KR102387836B1 - 활동상하부구조와 단동실린더의 조립에 의한 「직접 설치방식」의 거더(g)인상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 「직접 설치방식」에 의해 20cm이하의 형하공간(H)의 교각위에 거더(G) 인상장치(100)를 슬라이딩 삽입·설치하되 그 거더(G) 인상장치(100)는 거더접면부(112)가 형성된 상부구조(110)와, 플런저 삽입공간부(127)가 형성된 하부구조(120)와, 상하부구조(110)(120)를 결합하는 결합너트(130)와, 그리고 출몰 플런저 (plunger)(143)의 단동실린더(140)가 순차적으로 조립된 조립구조체(P)인 한편, 그 조립구조체(P)의 높이가 최소화될 뿐만 아니라 1쌍의 오목/볼록 반호형에 의한 활동구조(M)가 이루어지면서 출몰 플런저 (plunger)(143)의 상향력에 대하여 두께(T)가 두꺼운 반호형 상향볼록부(122)에 의해 하부구조(120)가 보강됨으로써 하부구조(120)의 지지강도가 증강되고, 또한 거더(G) 인상 시에는 결합너트(130)가 하부구조(120)의 외부수직부(123)에 일체로 접면·보강됨으로써 거더(G)캠버로부터 오는 수평분력에 대한 하부구조(120)의 내외부수직부(124)(123)의 자체강성에다 결합너트(130)의 강성이 추가보강 되는 특성을 지닌 유용한 발명이다.

Description

활동상하부구조와 단동실린더의 조립에 의한 「직접 설치방식」의 거더(G)인상장치{Apparatus of rising girder according to the direct installation method of assembling the upper and the lower part and the single acting cylinder}

본 발명은 활동상하부구조와 단동실린더의 조립에 의한 「직접 설치방식」의 거더(G)인상장치에 관한 것으로 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 「직접 설치방식」에 의해 20cm이하의 형하공간(H)의 교각위에 거더(G)인상장치(100)를 슬라이딩 삽입·설치하되 그 거더(G)인상장치(100)는 거더접면부(112)가 형성된 상부구조(110)와, 플런저 삽입공간부(127)가 형성된 하부구조(120)와, 상하부구조(110)(120)를 결합하는 결합너트(130)와, 그리고 출몰 플런저 (plunger)(143)의 단동실린더(140)가 순차적으로 조립된 조립구조체(P)이고, 또 이들 상하부구조(110)(120) 및 단동실린더(140)의 상호조립구조에 의한 조립구조체(P)의 높이가 최소화되게 함으로써 비좁은 형하공간(H)의 틈새에 조립구조체(P)의 삽입이 가능하여 거더(G) 인상이 용이하게 한 것이다.

또한, 높이가 낮은 납작한 형상의 단동실린더(140)의 출몰 플런저 (plunger)(143)가 활동구조(M)의 하부구조(120)의 플런저 삽입공간부(127)에 삽입·조립됨으로써 조립구조체(P)높이가 최소화되고, 또한 두께(T)가 두꺼운 반호형 상향볼록부(122)하부의 플런저 삽입공간부(127)에 단동실린더(140)의 출몰 플런저 (plunger)(143)가 삽입되고, 이때 출몰 플런저 (plunger)(143)의 상향력에 대하여 두께(T)가 두꺼운 반호형 상향볼록부(122)에 의해 하부구조(120)가 보강됨으로써 하부구조(120)의 지지강도가 증강되며, 또한 거더(G) 인상 시에는 결합너트(130)가 하부구조(120)의 외부수직부(123)에 일체로 접면·보강됨으로써 거더(G)캠버로부터 오는 수평분력에 대한 하부구조(120)의 내외부수직부(124)(123)의 자체강성에다 결합너트(130)의 강성이 추가보강 되는 특성을 지닌 유용한 발명이다.

교좌장치는 교량의 상부구조인 상판과 하부구조인 교각사이에 설치되어 상판을 지지하면서 상부구조에 가해지는 충격을 완화시켜 하부구조에 직접 전달되지 않도록 한 교량안전의 핵심장치다.

