KR102150874B1 - 지상 조립식 타워크레인 및 이를 설치하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일면은 지상에서 마스트를 적층 결합하며 인상이 가능한 타워크레인에 관한 것으로, 적어도 하물을 들어 올려 설정위치로 운반하는 크레인본체(10); 상기 크레인본체(10)가 배치될 위치에 구축된 콘크리트 구조물의 상단으로 고정 설치되는 기초프레임(20); 상기 크레인본체(10)를 지상으로부터 소정 높이로 이격되게 지지하고, 서로 맞물려 다단으로 적층 결합되는 복수의 마스트(30); 상기 기초프레임(20)의 상단에 고정 설치되고, 상기 마스트(30)끼리 적층 결합되게 순차적으로 상승시키며 수직하게 지지하는 인상유닛(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 크레인본체가 마스트에 결합되고, 인입되는 마스트가 다단으로 적층되게 인상시키는 인상유닛을 지상에 설치된 기초프레임에 고정 설치되는 구조로 개선함으로써, 작업자가 지상에서 마스트를 적층 결합하며 인상함에 따라 낙상사고를 방지할 수 있음은 물론 낮은 풍속과 작업자의 심리적 안정으로 보다 신속하고 정밀한 작업이 가능하여 전반적인 설치의 완성도를 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

지상 조립식 타워크레인 및 이를 설치하는 방법{Ground-mounted tower crane and how to install it}
본 발명은 건설현장에 설치되어 각종 자재나 하물을 운반하는 타워크레인에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크레인 본체가 마스트에 결합되고, 인입되는 마스트가 다단으로 적층되게 인상시키는 인상유닛을 지상에 설치된 기초프레임에 고정 설치되는 구조로 개선함으로써, 작업자가 지상에서 마스트를 적층 결합하며 인상함에 따라 낙상사고를 방지할 수 있음은 물론 낮은 풍속과 작업자의 심리적 안정으로 보다 신속하고 정밀한 작업이 가능하여 전반적인 설치 시간 단축 및 작업자의 안전도를 높일 수 있는 지상조립식 타워크레인 및 이를 설치하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 타워크레인은 항만 하역용이나 고층 건축용으로 발달하여 조선소의 선대와 안벽 등에 설치하고, 초고층 빌딩이나 아파트 건설현장에서 많이 사용된다.
그리고 플랜트 공사에서는 벌크 작업, 스풀 홀딩 및 송전탑 시공 등에 많이 쓰이고 있다.
이러한 타워크레인은 다수의 마스트를 적층한 구조를 통해 지상에 수직으로 배치되는 타워부, 마스트 상단에 회전 가능하게 장착되는 외팔보 형상의 지브, 지브 반대쪽에 고정되는 카운터지브 및 마스트 상단에 장착되어 지브와 카운터지브를 지지하는 상부탑으로 이루어진다.
이러한 타워부를 설치하거나 높이를 변경하고자 하는 경우엔 마스트를 감싸는 상태로 배치되는 텔레스코픽 케이지를 이용한다.
즉, 텔레스코픽 케이지는 유압실린더와 유압모터로 이루어진 유압구동 인상장치로써, 텔레스코픽 케이지의 유압실린더를 작동시켜 마스트의 공간을 확보한다.
그리고 지상으로부터 끌어올린 새로운 마스트를 확보된 빈 공간에 삽입한 이후 작업자가 마스트의 연결부위를 핀이나 볼트로 결합시키는 과정을 거친다.
그런데, 마스트의 반복 결합으로 인한 텔레스코픽 케이지의 고도가 높아질수록 불가피한 낙상사고의 위험이 높아지는 문제가 있다.
그리고 고도영향에 의한 높은 풍속으로 흔들림이 가중되고, 작업자의 고소공포가 작용하여 마스트를 결합하는 과정이 어렵고 실수를 유발할 가능성이 높다.
