재(42)의 상단에는 가이드홈(427)이 교축 방향으로 형성되고, 상기 슬라이딩구(45)의 저면은 상기 가이드홈(427)의 내부에 삽입되도록 구성할 수 있다.
상기 램 부재(42)와 슬라이딩구(45)는 상단 및 저면이 상호 대면하도록 위치된다.
이때, 슬라이딩구(45)가 교축 방향으로만 움직이도록 함과 동시에 교폭 방향 이동을 제한하도록 램 부재(42)의 상단에는 소정 깊이로 가이드홈(427)을 형성한다.
상기 슬라이딩구(45)는 저면이 가이드홈(427)에 삽입되어 슬라이딩 이동 가능하다. 특히, 도 4 등과 같이 슬라이딩구(45)는 저면에 상기 가이드홈(427)에 삽입 가능하도록 돌출부를 형성할 수 있다.
상기 슬라이딩구(45)의 저면 전단 및 후단에는 상기 램 부재(42)의 상단에 걸려 이탈을 방지하는 걸림부재(451)가 돌출 형성될 수 있다.
상기 걸림부재(451)는 슬라이딩구(45)의 저면 전단 및 후단에 각각 돌출 형성된다.
상기 걸림부재(451)는 램 부재(42)의 상단 외주면에 걸려, 교량 상부 구조물(2)의 교축 방향 이동을 허용하면서도 외력 등에 의해 슬라이딩구(45)가 램 부재(42)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
상부 구조물(2)의 변형을 고려하여 상기 걸림부재(451)의 내측과 램 부재(42) 전방 또는 후방 외주면 사이는 일정 거리, 바람직하게는 20㎜ 내외 정도 이격되도록 구성함이 바람직하다.
아울러 상기 램 부재(42)의 상단과 슬라이딩구(45)의 사이에는 상하로 한 쌍의 슬라이딩패드(46)가 구비될 수 있다.
상기 한 쌍의 슬라이딩패드(46) 사이에는 상호 원활한 슬라이딩이 가능하도록 윤활제를 도포할 수 있다.
이에 따라 한 쌍의 슬라이딩패드(46) 간에는 윤활제에 의해 서로 자유롭게 슬라이딩 이동 가능하다. 동시에 하부에 위치하는 슬라이딩패드(46)의 하면은 램 부재(42)의 상면에 밀착되고 상부에 위치하는 슬라이딩패드(46)의 상면은 슬라이딩구(45)의 하면에 밀착되며, 자중 및 교량 상판의 중량에 의해 각각 위치가 이탈되지 않고 고정된다.
상기 슬라이딩패드(46)는 다양한 재료를 이용하여 제작할 수 있으며, 얇은 금속판, 특히 스테인리스 스틸 등으로 구성하여 부식을 방지하도록 구성함이 바람직하다.
도 6은 본 발명 교량 인상용 안전 유압잭의 단면도이고, 도 7은 본 발명 교량 인상용 안전 유압잭의 작동 관계를 도시하는 측면도이며, 도 8은 램 부재와 유체주입봉의 결합 관계를 도시하는 분해 사시도이다. 그리고 도 9의 (a)와 (b)는 각각 램 부재의 상승 및 하강시 본 발명 교량 인상용 안전 유압잭을 도시하는 단면도이다.
도 6, 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 유체주입구(411)는 램 부재(42)의 상승을 위해 유체를 공급하는 전진 포트(411a) 및 램 부재(42)의 하강을 위해 유압을 공급하는 후진 포트(411b)로 구성되어 램 부재(42)가 복동식으로 구동되도록 구성할 수 있다.
단동식 유압잭은 램 부재(42)가 상부 구조물(2)의 자중에 의해 하강한다.
그러나 상부 구조물(2)의 하면이 경사진 경우 등에는 램 부재(42)에 편심이 작용하여 램 부재(42)가 실린더 본체(41) 내부에 끼여 제대로 하강하지 않는 경우가 많다. 이때에는 램 부재(42)에 인위적인 충격을 가하여 램 부재(42)를 억지로 후진시키므로, 작업 시간이 많이 소요되고 유압잭이 손상될 수 있다.