도1에서와 같이 상판(1)과 교각(2)사이, 즉 형하공간(S)에 교좌장치가 설치된다. 교좌장치의 상하부플레이트(31)(32)가 상판(1) 및 교각(2)에 앵커볼트(33)에 의해 결착된다. 상하부플레이트(31)(32)사이에는 패드(4)가 위치된다. 이는 실용신안등록제20-0175084호(종래기술-1)에 개시되어있다.

교좌장치의 보수보강에 있어서는 기 설치된 교좌장치의 제거가 선행되어야한다. 이를 위해서는 상판(1)을 형하공간 H보다 높게 들어 올려야한다. 유압잭이 사용된다. 교각(2)위에 유압잭을 설치하고 직접 상판(1)을 인상하는 것이 통상적이다. 이는 유압잭을 설치할 만큼 형하공간(H)이 높은 경우이다.

이와 반대로 형하공간(S)이 유압잭의 높이보다 낮을 경우가 도2에 도시되어있다. 도2는 특허등록제10-0214387호(종래기술-2)에 개시된 것으로서 교각위에 직접 유압잭의 설치가 불가능한 경우이다.

종래기술-2는 유압잭에 대한 형하공간(S)의 이러한 부족분을 교각측면에 설치된 「인상용 유압잭 받침장치」에 의해 간접적으로 확보하고 있는 발명이다.

「인상용 유압잭 받침장치」는 도2에 도시된바와 같이 교각(1)의 수평면에 고정된 고정판체(32)와, 그리고 교각(1)의 수직면에 지지되도록 하면서 받침판체(31)가 일체로 형성된 구성이다.

「인상용 유압잭 받침장치」에 의해 받침판체(31)로부터 교각(1)의 수평면까지의 수직거리만큼 형하공간(H)의 부족분을 확보하게 된다.

「직접 설치방식」은 유압잭이 교각(1)위에 직접 설치되는데 대하여 「인상용 유압잭 받침장치」의 받침판체(31)위에 유압잭이 설치되므로 「간접 설치방식」이다. 「간접 설치방식」의 「인상용 유압잭 받침장치」는 부족한 형하공간(S)을 확보하기 위한 보조적 기능에 불과하기 때문이다.

「간접 설치방식」은 「직접 설치방식」에 비하여 비효율적 비경제적이다. 「인상용 유압잭 받침장치」가 더 필요하기 때문이다.

한편, 유압잭은 단동실린더(Single Acting Cylinder)와 복동실린더(Double Acting Cylinder)로 대별된다. 이 구별은 교각위에 유압잭의 「직접 설치방식」을 염두에 두고 한 것이다.

단동실린더(Single Acting Cylinder)는, 도3a에서와 같이 피스톤(P)의 전진방향(피스톤의 상승력 방향)은 유압의 힘으로, 그리고 후진방향(피스톤의 복귀방향)은 통상 로드(R)에 감겨진 스프링(S)의 압축된 힘으로 이루어지는 실린더를 말한다.

이에 대하여 복동실린더(Double Acting Cylinder)는 도3b에서와 같이 전진(피스톤의 상승력) 및 후진(피스톤의 복귀)이 모두 유압의 힘으로 이루어지는 실린더이다.

이와 같이 단동실린더와 복동실린더의 피스톤상승력은 양자모두 유압에 의해 이루어지지만 그 피스톤의 복귀 하향력에 있어서 양자의 차이가 있다. 피스톤의 복귀 하향력에 있어 단동실린더는 로드(R)에 감겨진 스프링(S)의 압축력의 복원에 의해 피스톤의 복귀가 이루어지는 반면, 복동실린더는 유압에 의해 피스톤의 복귀가 이루어지기 때문이다.

이에 따라 스프링(S)의 압축력의 복원에 의해 복귀되는 단동실린더는 특히 그 구조상 복동실린더와는 달리 소형규모의 실린더에 적합하다. 스프링(S)의 압축력의 복원에 의한 복귀력과 유압에 의한 복귀력에 있어 양자 구조의 차이가 크기 때문이다.

또한 도3a의 단동실린더는 도3b의 복동실린더와는 달리 피스톤(P)에 대하여 로드(R)가 1개뿐인 구조이다. 로드(R)가 1개뿐이므로 납작한 낮은 높이의 단동실린더의 제작이 가능하다.