더불어 지상에 준비된 마스트를 케이지까지 운반하는데 소요되는 시간과 인력이 가중되어 전반적인 설치효율을 저하시키는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2063608호 (발명의 명칭: 텔레스코핑 기구를 가지는 크레인)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 본 발명은 크레인본체가 마스트에 결합되고, 인입되는 마스트가 다단으로 적층되게 인상시키는 인상유닛을 지상에 설치된 기초프레임에 고정 설치되는 구조로 개선함으로써, 작업자가 지상에서 마스트를 적층 결합하며 인상함에 따라 낙상사고를 방지할 수 있음은 물론 낮은 풍속과 작업자의 심리적 안정으로 보다 신속하고 정밀한 작업이 가능하여 전반적인 설치 시간 단축 및 작업자의 안전도를 높일 수 있는 지상조립식 타워크레인 및 이를 설치하는 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 마스트에 치차가 형성된 래크가 장착되고, 인상유닛에 래크와 맞물려 회전하는 톱니바퀴를 장착함으로써, 래크와 톱니바퀴가 연속으로 맞물려 인상할 수가 있어 마스트와 인상유닛이 간헐적으로 맞물려지는 기존의 유압식에 비해 인상작동의 안전성을 높일 수 있음은 물론 래크가 마스트의 좌굴 저항력을 증대시켜줌에 따라 전반적인 내구성을 높일 수 있는 지상조립식 타워크레인 및 이를 설치하는 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 마스트에 터널형 계단이나 승강기가 설치됨으로써, 작업자나 조작원이 신속 간편하게 이동할 수 있고, 톱니바퀴의 회전력을 배가시켜 전달하는 웜기어감속기와 톱니바퀴의 회전을 단속하는 유압브레이크를 구성함으로써, 외부동력이 차단되더라도 마스트를 안정적으로 지지할 수 있는 지상조립식 타워크레인 및 이를 설치하는 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일면은 지상에서 마스트를 적층 결합하며 인상이 가능한 타워크레인에 관한 것으로, 적어도 하물을 들어 올려 설정위치로 운반하는 크레인본체; 상기 크레인본체가 배치될 위치에 구축된 콘크리트 구조물의 상단으로 고정 설치되는 기초프레임; 상기 크레인본체를 지상으로부터 소정 높이로 이격되게 지지하고, 서로 맞물려 다단으로 적층 결합되는 복수의 마스트; 상기 기초프레임의 상단에 고정 설치되고, 상기 마스트끼리 적층 결합되게 순차적으로 상승시키며 수직하게 지지하는 인상유닛;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 의한 상기 크레인본체는, 상기 마스트블록에 적층 결합되는 베이스프레임; 상기 베이스프레임의 상단에 회전 가능하게 장착되는 운전프레임; 상기 운전프레임의 우측으로 수평하게 장착되는 메인지브; 상기 운전프레임의 좌측으로 수평하게 장착되는 카운터지브; 상기 운전프레임의 상단에 소정 높이로 장착되는 캐트헤드; 상기 메인지브의 하단에 길이방향으로 주행 가능하게 장착되어 선회반경을 조절하는 트롤리; 상기 트롤리의 하단에 장착되어 하물을 승/하강시키는 후크; 상기 카운터지브의 일단에 장착되어 균형을 잡아주는 중량체; 상기 캐트헤드의 상단으로부터 메인지브와 카운터지브의 일단에 연결되는 복수의 지지삭;으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 기초프레임은, 상기 콘크리트 구조물에 볼트나 앵커로 고정 설치되는 십자형 고정형강; 상기 고정형강의 상단과 인상유닛의 외측에 각각 힌지 연결되고, 상기 고정프레임으로부터 인상유닛의 수직균형을 잡아주는 복수의 턴버클;로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 마스트는, 복수의 앵글부재들이 상자형태로 조립되어 최소 3미터 이상의 높이를 가진 마스트프레임; 상기 마스트프레임의 상/하단 모서리부위에 마련되어 적층을 유도하는 복수의 연결블록; 상기 적층으로 상호 맞물려진 연결블록에 삽입 개재되어 결합시키는 복수의 연결부재; 상기 마스트프레임의 좌측 양단에 