따라서 본 발명에서는 교량 인상용 안전 유압잭(4)을 복동식으로 구성하여 램 부재(42)가 하강시에는 외력이 아니라 후진 포트(411b)를 통하여 공급되는 유압에 의해 하강하도록 하였다.
이때, 상기 램 부재(42)의 하단에는 상기 실린더 본체(41)의 수납부(412) 내주면에 밀착되는 이동피스톤(421)이 형성되어, 상기 전진 포트(411a)는 수납부(412)의 하부에 연통되도록 구비된다.
이에 따라 상기 전진 포트(411a)는 실린더 본체(41)의 수납부(412) 하부와 이동피스톤(421) 사이에 유체를 공급하여 램 부재(42)를 상승시킨다.
상기 이동피스톤(421)은 램 부재(42)의 상부보다 지름이 크게 형성되어 수납부(412) 내주면에 밀착된다. 그러므로 유체가 이동피스톤(421) 상부로 유출되지 않고 이동피스톤(421) 하부에 위치하는 수납부(412) 부분에만 위치된다.
상기 이동피스톤(421)의 상단은 후술할 고정피스톤(443)에 걸려 외부로 이탈되지 않는다.
아울러 상기 램 부재(42)의 내부에는 공간부(422)가 형성되고, 하면에는 공간부(422)에 연통되는 슬라이딩공(426)이 형성되며, 상기 실린더 본체(41)의 수납부(412) 하부에는 상부가 상기 슬라이딩공(426)을 관통하여 공간부(422) 내에 위치하는 유체주입봉(44)이 구비되고, 상기 유체주입봉(44)은 후진 포트(411b)와 연통되는 유로(441)가 내부에 형성되며, 상부 일측에는 유로(441)와 연통되어 공간부(422) 내로 유체를 배출하는 배출공(442)이 형성되고, 상단에는 상기 램 부재(42)의 공간부(422) 내주면에 밀착되는 고정피스톤(443)이 형성된다.
일반적인 복동식 유압잭은 램 부재 하부에 위치되는 피스톤 상하로 각각 유압실이 구비된다. 이에 따라 램 부재 상승시에는 하부 유압실에 유체가 공급되고, 램 부재 하강시에는 상부 유압실에 유체가 공급된다.
그러나 본 발명에서는 램 부재(42)의 외주면에 나사산이 형성되므로, 나사산에 형성된 골 부분을 통하여 상부 유압실의 유체가 누수 되어 램 부재(42)의 하강이 곤란하다.
이에 따라 본 발명에서는 램 부재(42) 상승시에는 종래와 동일하게 하부 유압실에 해당하는 수납부(412) 하부와 이동피스톤(421) 사이에 유체를 공급하여 램 부재(42)가 상승하도록 구성하였다(도 7의 (b), 도 9의 (a)). 이때, 상기 램 부재(42)가 최대로 상승하더라도 공간부(422) 저면이 내부의 고정피스톤(443)에 걸리므로, 고정피스톤(443)이 스토퍼 역할을 하여 램 부재(42)가 실린더 본체(41) 상부로 이탈되지 않는다.
상기 상부 구조물(2)의 인상 후에는 안전너트(43)를 회전하여 하부로 이동시킴으로써 램 부재(42)의 높이를 고정한다(도 7의 (c)).
반대로 램 부재(42) 하강시에는 상부 유압실이 아니라 램 부재(42)의 내부에 형성된 공간부(422) 측으로 유체를 공급하여 램 부재(42)의 하강이 이루어지도록 하였다(도 9의 (b)). 즉, 유체주입봉(44) 상단에 고정피스톤(443)을 고정 결합하고 후진 포트(411b)와 연통되는 유체주입봉(44)의 유로(441)를 통해 고정피스톤(443) 하부의 공간부(422)에 유체를 공급한다. 이에 따라 유체가 램 부재(42)의 공간부(422) 저면을 가압하므로, 램 부재(42)가 하강한다. 다시 말하면 램 부재(42)의 외부가 아닌 램 부재(42) 내부의 공간부(422)에 유압이 가해지므로, 램 부재(42) 외주면에 형성된 나사산을 통하여 유체가 누출되지 않는다.