로드(R)가 1개인 단동실린더는 로드(R)가 2개인 복동실린더와는 달리 실린더튜브(Tc)와 피스톤 실린더(Pc)의 단면적이 서로 달라도 되는 것이 단동실린더가 갖는 특징이다.

이에 대하여 도3b의 복동실린더는 높이가 낮은 단동실린더 구조의 제작이 불가능하다. 양측로드가 내장된 도3b의 복동실린더는 잭 유압력의 균형을 위해 그 구조상 양측로드가 포함된 피스톤 실린더의 직경이 동일하고, 그 실린더의 형상이 동일해야하기 때문이다. 이에 따라 복동실린더는 낮은 높이의 단동실린더에 비해 그 높이가 커질 수밖에 없는 것은 그 구조상 불가피하다.

이와 같이 형하공간(S)이 낮은 경우[예컨대, 그 형하공간(H)이 20cm이하의 경우], 「직접 설치방식」에 의해 교각위에 유압잭의 설치에 있어 단동실린더의 설치가 유리하다. 그러나 단동실린더의 스토로크가 극히 낮은 것(예컨대, 1- 스토로크가 4~5cm이다)이 그 단점이다.

또한 납작하고 넓은 단면적(TA)의 실린더튜브(Tc)가 형성된 단동실린더는 초기 유압 상승압을 크게 높일 수 있는 장점이 있는 반면, 그 상승압이 오래 지속되지 못하고 서서히 빠지는 단점이 있다.

이에 대하여 피스톤로드가 2개인 복동실린더는 상승압이 단동실린더에 비해 상대적으로 그대로 유지되는 장점이 있는 반면, 형하공간(H)이 40cm이상 되어야 복동실린더에 의한 교좌장치 교체시공의 작업공간이 확보되므로 형하공간(H)이 30cm이하인 경우 「직접 설치방식」에 의한 복동실린더의 교체작업이 그 구조상 불가능하다. 더욱이 교량의 거더는 교축방향으로 경사(캠버)가 주어져있으므로 교축방향의 거더는 교좌장치를 중심으로 그 전후의 형하공간이 다르다. 즉 한쪽 형하공간은 좁고, 다른 한쪽은 상대적으로 넓다. 특히 유압실린더 인상 구조체를 좁은 형하공간에 삽입·설치한다는 것은 한층 더 어렵게 된다.

그런데 30~40년 전의 건설된 우리나라의 중소형교량은 통상 형하공간(H)이 20cm이하이어서 교각(또는 교대)위에 유압실린더 인상 구조체를 직접 설치할 수 없는 문제점이 있다. 유압실린더 인상 구조체의 구조상 그 높이가 20cm를 초월하기 때문이다.

형하공간(H)이 부족한 종래기술-2의 「간접 설치방식」은 별도의 「인상용 유압잭 받침장치」가 필수적이므로 교각위에 직접 유압잭을 설치하는 「직접 설치방식」에 비하여 비효율적 비경제적인 문제점이 있을 뿐만 아니라 도5의 교각 수직면에 「인상용 유압잭 받침장치」의 지지를 위한 타정 앵커볼트(143)로 인해 교각내구성이 크게 손상되는 문제점이 있다.

한편, 국토부 교량설계편람 교량편의 지침에는, 유압잭에 의한 교좌장치교체를 위해 400mm 정도의 형하공간 확보를 요구하고 있다. 이 국토부의 형하공간 확보지침은 교각위에 직접 유압잭을 설치하는 「직접 설치방식」에 관한 것이다.

국토부 교량설계편람의 지침의 관점에서 유압잭이 「직접 설치방식」에 의해 설치·개시된 특허등록번호 제10-0755340호(종래기술-3)의 문제점을 살펴보면 다음과 같다.

종래기술-3은 도4 및 도5에서와 같이 교각이나 교대위의 형하공간(H)에 유압실린더부(130)가 직접 설치된 직접설치방식이다. 이때 유압실린더부(130)는 나사 스크류 높이 조절부(140)위에 놓인 상태다. 유압실린더부(130)가 나사 스크류 높이 조절부(140)와 함께 사용되는 점에서 보아 종래기술-3은 국토부의 형하공간 확보지침에 적합한 공간에 사용되는 것으로서 20cm이하의 형하공간(S)에는 그 적용될 수 없는 문제점이 있다.