수직하게 장착되고, 상기 인상유닛으로부터 승하강력을 전달받으며 좌굴 저항력을 향상시키는 한 쌍의 래크;로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 마스트는, 상기 마스트프레임의 중앙에 설치되어 조작원의 이동을 유도하는 터널형 계단 또는 승강기가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 승강기는, 상기 마스트프레임의 내측에 수직하게 장착되는 복수의 승강레일; 상기 마스트프레임의 중앙에 배치되고, 적어도 한명이상의 인원을 수용하는 상자형의 승강프레임; 상기 승강프레임의 외측에 장착되고, 상기 승강레일과 맞물려 상하 슬라이드 이동을 유도하는 승강롤러; 상기 승강프레임의 상단에 장착되고, 상기 최상단 마스트에 장착된 윈치와 케이블로 연결되는 도르래;로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 인상유닛은, 복수의 앵글부재들이 상자형태로 조립되어 최소 10미터 이상의 높이를 가진 인상프레임; 상기 인상프레임의 내측 모서리부위에 다단으로 장착되고, 상기 마스트프레임과 맞물려 상하 슬라이드 이동을 안내하는 복수의 인상롤러; 상기 인상프레임의 좌측 상단에 장착되고, 상기 한 쌍의 래크와 맞물려 상하 이동력을 발생하는 인상모듈; 상기 인상프레임의 좌측 하단에 장착되고, 상기 인상모듈로 동력을 부가하는 인상모터; 상기 인상모터의 출력단부에 장착되고, 상기 인상모터의 회전속도를 감속시켜 회전력을 배가시키는 웜기어감속기; 상기 인상모듈과 웜기어감속기에 각각 연결되고, 상기 인상모터의 동력을 인상모듈로 전달하는 드라이브샤프트;로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 인상모듈은, 상기 인상프레임의 좌측 상단에 장착되는 T형 단면형상의 인상케이싱; 상기 인상케이싱의 중앙에 내장되고, 상기 드라이브샤프트와 연결되어 입력되는 동력을 좌우 양갈래로 분기하는 차동기어; 상기 인상케이싱의 양측에 회전 가능하게 장착되고, 상기 차동기어와 축으로 각각 연결되어 회전력을 공급받는 구동휠; 상기 구동휠의 외면에 하나 이상 장착되고, 상기 래크와 맞물려 상하 이동력을 부가하는 톱니바퀴;로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 인상모듈은, 상기 인상케이싱의 양측에 고정 장착되고, 상기 구동휠과 선택적으로 맞물려 회전을 단속하는 유압브레이크;가 더 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 면은 지상조립식 타워크레인을 설치하는 방법에 관한 것으로, 상기 크레인본체가 배치될 지반에 콘크리트 구조물을 구축하고, 상기 콘크리트 구조물의 상단으로 기초프레임을 고정 설치하는 기초시공단계; 상기 기초프레임의 상단으로 인상유닛을 고정 설치하고, 상기 기초프레임으로부터 인상유닛을 수직자세로 조정하는 인상유닛설치단계; 상기 준비된 마스트를 인상유닛의 내부로 인입하고, 인입된 마스트를 후속하는 마스트보다 높게 인상시키는 마스트인상단계; 상기 후속하는 마스트를 인상유닛의 내부로 인입하고, 인상된 마스트를 인입된 마스트와 맞물리게 하강시키는 마스트적층단계; 상기 마스트들이 맞물려진 부위를 서로 결합시키고, 상기 결합된 마스트를 후속하는 마스트보다 높게 인상시키는 마스트결합단계; 상기 마스트적층단계와 마스트결합단계를 1회 반복하고, 상기 인상유닛으로부터 노출되는 마스트에 크레인본체를 설치하는 크레인설치단계; 상기 마스트적층단계와 마스트결합단계를 수회 반복하여 크레인본체를 설정 높이에 배치하고, 최하층 마스트를 기초프레임의 상단에 고정 설치하는 타워구축단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