상기 램 부재(42)는 하부의 이동피스톤(421), 공간부(422)에 위치하는 고정피스톤(443) 및 슬라이딩공(426)에 결합된 유체주입봉(44)에 의해 상하 이동이 가이드 된다. 이에 따라 램 부재(42)는 편심 없이 상하 수직 이동이 가능하다.
상기 고정피스톤(443)과 공간부(422) 내주면 사이, 유체주입봉(44)과 슬라이딩공(426) 사이 및 이동피스톤(421)과 수납부(412) 내주면 사이에는 패킹을 설치하여 유체가 누출되는 것을 방지하도록 구성할 수 있다.
상기 슬라이딩공(426)은 램 부재(42) 하단의 이동피스톤(421) 중앙에 형성할 수 있다.
상기 슬라이딩공(426)은 공간부(422) 보다 직경이 작도록 구성하여, 공간부(422) 내부에 유체가 배출될 수 있는 충분한 공간을 형성함과 동시에 램 부재(42)가 마찰 없이 상하 자유롭게 이동하도록 구성할 수 있다.
상기 후진 포트(411b) 및 이에 연결되는 유로는 실린더 본체(41)의 수납부(412) 저면에 결합되어 유체주입봉(44)의 유로(441)에 연통되도록 결합할 수 있다.
상기 고정피스톤(443)은 중앙에 결합공을 형성하고, 상기 결합공의 내주면과 유체주입봉(44)의 외주면에 서로 대응되도록 나사산과 암나사산을 형성하여, 고정피스톤(443)과 유체주입봉(44)을 상호 나사 결합할 수 있다.
도 8 등에 도시된 바와 같이, 상기 램 부재(42)는 원통 형상으로 상부가 개방된 본체부(423) 및 상기 본체부(423)의 개방된 상부에 나사 결합되어 하부에 상기 공간부(422)를 형성하는 덮개부(424)로 구성 가능하며, 상기 덮개부(424)의 상부에는 교량 상판의 각도에 대응할 수 있는 새들(425)을 결합할 수 있다.
상기 램 부재(42)는 공간부(422) 내부에 고정피스톤(443) 및 유체주입봉(44)을 결합할 수 있도록 본체부(423) 상부를 개방 가능하게 구성할 수 있다.
그리고 상기 공간부(422) 내부에는 고정피스톤(443)이 위치하여야 하므로, 덮개부(424)가 개방된 상태에서 하부의 슬라이딩공(426)을 통해 유체주입봉(44)을 공간부(422) 내부로 돌출되도록 위치시킬 수 있다.
상기 유체주입봉(44)의 상단에 고정피스톤(443)을 고정한 후에는 덮개부(424)를 나사 결합하여 램 부재(42) 상부를 밀폐시킬 수 있다.
상기 덮개부(424)는 외주면에 나사산이 형성되어 공간부(422) 내주면 상부에 형성된 암나사산에 나사 결합할 수 있다.
이때, 상기 고정피스톤(443)은 덮개부(423) 하부에 위치된다.
상기 슬라이딩구(45)는 램 부재(42)의 새들(425) 상부에 안착되도록 구성 가능하다.
도 10은 안전밸브의 작동 과정을 도시하는 단면도이다.
도 6, 도 10 등에 도시된 바와 같이, 상기 후진 포트(411b)의 일측에는 공간부(422) 내 유압이 설정값을 초과할 경우 유체를 외부로 배출하여 감압시키는 안전밸브(47)가 결합될 수 있다.
상기 램 부재(42) 전진시에는 수납부(412)의 이동피스톤(421) 하부에 유체가 채워지고, 램 부재(42) 후진시에는 램 부재(42) 내부의 공간부(422)에 유체가 채워진다. 그런데 수납부(412)의 단면적이 공간부(422)의 단면적보다 훨씬 커 유압 불균형이 발생하면, 공간부(422) 내에 과도한 유압이 작용하여 램 부재(42) 측벽이 변형되거나 후진 포트(411b)로 유체가 누출되어 작동 불능 상태가 될 수 있다.