다음으로, 「간접 설치방식」에 의해 설치·개시된 등록실용신안공보 등록번호 제20-0212365호(종래기술-4)의 문제점을 살펴보면 다음과 같다.

종래기술-4는 도6 및 도7에서 보는 바와 같이 교각수직면상의 받침대(D)위에 지지된 유압잭기구(10)에 의해 교좌장치(1)의 교체보수에 관한 것이다.

도7에서 보듯이 유압잭기구(10)이 형하공간(S)의 교각위에 직접 설치되지 않고 교각수직면상의 별도의 받침대(D)위에 설치된 것이므로 「간접 설치방식」이다.

「간접 설치방식」은 낮은 형하공간(H)에, 이보다 높은 유압잭기구(10)의 삽입·설치가 불가능한 경우 형하공간(H)의 바깥에 설치된 별도의 보조받침대(D)(도7 참조)위에 유압잭기구(10)가 설치·지지되도록 한 방식이다.

도6 및 도7에서와 같이 유압잭기구(10)는 거더(G)와 받침대(D)사이의 수직높이(V)에 설치된다. 고정된 형하공간(H)과는 달리 받침대(D)의 위치선정이 자유롭다. 자유로운 위치선정에 의해 수직높이(V)의 높낮이가 좌우된다.

도7의「유압잭기구(10)→작동로드(13)→반구형 수평유지대(15)→상부지지판(16)」은 수직 조립체(C)이다. 수직 조립체(C)가 받침대(D)위에 그대로 놓여 거더(G)를 향해 “수직으로” 설치된다. 받침대(D)위의 공간이 충분하기 때문에 수직 조립체(C)의 수직설치가 가능하다.

도7의 볼록 반구형 수평유지대(15)의 역할에 관하여 설명하면 다음과 같다.

볼록 반구형 수평유지대(15)는 유압잭기구(10)의 작동로드(13)에 반구형 오목부(B)가 형성된 구조이다. 활동구조는 수평유지대(15)의 볼록 반구형(A)과 작동로드(13)의 반구형 오목부(B)에 의해 이루어진다. 여기서 반구형 오목부(B)의 직경은 작동로드(13)의 직경의 크기에 의존된 구조이므로 작동로드(13)의 직경이 제한적이어서 활동이 원활하지 못한 단점이 있다. 반구형 오목부(B)의 직경이 클수록 활동구조의 활동이 원활하기 때문에 그렇다.

이와 반대로 원활한 활동을 위해 그 반경을 크게 하면 유압잭기구(10)가 그만큼 커야하므로 비경제적이 될 뿐만 아니라 중량도 무거워 설치취급이 어려워지는 문제가 있다. 작동로드(13)의 직경크기조정이 유압잭기구(10) 구조상 용이하지 않다는데 그 문제점이 있다.

수평유지대(15)의 볼록 반구형(A)과 반구형 오목부(B)의 활동구조의 역할은 거더(G)와 상부지지판(16)과의 접지면적을 크게 할 뿐만 아니라 상승지지력을 크게 하기 위해서다.

⒜ 본 발명은 「직접 설치방식」에 의해 20cm이하의 형하공간(H)의 교각위에 거더(G)인상장치(100)를 슬라이딩 삽입·설치하되 그 거더(G)인상장치(100)는 거더접면부(112)가 형성된 상부구조(110)와, 플런저 삽입공간부(127)가 형성된 하부구조(120)와, 상하부구조(110)(120)를 결합하는 결합너트(130)와, 그리고 출몰 플런저 (plunger)(143)의 단동실린더(140)가 순차적으로 조립된 조립구조체(P)이고, 또 이들 상하부구조(110)(120) 및 단동실린더(140)의 상호조립구조에 의한 조립구조체(P)의 높이가 최소화되게 함으로써 비좁은 형하공간(H)의 틈새에 조립구조체(P)의 삽입이 가능하게 함에 그 목적이 있고,