첫째, 본 발명은 크레인본체가 마스트에 결합되고, 인입되는 마스트가 다단으로 적층되게 인상시키는 인상유닛을 지상에 설치된 기초프레임에 고정 설치되는 구조로 개선함으로써, 작업자가 지상에서 마스트를 적층 결합하며 인상함에 따라 낙상사고를 방지할 수 있음은 물론 낮은 풍속과 작업자의 심리적 안정으로 보다 신속하고 정밀한 작업이 가능하여 전반적인 설치 시간 단축 및 작업자의 안전성을 높일 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 마스트에 치차가 형성된 래크가 장착되고, 인상유닛에 래크와 맞물려 회전하는 톱니바퀴를 장착함으로써, 래크와 톱니바퀴가 연속으로 맞물려 인상할 수가 있어 마스트와 인상유닛이 간헐적으로 맞물려지는 기존의 유압식에 비해 인상작동의 안전성을 높일 수 있음은 물론 래크가 마스트의 좌굴 저항력을 증대시켜줌에 따라 전반적인 내구성을 높일 수 있는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 마스트에 터널형 계단이나 승강기가 설치됨으로써, 작업자나 조작원이 신속 간편하게 이동할 수 있고, 톱니바퀴의 회전력을 배가시켜 전달하는 웜기어감속기와 톱니바퀴의 회전을 단속하는 유압브레이크를 구성함으로써, 외부동력이 차단되더라도 마스트를 안정적으로 지지할 수 있는 효과가 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 타워크레인을 전체적으로 나타내는 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 타워크레인의 주요부를 확대하여 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 타워크레인의 마스트를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 타워크레인의 마스트를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 타워크레인의 승강기를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 타워크레인의 인상유닛을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 타워크레인의 인상모듈을 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 타워크레인의 설치방법을 나타내는 순서도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 타워크레인의 설치과정을 나타내는 참고도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 발명의 일면은 지상에서 마스트를 적층 결합하며 인상이 가능한 타워크레인에 관한 것으로, 도 1처럼 크레인본체(10)와 기초프레임(20) 및 복수의 마스트(30)와 인상유닛(40)을 주요 구성으로 하는 지상조립식 타워크레인이다.
먼저, 본 발명에 따른 크레인본체(10)는 하물을 들어 올려 설정위치로 운반하는 기중기이다.
이러한 크레인본체(10)는 크게 베이스프레임(11)과 운전프레임(12) 및 메인지브(13) 그리고 카운터지브(14)로 구성된다.
즉, 도 1처럼 최상단 마스트블록(30)의 상단으로 베이스프레임(11)이 적층 결합된다.
베이스프레임(11)의 상단에는 운전프레임(12)이 수평 방향으로 회전 가능하게 장착된다.
운전프레임(12)의 우측에는 메인지브(13)가 수평하게 장착되고, 좌측에는 카운터지브(14)가 수평하게 장착되며, 상단에는 캐트헤드(15)가 소정 높이로 장착된다.
메인지브(13)의 하단에는 선회반경을 조절하는 트롤리(16)가 길이방향으로 주행 가능하게 장착된다.
트롤리(16)의 하단에는 하물을 승/하강시키는 후크(17)가 장착되고, 카운터지브(14)의 일단에는 균형을 잡아주는 중량체(18)가 장착된다.
아울러 캐트헤드(15)의 상단으로부터 메인지브(13)와 카운터지브(14)의 일단에는 복수의 지지삭(19)이 연결된다.
그리고 본 발명에 따른 기초프레임(20)은 도 1처럼 크레인본체(10)가 배치될 위치에 구축된 콘크리트 구조물의 상단으로 고정 설치되는 지지체이다.
이러한 기초프레임(20)은 도 2와 같이 고정형강(21)과 복수의 턴버클(22)로 구성된다.
고정형강(21)은 평면에서 보았을 때 십자형(X형)으로 형성되고, 콘크리트 구조물에 볼트나 앵커로 고정 설치된다.