따라서 이러한 유압 불균형으로 인한 장비 손상을 방지하기 위하여 공간부(422) 내 유압이 과도하게 상승할 경우 안전밸브(47)를 통해 자연스럽게 유체를 외부로 배출할 수 있도록 하였다.
상기 안전밸브(47)는 후진 포트(411b)에 연통되도록 결합되는 연결관(471), 상기 연결관(471)의 일단에 결합되는 밸브 하우징(472), 상기 밸브 하우징(472) 내에 구비되어 연결관(471) 일단을 개폐하는 개폐부재(473), 상기 밸브 하우징(472) 내에 구비되어 상기 개폐부재(473)를 연결관(471) 측으로 가압하는 가압스프링(474) 및 상기 밸브 하우징(472)의 일측에 연통되도록 결합되는 배출관(475)으로 구성 가능하다.
상기 공간부(422) 내 압력이 설정값 이하이면 가압스프링(474)이 개폐부재(473)를 가압한 상태가 유지되어 연결관(471) 일단이 폐쇄된 상태로 유지된다. 이후 공간부(422) 내 압력이 설정값을 초과하면 개폐부재(473)를 가압하여 연결관(471) 일단이 개방되도록 하고, 유체가 배출관(475)을 통해 외부로 배출되어 공간부(422) 내 과도한 압력을 감소시킨다.
또한, 공간부(422) 내 압력이 일정값으로 떨어지면, 자동으로 가압스프링(474)의 탄성에 의해 개폐부재(473)가 연결관(471)의 일단을 폐쇄한다.
아울러 상기 밸브 하우징(472)의 후단에는 가압스프링(474)의 단부를 가압, 지지하는 조절나사(476)가 결합되어 개폐부재(473)의 개방 압력을 조절하도록 구성할 수 있다.
도 11의 (a)와 (b)는 각각 가이드봉과 삽입홈이 구비된 경우 램 부재의 상승 및 하강에 따른 본 발명 교량 인상용 안전 유압잭을 도시하는 단면도이다.
도 11의 (a) 내지 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 램 부재(42)는 원통 형상으로 상부가 개방된 본체부(423) 및 상기 본체부(423)의 개방된 상부에 나사 결합되어 하부에 상기 공간부(422)를 형성하는 덮개부(424)로 구성되고, 상기 유체주입봉(44)의 상단에는 상기 고정피스톤(443)의 상부로 일정 길이 돌출되는 원통 형상의 가이드봉(444)이 구비되며, 상기 덮개부(424)의 하면 중앙에는 상기 가이드봉(444)의 상단이 삽입되어 램 부재(42)의 승하강을 가이드하는 삽입홈(428)이 형성되도록 구성할 수 있다.
상기 램 부재(42)는 외주면에 나사산이 형성되므로 실린더 본체(41)의 내주면과 일정 간격 유격이 발생한다.
이에 따라 상부 구조물(2)의 변위 발생시 램 부재(42)가 기울어져 승하강 작업이 어려워질 수 있다.
따라서 유체주입봉(44)의 상단을 상부로 일정 길이 연장하여 덮개부(424) 하단에 구비된 삽입홈(428)에 삽입되도록 함으로써, 램 부재(42)가 유체주입봉(44)의 2지점, 즉 고정피스톤(443)과 가이드봉(444) 상단 2군데에서 지지되면서 위치가 고정되도록 하였다. 이에 따라 램 부재(42)가 기울어지는 것을 방지할 수 있다.
도 12는 본 발명 교량 인상 자동 제어 시스템을 도시하는 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명 교량 인상 자동 제어 시스템은 교량의 하부 구조물(1)과 상부 구조물(2) 사이에 구비되는 상기 복수의 교량 인상용 안전 유압잭(4); 유체를 공급하기 위한 유압펌프(5); 상기 유압펌프(5)로부터 공급받은 유체를 복수의 교량 인상용 안전 유압잭(4)에 분배하는 분배기(6); 및 상기 유압펌프(5)를 제어하는 제어부(7); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 교량 인상용 안전 유압잭(4)은 교각이나 교대 등의 각 하부 구조물(1)의 상부에 복수 개 설치할 수 있다.