⒝ 또한 상기 조립구조체(P)의 상부구조(110)의 반호형 하향오목부(116)와 이에 대응·조립되는 하부구조(120)의 반호형 상향볼록부(122)에 의해 활동구조(M)가 이루어져 캠버거더(G)와의 접지면적이 증대될 뿐만 아니라 출몰 플런저 (plunger)(143)의 상향력에 대하여 두께(T)가 두꺼운 반호형 상향볼록부(122)에 의해 하부구조(120)가 보강됨으로써 하부구조(120)의 지지강도가 증강되는 한편, 그 출몰 플런저 (plunger)(143)가 하부구조(120)의 플런저 삽입공간부(127)에 삽입·조립되면서 하부구조(120)의 수평지지부(126)가 단동실린더(140)의 납작한 실린더(142)표면위에 놓임으로써 하부구조(120)와 단동실린더(140)의 조립높이가 최소화되게 하는데 다른 목적이 있으며,

⒞ 상기 조립구조체(P)가 비좁은 틈새의 형하공간(H)에 삽입·설치될 시에는 상부구조(110)의 하단수평선(K)과 하부구조(120)의 상단수평선(J)이 결합너트(130)에 의해 서로 공유되는 위치에 있고, 이때 상하부구조(110)(120)의 활동구조(M)의 활동이 정지된 상태이며, 그리고 거더(G)인상 시의 결합너트(130)의 위치는 상기 결합너트(130)가 하부구조(120)의 플랜지(F)에 완전히 밀착된 위치에 있고, 이때 상부구조(110)의 활동이 작동되는 상태이면서 상부구조(110)의 거더접면부(112)와 거더(G)의 캠버와의 경사접촉면이 최대화되는 한편, 1쌍의 오목/볼록 반호형의 활동구조(M)가 종래와는 달리 별도의 상하부구조(110)(120)에 형성됨으로써 1쌍의 오목/볼록 반호형의 크기조정이 용이할 뿐만 아니라 그 크기 조정에 의한 활동이 원활하고 구조적으로 안정되도록 함에 또 다른 목적이 있고,

⒟ 교각(또는 교대)위의 교좌장치(Q)가 교축방향(X)과 교축직각방향(Y)의 중심O에 위치되고, 또 중심O에서 d떨어진 X축 상과 Y축 상에 각각 (A1-A2)점과 (B1-B2)점이 설정되며, 이 상태에서 Y축 상의 (B1-B2)점에는 스크류 잭이 대칭으로 설치되고, 또 Y축 상의 (B1-B2)점에서 각각 X축에 평행되게 그은 평행선과, 그리고 X축 상의 (A1-A2)점에서 Y축에 평행되게 그은 평행선이 만나는 점, 곧 (E1-E2) 및 (F1-F2)점에는 각각 조립구조체(P)가 설치되며, 이때 각점의 조립구조체(P)의 상부구조의 거더접면부가 거더(G)에 근접된 상태, 곧 「인상준비상태」가 되는 한편, 『(E1-E2) 및 (F1-F2)점의 조립구조체(P)의 단동실린더의 인상→(B1-B2)점의 스크류 잭의 인상→(E1-E2) 및 (F1-F2)점의 조립구조체(P)의 단동실린더의 축소→(E1-E2) 및 (F1-F2)점의 조립구조체(P)의 저면에 받침대 설치→「인상준비상태」』를 반복하면서 「직접 설치방식」에 의한 거더(G)의 점진적 인상높이가 이루어짐으로써 교좌장치의 교체작업공간이 충분히 확보되게 함에 다른 목적이 있다.

본 발명 활동상하부구조와 단동실린더의 조립에 의한 「직접 설치방식」의 거더(G)인상장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.

「직접 설치방식」에 의해 교각위의 비좁은 형하공간(S)에 조립구조체(P)가 슬라이딩 삽입·설치되되 그 조립구조체(P)는 거더접면부(112)가 형성된 상부구조(110)와, 플런저 삽입공간부(127)가 형성된 하부구조(120)와, 상하부구조(110)(120)를 결합하는 결합너트(130)와, 그리고 출몰 플런저 (plunger)(143)의 단동실린더(140)가 순차적으로 조립된 조립구조체(P)인 한편, 조립구조체(P)의 상부구조(110)의 반호형 하향오목부(116)와, 이에 대응·조립되는 하부구조(120)의 반호형 상향볼록부(122)에 의해 활동구조(M)가 이루어지되 1쌍의 오목/볼록 반호형이 서로 밀접 되고, 상부구조(110)의 활동상하 폭(Δ)은 하부구조(120)의 상단수평선(J)과 상부구조(110)의 하단수평선(K)사이의 간격이며, 이때 그 간격은 결합너트(130) 높이h에 대하여 (0.2~0.3)h이며, 또한 상기 하부구조(120)의 플런저 삽입공간부(127)에 단동실린더(140)의 출몰 플런저 (plunger)(143)가 삽입되어 조립구조를 이루되 하부구조(120)의 수평지지부(126)가 단동실린더(140)의 납작한 실린더(142)표면위에 놓이면서 그 조립구조의 높이가 최소화되어 전체 조립구조체(P)의 높이가 최소화됨을 특징으로 하는 활동상하부구조와 단동실린더의 조립에 의한 「직접 설치방식」의 거더(G)인상장치이다.