턴버클(22)은 고정형강(21)의 상단과 인상유닛(40)의 모서리부위 외측에 각각 경사진 상태로 힌지 연결된다.
즉, 각개의 턴버클(22)이 인상유닛(40)의 모서리부위를 팽팽하게 당겨줌으로써, 고정프레임(21)으로부터 인상유닛(40)의 수직균형을 잡아준다.
이어서 본 발명에 따른 복수의 마스트(30)는 도 1 및 도 2처럼 다단으로 적층 결합되어 크레인본체(10)를 지상으로부터 소정 높이로 이격되게 지지한다.
이러한 마스트(30)는 도 3과 같이 마스트프레임(31), 연결블록(32), 연결부재(33), 한 쌍의 래크(34)로 구성된다.
마스트프레임(31)은 복수의 고장력강 앵글부재들이 최소 3미터 이상의 높이를 가지게 용접 결합된 상자형태의 구조물이다.
연결블록(32)은 마스트프레임(31)의 상/하단 모서리부위에 일체로 돌출되어 상호 결합을 유도한다.
연결부재(33)는 핀이나 볼트로 이루어지고, 적층으로 상호 맞물려진 연결블록(32)에 삽입 개재되어 마스트(30)들을 단일체로 결합시킨다.
래크(34)는 일면에 치차가 형성된 고강도 금속막대로써, 마스트프레임(31)의 좌측 양단에 수직하게 각각 장착된다.
이러한 래크(34)는 후술하는 인상유닛(40)의 톱니바퀴(43d)와 맞물려 승하강력을 전달받고, 전반적인 마스트(30)의 좌굴 저항력을 높여주는 보강재 역할을 한다.
이때, 본 발명에 의한 마스트(30)는 도 4a처럼 마스트프레임(31)의 중앙에 설치되어 조작원의 이동을 유도하는 터널형 계단(35)이나 도 4b처럼 승강기(36)가 설치될 수 있다.
여기서 승강기(36)가 설치될 경우에는 마스트프레임(31)의 내측에 복수의 승강레일(36a)이 수직하게 장착된다.
이러한 승강기(36)는 도 5와 같이 승강프레임(36b), 승강롤러(36c), 도르래(36d)로 구성된다.
승강프레임(36b)은 적어도 한명이상의 인원을 수용하는 상자형태로 형성되고, 마스트프레임(31)의 중앙에 슬라이드 이동 가능하게 배치된다.
여기서 승강프레임(36b)은 도 4b와 같이 작업자가 탑승된 상태에서 마스트(30)에 관련된 작업을 수행할 수 있는 공간이 확보되는 크기로 형성하는 좋다.
승강롤러(36c)는 승강프레임(36b)의 외측에 장착되고, 승강레일(36a)과 맞물려 상하 슬라이드 이동을 유도한다.
도르래(36d)는 승강프레임(36b)의 상단에 고정 장착되고, 최상단 마스트(30)에 장착된 윈치(W)와 케이블로 연결된다.
마지막으로 본 발명에 따른 인상유닛(40)은 도 1 및 도 2처럼 기초프레임(20)의 상단에 고정 설치된다.
이러한 인상유닛(40)은 마스트(30)끼리 적층 결합되게 순차적으로 상승시키며 설치가 완료된 마스트(30)들을 수직하게 지지하는 역할을 한다.
즉, 인상유닛(40)은 도 6과 같이 인상프레임(41), 복수의 인상롤러(42), 인상모듈(43), 인상모터(44), 웜기어감속기(45), 드라이브샤프트(46)로 구성된다.
인상프레임(41)은 복수의 고장력강 앵글부재들이 최소 10미터 이상의 높이를 가지게 용접 결합된 상자형태의 구조물이다.
인상롤러(42)는 마스트프레임(31)과 맞물려 상하 슬라이드 이동을 안내하는 것으로, 인상프레임(41)의 내측 모서리부위에 상하 다단으로 장착된다.