상기 교량 인상용 안전 유압잭(4)의 각 구성 및 그 역할은 도 2 내지 도 11을 통하여 서술한 본 발명 교량 인상용 안전 유압잭(4)과 동일하다.
상기 유압펌프(5)를 통하여 유체가 공급되어 램 부재(42)의 상승 또는 하강이 이루어진다.
상기 유압펌프(5)에는 압력조절밸브, 방향전환밸브 등이 구비되어 제어부(7)의 신호에 따라 유압 인가를 조절하도록 구성될 수 있다.
상기 분배기(6)는 유압펌프(5)로부터 공급받은 유체를 복수의 교량 인상용 안전 유압잭(4)에 분배한다.
상기 분배기(6)에는 압력센서가 구비되어 각 안전 유압잭(4)에 인가되는 유압을 측정하고, 측정된 신호를 제어부(7)로 보내며, 측정된 유압에 근거하여 각 안전 유압잭(4)이 상부 구조물(2)의 추가 인상 또는 인하량을 제어하도록 구성될 수 있다.
이에 따라 상부 구조물(2)의 수평을 유지하면서 인상 또는 인하를 진행할 수 있다.
아울러 상부 구조물(2)의 인상 또는 인하시 상부 구조물(2)의 전도를 방지하기 위하여 교량 하부 구조물(1)에는 상부 구조물(2)의 변위를 측정하는 위치센서가 구비될 수도 있다.
본 발명 교량 인상 및 인하 공법은 (a) 교량의 하부 구조물(1)과 상부 구조물(2) 사이에 상기 교량 인상용 안전 유압잭(4)을 설치하는 단계; (b) 전진 포트(411a)를 통해 상기 교량 인상용 안전 유압잭(4)에 유체를 공급하여 램 부재(42)를 상승시킴으로써 상부 구조물(2)을 인상하는 단계; (c) 램 부재(42)의 외주면에 나사 결합된 안전너트(43)를 회전 하강시켜 실린더 본체(41)의 상면에 밀착시킴으로써 램 부재(42)의 높이를 고정하는 단계; (d) 하부 구조물(1)과 상부 구조물(2) 사이의 교좌 장치(3)를 교체 또는 보수하는 단계; (e) 안전너트(43)를 회전 상승시켜 램 부재(42)의 고정을 해제하는 단계; 및 (f) 후진 포트(411b)를 통해 상기 교량 인상용 안전 유압잭(4)에 유체를 공급하여 램 부재(42)를 하강시킴으로써 상부 구조물(2)을 인하하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 (a) 단계에서 교량 인상용 안전 유압잭(4)은 유체주입구(411)가 전진 포트(411a)와 후진 포트(411b)로 구성되어 램 부재(42)를 복동식으로 구동할 수 있는 것을 이용한다.
상기 교량 인상용 안전 유압잭(4)은 교각이나 교대 등의 각 하부 구조물(1)의 상부에 복수 개 설치할 수 있다.
상기 (b) 단계에서 램 부재(42)의 상승에 따른 상부 구조물(2)의 인상은 도 7의 (b), 도 9의 (a)와 관련하여 설명하였다.
도 12와 같이, 상기 (b) 단계에서는 제어부(7)에 의해 복수의 안전 유압잭(4)을 동시에 제어하면서 상부 구조물(2)을 안전하고 정밀하게 인상할 수 있다.
상기 (c) 단계는 도 7의 (c)에 도시되며, 상기 (f) 단계는 도 9의 (b)에 도시된다.
상기 (f) 단계 이후에는 안전 유압잭(4)을 제거할 수 있으며, 안전 유압잭(4)을 그대로 존치시키는 것도 가능하다.