여기에다,

단동실린더(140)의 출몰 플런저 (plunger)(143)의 상승력이 활동구조(M)를 통해 거더(G)에 전달되고, 이때 출몰 플런저 (plunger)(143) 상승력의 전달은 상기 출몰 플런저 (plunger)(143)가 밀착된 활동구조(M)의 하부구조(120)의 플런저 수평접면부(125)로부터 하부구조(120)의 반호형 상향볼록부(122)를 거쳐 상부구조(110)의 반호형 하향오목부(116)를 통해 거더(G)상승으로 전달되는 한편, 활동구조(M)의 반호형 상향볼록부(122)가 하부구조(120)에 위치되게 함으로써 단동실린더(140)의 출몰 플런저 (plunger)(143) 삽입이 가능한 플런저 삽입공간부(127)가 형성되면서 동시에 출몰 플런저 (plunger)(143)의 상승력이 전달되는 두께(T)가 두꺼운 반호형 상향볼록부(122)에 의해 하부구조(120)의 지지강도가 증강되게 함을 특징으로 하는 활동상하부구조와 단동실린더의 조립에 의한 「직접 설치방식」의 거더(G)인상장치이다.

또한,

거더접면부(112)가 형성된 상부구조(110)와, 플런저 삽입공간부(127)가 형성된 하부구조(120)와, 상하부구조(110)(120)를 결합하는 결합너트(130)와, 그리고 출몰 플런저 (plunger)(143)가 형성된 단동실린더(140)에 의해 최소화 높이의 조립구조체(P)가 조립되는 한편, 이 최소화된 조립구조체(P)의 형상이 상부구조(110)의 거더접면부(112)와, 그리고 단동실린더(140)의 하부가 서로 평행된 형상이 되도록 함을 특징으로 하는 활동상하부구조와 단동실린더의 조립에 의한 「직접 설치방식」의 거더(G)인상장치이다.

그뿐 아니라,

조립구조체(P)가 형하공간(H)에 삽입·설치 시의 결합너트(130)의 위치는 상부구조(110)의 하단수평선(K)과 하부구조(120)의 상단수평선(J)이 결합너트(130)에 의해 서로 공유되는 위치에 있고, 이때 상하부구조(110)(120)의 활동구조(M)가 정지된 상태이며, 그리고 거더(G)인상 시의 결합너트(130)의 위치는 상기 결합너트(130)가 하부구조(120)의 플랜지(F)에 완전히 밀착된 위치에 있고, 이때 상부구조(110)의 활동이 작동되는 상태이면서 거더(G)캠버로부터 오는 수평분력에 대한 내외부수직부(124)(123)의 강성자체에다 결합너트(130)강성이 추가 보강됨을 특징으로 하는 활동상하부구조와 단동실린더의 조립에 의한 「직접 설치방식」의 거더(G)인상장치이다.

본 발명 거더(G)인상장치는 20cm이하의 형하공간을 대상으로 「직접 설치방식」에 의해 충분한 교좌장치(Q)의 교체작업 공간을 확보하고자한 것이다.

이때 거더(G)인상장치의 인상에 의해 확보되는 충분한 교체작업공간은 40cm이상의 형하공간(H)이다.

상기 거더(G)인상장치(100)는 상하부구조(110)(120)와, 상하부구조(110)(120)의 결합너트(130)와, 그리고 납작한 단동실린더(140)의 조립구조체(P)이다. 조립구조체(P)는 20cm이하의 형하공간(H)에 삽입·가능한 높이이다.

1) 조립구조체(P)에 대하여 설명하면 다음과 같다.