인상모듈(43)은 인상프레임(41)의 좌측 상단에 장착되고, 한 쌍의 래크(34)와 맞물려 상하 이동력을 발생한다.
인상모터(44)는 인상프레임(41)의 좌측 하단에 장착되고, 인상모듈(43)로 동력을 부가한다.
웜기어감속기(45)는 인상모터(44)의 출력단부에 장착되고, 인상모터(44)의 회전속도를 감속시켜 회전력 배가시켜준다.
드라이브샤프트(46)는 인상모듈(43)과 웜기어감속기(45)에 각각 연결되고, 인상모터(44)의 동력을 인상모듈(43)로 전달한다.
이때, 본 발명에 의한 인상모듈(43)은 도 7처럼 인상케이싱(43a), 차동기어(43b), 구동휠(43c), 톱니바퀴(43d), 유압브레이크(43e)로 구성된다.
인상케이싱(43a)은 T형 단면형상으로 형성되고, 인상프레임(41)의 좌측 상단에 고정 장착된다.
차동기어(43b)는 인상케이싱(43a)의 중앙에 내장되고, 드라이브샤프트(46)와 연결되어 입력되는 동력을 좌우 양갈래로 분기한다.
구동휠(43c)은 인상케이싱(43a)의 양측에 회전 가능하게 장착되고, 차동기어(43b)와 축으로 각각 연결되어 회전력을 공급받는다.
톱니바퀴(43d)는 구동휠(43c)의 외면에 하나 이상 장착되고, 래크(34)와 맞물려 상하 이동력을 부가한다.
유압브레이크(43e)는 인상케이싱(43a)의 양측에 고정 장착되고, 구동휠(43c)과 선택적으로 맞물려 회전을 단속한다.
즉, 지게차에 의해 마스트(30)가 인상프레임(41)의 내부에 인입 상승되면, 마스트프레임(31)과 래크(34)는 인상롤러(42)와 톱니바퀴(43d)에 맞물리게 된다.
이 상태에서 인상모터(44)가 작동하여 톱니바퀴(43d)가 좌회전하면, 도 9와 같이 마스트(30)가 상측으로 슬라이드 이동된다.
마스트(30)의 인상이 완료되면, 인상모터(44)가 작동을 정지함과 함께 유압브레이크(43e)가 작동하여 구동휠(43c)을 압박 구속한다.
따라서 인상모터(44)가 지속적으로 작동하지 않아도 인상된 마스트(30)를 고정해줌으로써, 인상모터(44)에 소요되는 에너지를 절감시킬 수 있다.
여기서 웜기어감속기(45)에 의해 톱니바퀴(43d)의 역회전이 억제됨에 따라 외부동력의 차단으로 인해 유압브레이크(43e)의 작동이 해제되더라도 마스트(30)를 지속적으로 고정해줄 수 있다.
본 발명의 다른 면은 도 8처럼 기초시공단계(S10), 인상유닛설치단계(S20), 마스트인상단계(S30), 마스트적층단계(S40), 마스트결합단계(S50), 크레인설치단계(S60), 타워구축단계(S70)를 순차적으로 거쳐 지상조립식 타워크레인을 설치하는 방법이다.
본 발명의 설치방법은 전술한 지상조립식 타워크레인을 설치하는 것이므로 이들을 구성하는 요소에 대한 별도의 설명은 생략하고, 이하 설치과정에 대해 단계와 상관없이 연속으로 설명하겠다.
먼저, 크레인본체(10)가 배치될 지반에 콘크리트 구조물을 구축하고, 도 2처럼 구축된 콘크리트 구조물의 상단으로 기초프레임(20)을 고정 설치한다.
그리고 기초프레임(20)의 상단으로 인상유닛(40)을 고정 설치하고, 복수의 턴버클(22)을 통해 기초프레임(20)으로부터 인상유닛(40)을 수직자세로 조정한다.
이어서 준비된 제1 마스트(30)를 지게차를 이용하여 인상유닛(40)의 내부로 인입시킨다.