상기 (b) 단계와 (f) 단계에서 램 부재(42)의 상승 또는 하강은 유압펌프(5)를 통한 유체 공급에 따라 이루어진다.
도 12와 같이, 상기 유압펌프(5)에는 압력조절밸브, 방향전환밸브 등이 구비되어 제어부(7)의 신호에 따라 유압 인가를 조절하도록 구성될 수 있으며, 분배기(6)가 유압펌프(5)로부터 공급받은 유체를 복수의 교량 인상용 안전 유압잭(4)에 분배할 수 있다.
상기 분배기(6)에는 압력센서가 구비되어 각 안전 유압잭(4)에 인가되는 유압을 측정하고, 측정된 신호를 제어부(7)로 보내며, 측정된 유압에 근거하여 각 안전 유압잭(4)이 상부 구조물(2)의 추가 인상 또는 인하량을 제어하도록 구성될 수 있다. 이에 따라 상부 구조물(2)의 수평을 유지하면서 인상 또는 인하를 진행할 수 있다.
아울러 상부 구조물(2)의 인상 또는 인하시 상부 구조물(2)의 전도를 방지하기 위하여 교량 하부 구조물(1)에는 상부 구조물(2)의 변위를 측정하는 위치센서가 구비될 수도 있다.
1: 하부 구조물 2: 상부 구조물
3: 교좌 장치 4: 안전 유압잭
41: 실린더 본체 411: 유체주입구
411a: 전진 포트 411b: 후진 포트
412: 수납부 42: 램 부재
421: 이동피스톤 422: 공간부
423: 본체부 424: 덮개부
425: 새들 426: 슬라이딩공
427: 가이드홈 428: 삽입홈
43: 안전너트 431: 공구삽입홈
44: 유체주입봉 441: 유로
442: 배출공 443: 고정피스톤
444: 가이드봉 45: 슬라이딩구
451: 걸림부재 46: 슬라이딩패드
47: 안전밸브 471: 연결관
472: 밸브 하우징 473: 개폐부재
474: 가압스프링 475: 배출관
476: 조절나사 5: 유압펌프
6: 분배기 7: 제어부

Claims (8)

  1. 상부가 개방된 원통 형상으로 일측에 유체주입구(411)가 형성되고, 내부에 상기 유체주입구(411)와 연통되는 수납부(412)가 형성되는 실린더 본체(41);
    하부가 상기 실린더 본체(41)의 수납부(412)에 수납되어 유압에 의해 승하강 가능하게 구비되는 것으로 원통 형상으로 상부가 개방되고, 외주면에 나사산이 형성된 본체부(423) 및 상기 본체부(423)의 개방된 상부에 나사 결합되어 하부에 상기 공간부(422)를 형성하는 덮개부(424)로 구성되는 램 부재(42);
    내주면에 암나사산이 형성된 링 형상으로 상기 램 부재(42)의 외부에 나사 결합되어 램 부재(42)의 상승 높이를 고정하는 안전너트(43); 및
    상기 램 부재(42)의 상단에 교축 방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되는 슬라이딩구(45); 로 구성되는 것으로,
    상기 유체주입구(411)는 램 부재(42)의 상승을 위해 유체를 공급하는 전진 포트(411a) 및 램 부재(42)의 하강을 위해 유압을 공급하는 후진 포트(411b)로 구성되어 램 부재(42)가 복동식으로 구동되되,
    상기 램 부재(42)의 하단에는 상기 실린더 본체(41)의 수납부(412) 내주면에 밀착되는 이동피스톤(421)이 형성되어, 상기 전진 포트(411a)는 수납부(412)의 하부에 연통되도록 구비되고,
    상기 램 부재(42)의 내부에는 공간부(422)가 형성되고, 하면에는 공간부(422)에 연통되는 슬라이딩공(426)이 형성되며, 상기 실린더 본체(41)의 수납부(412) 하부에는 상부가 상기 슬라이딩공(426)을 관통하여 공간부(422) 내에 위치하는 유체주입봉(44)이 구비되고, 상기 유체주입봉(44)은 후진 포트(411b)와 연통되는 유로(441)가 내부에 형성되며, 상부 일측에는 유로(441)와 연통되어 공간부(422) 내로 유체를 배출하는 배출공(442)이 형성되고, 상단에는 상기 램 부재(42)의 공간부(422) 내주면에 밀착되는 고정피스톤(443)이 형성되며,
    상기 유체주입봉(44)의 상단에는 상기 고정피스톤(443)의 상부로 일정 길이 돌출되는 원통 형상의 가이드봉(444)이 구비되고, 상기 덮개부(424)의 하면 중앙에는 상기 가이드봉(444)의 상단이 삽입되어 램 부재(42)의 승하강을 가이드하는 삽입홈(428)이 형성되는 것을 특징으로 하는 교량 인상용 안전 유압잭.