조립구조체(P)는 상하부구조(110)(120)에 의한 활동구조(M)와, 그리고 하부구조(120)의 플런저 삽입공간부(127)에 단동실린더(140)의 출몰 플런저 (plunger)(143)가 삽입되는 조립구조이다.

가) 조립구조체(P)는 3가지 특성을 갖는다.

첫째, 납작한 형상의 단동실린더(140)의 출몰 플런저 (plunger)(143)가 활동구조(M)의 하부구조(120)의 플런저 삽입공간부(127)에 삽입·조립됨으로써 조립구조체(P)의 높이가 최소화되는 특성,

둘째, 활동구조(M)의 원활한 활동을 위한 반호형 오목/볼록 반경크기조정이 가능한 특성 및 두께(T)가 두꺼운 반호형 상향볼록부(122) 하부의 플런저 삽입공간부(127)에 단동실린더(140)의 출몰 플런저 (plunger)(143)가 삽입되고, 이때 상승 플런저 (plunger)(143)의 상향력에 대하여 두께(T)가 두꺼운 반호형 상향볼록부(122)에 의해 하부구조(120)가 보강됨으로써 하부구조(120)의 지지강도가 증강되며,

셋째, 활동구조(M)는 상부구조(110)의 활동이 활동상하 폭(Δ)내에서 자유로운 구조이다. 이를 위해 결합너트(130)가 상부구조(110)에는 걸쳐지지 않고, 하부구조(120)에만 나선 결합된 상태이다. 활동상하 폭(Δ)은 하부구조(120)의 상단수평선(J)과 상부구조(110)의 하단수평선(K)사이의 간격이며, 그 간격은 결합너트(130)높이h에 대하여 (0.2~0.3)h이다. 이 범위 내에서 거더(G)의 활동이 충분하기 때문이다. 이때 결합너트(130)가 하부구조(120)의 플랜지(F)에 완전히 밀착된 상태이다. 플랜지(F)에 밀착된 상태는 인상 시 거더(G)캠버로부터 오는 수평분력에 대하여 하부구조(120)의 내외부수직부(124)(123)의 자체강성에다 밀착된 결합너트(130)의 강성이 추가 보강된 특성을 지니게 된다.

나) 조립구조체(P)의 활동구조(M)에 대하여 설명한다.

조립구조체(P)의 활동구조(M)는 상하부구조(110)(120)의 반호형 하향오목부(116)와 반호형 상향볼록부(122)가 1쌍을 이루면서 서로 밀접 된 상태이고, 하부구조(120)의 상단수평선(J)과 상부구조(110)의 하단수평선(K)사이에 활동상하 폭(Δ)이 위치된다.

결합너트(130)가 하부구조(120)의 플랜지(F)에 완전히 밀착된 상태는 결합너트(130)상면이 외부수직부(123)의 상단수평선(J)과 일치된 상태로서 결합너트(130)높이h와 하부구조(120)의 외부수직부(123)의 높이가 동일하다. 이때 활동구조(M)의 상부구조(110)의 활동이 활동상하 폭(Δ)내에서 자유롭다.

상부구조(110)의 활동이 자유로워지면 거더(G) 인상 시 캠버된 거더(G)에 활동된 상부구조(110)가 접면되므로 상부구조(110)와 캠버된 거더(G)와의 접촉 면적이 최대가 된다.

또한 1쌍의 반호형직경의 크기는 상하부구조(110)(120)의 직경의 크기에 비례된다. 1쌍의 반호형직경이 클수록 그 활동이 원활하고 구조적으로 안정적이다.

다) 단동실린더(140)의 출몰 플런저 (plunger)(143)의 상향력에 대한 지지강도의 증강에 대하여 설명한다.

단동실린더(140)의 출몰 플런저 (plunger)(143)의 상향력이 하부구조(120)의 플런저 수평접면부(125)를 통해 상부구조(110)를 거쳐 거더(G)에 전달·인상된다.