여기서 인입된 제1 마스트(30)를 도 9와 같이 후속하는 제2 마스트(30)보다 높은 3.5미터 이상의 높이로 인상시킨다.
이어서 제2 마스트(30)를 인상유닛(40)의 내부로 인입하고, 도 10처럼 인상된 제1 마스트(30)를 하강시켜 제1/2 마스트(30)의 연결블록(32)끼리 맞물리게 한다.
제1/2 마스트(30)의 연결블록(32)이 서로 맞물리면, 작업자는 연결블록(32)마다 연결부재(33)를 체결시켜 결합한다.
이어서 결합된 제1/2 마스트(30)를 도 11처럼 후속하는 제3 마스트(30)보다 높은 3.5미터 이상의 높이로 재차 인상시킨다.
이러한 과정으로 제1/2/3/4 마스트(30)가 결합되면, 도 2와 같이 인상유닛(40)으로부터 제1 마스트(30)가 상부로 노출된다.
즉, 제1 마스트(30)의 상단에 크레인본체(10)를 설치한 다음, 전술한 과정을 수회 반복하여 도 1과 같이 크레인본체(10)를 설정 높이에 배치한다.
마지막으로 크레인본체(10)의 배치가 완료되면, 최하층 마스트(30)는 기초프레임(20)의 상단에 고정하여 설치를 완료한다.
이와 같이 작업자가 지상에서 마스트(30)를 적층 결합하며 인상함에 따라 낙상사고를 방지할 수 있음은 물론 낮은 풍속과 작업자의 심리적 안정으로 보다 신속하고 정밀한 작업이 가능하여 전반적인 설치의 완성도를 높일 수 있다.
또한, 해체 작업 역시 하부로부터 래크를 이용하여 마스트(30)의 적층 결합을 1단씩 해제시킴으로써, 해체시간 및 작업자의 안정성을 높일 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
W: 윈치
10: 크레인본체
11: 베이스프레임
12: 운전프레임
13: 메인지브
14: 카운터지브
15: 캐트헤드
16: 트롤리
17: 후크
18: 중량체
19: 지지삭
20: 기초프레임
21: 고정형강
22: 턴버클
30: 마스트
31: 마스트프레임
32: 연결블록
33: 연결부재
34: 래크
35: 계단
36: 승강기
36a: 승강레일
36b: 승강프레임
36c: 승강롤러
36d: 도르래
40: 인상유닛
41: 인상프레임
42: 인상롤러
43: 인상모듈
43a: 인상케이싱
43b: 차동기어
43c: 구동휠
43d: 톱니바퀴
43e: 유압브레이크
44: 인상모터
45: 웜기어감속기
46: 드라이브샤프트
S10: 기초시공단계
S20: 인상유닛설치단계
S30: 마스트인상단계
S40: 마스트적층단계
S50: 마스트결합단계
S60: 크레인설치단계
S70: 타워구축단계

Claims (7)

  1. 지상에서 마스트를 적층 결합하며 인상이 가능한 타워크레인에 있어서,
    적어도 하물을 들어 올려 설정위치로 운반하는 크레인본체(10);
    상기 크레인본체(10)가 배치될 위치에 구축된 콘크리트 구조물의 상단으로 고정 설치되는 기초프레임(20);
    상기 크레인본체(10)를 지상으로부터 소정 높이로 이격되게 지지하고, 서로 맞물려 다단으로 적층 결합되는 복수의 마스트(30);
    상기 기초프레임(20)의 상단에 고정 설치되고, 상기 마스트(30)끼리 적층 결합되게 순차적으로 상승시키며 수직하게 지지하는 인상유닛(40);을 포함하되,
    상기 마스트(30)는, 복수의 앵글부재들이 상자형태로 조립되어 최소 3미터 이상의 높이를 가진 마스트프레임(31);
    상기 마스트프레임(31)의 상/하단 모서리부위에 마련되어 적층을 유도하는 복수의 연결블록(32);
    상기 적층으로 상호 맞물려진 연결블록(32)에 삽입 개재되어 결합시키는 복수의 연결부재(33);
    상기 마스트프레임(31)의 좌측 양단에 수직하게 장착되고, 상기 인상유닛(40)으로부터 승하강력을 전달받으며 좌굴 저항력을 향상시키는 한 쌍의 래크(34);로 구성되며,