  2. 제1항에서,
    상기 램 부재(42)의 상단에는 가이드홈(427)이 교축 방향으로 형성되고, 상기 슬라이딩구(45)의 저면은 상기 가이드홈(427)의 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 교량 인상용 안전 유압잭.
  3. 제1항에서,
    상기 슬라이딩구(45)의 저면 전단 및 후단에는 상기 램 부재(42)의 상단에 걸려 이탈을 방지하는 걸림부재(451)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 교량 인상용 안전 유압잭.
  4. 제1항에서,
    상기 램 부재(42)의 상단과 슬라이딩구(45)의 사이에는 상하로 한 쌍의 슬라이딩패드(46)가 구비되는 것을 특징으로 하는 교량 인상용 안전 유압잭.
  5. 제1항에서,
    상기 후진 포트(411b)의 일측에는 공간부(422) 내 유압이 설정값을 초과할 경우 유체를 외부로 배출하여 감압시키는 안전밸브(47)가 결합되는 것을 특징으로 하는 교량 인상용 안전 유압잭.
  6. 제5항에서,
    상기 안전밸브(47)는 후진 포트(411b)에 연통되도록 결합되는 연결관(471), 상기 연결관(471)의 일단에 결합되는 밸브 하우징(472), 상기 밸브 하우징(472) 내에 구비되어 연결관(471) 일단을 개폐하는 개폐부재(473), 상기 밸브 하우징(472) 내에 구비되어 상기 개폐부재(473)를 연결관(471) 측으로 가압하는 가압스프링(474) 및 상기 밸브 하우징(472)의 일측에 연통되도록 결합되는 배출관(475)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 교량 인상용 안전 유압잭.
  7. 교량의 하부 구조물(1)과 상부 구조물(2) 사이에 구비되는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 의한 복수의 교량 인상용 안전 유압잭(4);
    유체를 공급하기 위한 유압펌프(5);
    상기 유압펌프(5)로부터 공급받은 유체를 복수의 교량 인상용 안전 유압잭(4)에 분배하는 분배기(6); 및
    상기 유압펌프(5)를 제어하는 제어부(7); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 교량 인상 자동 제어 시스템.
  8. (a) 교량의 하부 구조물(1)과 상부 구조물(2) 사이에 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 의한 교량 인상용 안전 유압잭(4)을 설치하는 단계;
    (b) 전진 포트(411a)를 통해 상기 교량 인상용 안전 유압잭(4)에 유체를 공급하여 램 부재(42)를 상승시킴으로써 상부 구조물(2)을 인상하는 단계;
    (c) 램 부재(42)의 외주면에 나사 결합된 안전너트(43)를 회전 하강시켜 실린더 본체(41)의 상면에 밀착시킴으로써 램 부재(42)의 높이를 고정하는 단계;
    (d) 하부 구조물(1)과 상부 구조물(2) 사이의 교좌 장치(3)를 교체 또는 보수하는 단계;
    (e) 안전너트(43)를 회전 상승시켜 램 부재(42)의 고정을 해제하는 단계; 및
    (f) 후진 포트(411b)를 통해 상기 교량 인상용 안전 유압잭(4)에 유체를 공급하여 램 부재(42)를 하강시킴으로써 상부 구조물(2)을 인하하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 교량 인상 및 인하 공법.
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