    상기 마스트프레임(31)의 중앙에 설치되어 조작원의 이동을 유도하는 터널형 계단(35) 또는 승강기(36)가 설치되고,
    상기 인상유닛(40)은,
    복수의 앵글부재들이 상자형태로 조립되어 최소 10미터 이상의 높이를 가진 인상프레임(41);
    상기 인상프레임(41)의 내측 모서리부위에 다단으로 장착되고, 상기 마스트프레임(31)과 맞물려 상하 슬라이드 이동을 안내하는 복수의 인상롤러(42);
    상기 인상프레임(41)의 좌측 상단에 장착되고, 상기 한 쌍의 래크(34)와 맞물려 상하 이동력을 발생하는 인상모듈(43);
    상기 인상프레임(41)의 좌측 하단에 장착되고, 상기 인상모듈(43)로 동력을 부가하는 인상모터(44);
    상기 인상모터(44)의 출력단부에 장착되고, 상기 인상모터(44)의 회전속도를 감속시켜 회전력을 배가시키는 웜기어감속기(45);
    상기 인상모듈(43)과 웜기어감속기(45)에 각각 연결되고, 상기 인상모터(44)의 동력을 인상모듈(43)로 전달하는 드라이브샤프트(46);
    로 구성된 것을 특징으로 하는 지상조립식 타워크레인.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 크레인본체(10)는, 상기 마스트(30)에 적층 결합되는 베이스프레임(11);
    상기 베이스프레임(11)의 상단에 회전 가능하게 장착되는 운전프레임(12);
    상기 운전프레임(12)의 우측으로 수평하게 장착되는 메인지브(13);
    상기 운전프레임(12)의 좌측으로 수평하게 장착되는 카운터지브(14);
    상기 운전프레임(12)의 상단에 소정 높이로 장착되는 캐트헤드(15);
    상기 메인지브(13)의 하단에 길이방향으로 주행 가능하게 장착되어 선회반경을 조절하는 트롤리(16);
    상기 트롤리(16)의 하단에 장착되어 하물을 승/하강시키는 후크(17);
    상기 카운터지브(14)의 일단에 장착되어 균형을 잡아주는 중량체(18);
    상기 캐트헤드(15)의 상단으로부터 메인지브(13)와 카운터지브(14)의 일단에 연결되는 복수의 지지삭(19);
    으로 구성된 것을 특징으로 하는 지상조립식 타워크레인.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기초프레임(20)은,
    상기 콘크리트 구조물에 볼트나 앵커로 고정 설치되는 십자형 고정형강(21);
    상기 고정형강(21)의 상단과 인상유닛(40)의 외측에 각각 힌지 연결되고, 상기 고정형강(21)으로부터 인상유닛(40)의 수직균형을 잡아주는 복수의 턴버클(22);
    로 구성된 것을 특징으로 하는 지상조립식 타워크레인.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 승강기(36)는,
    상기 마스트프레임(31)의 내측에 수직하게 장착되는 복수의 승강레일(36a);
    상기 마스트프레임(31)의 중앙에 배치되고, 적어도 한명이상의 인원을 수용하는 상자형의 승강프레임(36b);
    상기 승강프레임(36b)의 외측에 장착되고, 상기 승강레일(36a)과 맞물려 상하 슬라이드 이동을 유도하는 승강롤러(36c);
    상기 승강프레임(36b)의 상단에 장착되고, 상기 최상단 마스트(30)에 장착된 윈치(W)와 케이블로 연결되는 도르래(36d);
    로 구성된 것을 특징으로 하는 지상조립식 타워크레인.
  6. 삭제
  7. 삭제
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