하부구조(120)의 지지강도가 클수록 출몰 플런저 (plunger)(143)의 상향력이 상부구조(110)에 그대로 전달된다. 그런데 출몰 플런저 (plunger)(143)의 밀착면인 플런저 수평접면부(125)와 상부구조(110)사이에는 반호형 상향볼록부(122)가 위치된 구조이다. 이때 두께(T)가 두꺼운 반호형 상향볼록부(122)에 의해 보강·지지된 상태에서 상승플런저 (plunger)(143)의 상향력이 상부구조(110)에 전달된다. 하부구조(120)의 지지강도가 그 반호형 상향볼록부(122)에 의해 증강된 구조이다.

라) 상하부구조(110)(120)의 활동구조(M)가 결합너트(130)에 의해 정지·고정되는 상태에 대하여 설명한다.

형하공간의 교각위에 거더(G)인상(100)장치의 삽입·설치 시에는 그 활동구조(M)가 정지·고정된 상태이다. 이때 결합너트(130)의 위치는 상부구조(110)의 하단수평선(K)과 하부구조(120)의 상단수평선(J)이 그에 의해 서로 공유되는 곳이다. 상하부구조(110)(120)의 양면이 결합너트(130)에 의해 고정되기 때문에 활동이 정지된다.

그런데 활동구조(M)가 작동될 때는 캠버거더(G)의 인상 시이다. 이때 결합너트(130)에 의해 활동구조(M)가 정지 상태에서 활동 상태, 즉 결합너트(130)가 하부구조(120)의 플랜지(F)에 완전 밀착되면서 그 외부수직부(123)와도 일체화된다. 거더(G)캠버의 수평분력에 대하여 하부구조(120)의 내외부수직부(124)(123)의 자체강성에다 일체화된 결합너트(130)강성이 추가 보강되는 이점이 있다.

마) 조립구조체(P)는 상부구조(110)의 거더접면부(112)와, 그리고 단동실린더(140)의 납작한 실린더(142)의 저면부가 평행을 이루는 형상이다. 이는 비좁은 형하공간(H)으로의 삽입이 용이하기 위해서다.

2) 단동실린더의 타입(type)에 대하여 설명한다.

본 발명에 사용된 단동실린더(140)의 일실시 개념도가 도8에 도시되어있다.

오일이 오일입출구(145)에 유입되면, 출몰 플런저(plunger)(143)상승과 함께 스프링(144)도 인장 상승된다. 이와 반대로 상승된 출몰 플런저(plunger)(143)의 원상복귀는 인장된 스프링(144)의 복원에 의해 이루어지는 스프링 리턴타입(Spring Return Type)이다. 다시 말하면, 단동실린더(140)의 출몰 플런저(plunger)(143)의 상승은 오일 유압에 의해, 그리고 상승된 출몰 플런저(plunger)(143)의 원상복귀는 스프링 리턴에 의해 이루어지는 실린더이다.

도9의 단동실린더(140)도 스프링 리턴타입(Spring Return Type)이다.

스프링 리턴타입(Spring Return Type)은 리턴 스프링(144)이 출몰 플런저 (plunger)(143)내에 내장된 구조이므로 실린더의 높이가 최소화되는 이점이 있다. 그렇다고 스프링 리턴타입으로 특정되는 것은 아니다. 실린더의 높이가 최소화되는 단동실린더면 어느 것이라도 무방하다.

⒜ 본 발명은 「직접 설치방식」에 의해 20cm이하의 형하공간(H)의 교각위에 거더(G)인상장치(100)를 슬라이딩 삽입·설치하되 그 거더(G)인상장치(100)는 거더접면부(112)가 형성된 상부구조(110)와, 플런저 삽입공간부(127)가 형성된 하부구조(120)와, 상하부구조(110)(120)를 결합하는 결합너트(130)와, 그리고 출몰 플런저 (plunger)(143)의 단동실린더(140)가 순차적으로 조립된 조립구조체(P)이고, 또 이들 상하부구조(110)(120) 및 단동실린더(140)의 상호조립구조에 의한 조립구조체(P)의 높이가 최소화되게 한 것이므로 비좁은 형하공간(H)의 틈새에 조립구조체(P)의 삽입이 가능한 효과가 있고,

⒝ 또한 상기 조립구조체(P)의 상부구조(110)의 반호형 하향오목부(116)와 이에 대응·조립되는 하부구조(120)의 반호형 상향볼록부(122)에 의해 활동구조(M)가 이루어져 캠버거더(G)와의 접지면적이 증대될 뿐만 아니라 출몰 플런저 (plunger)(143)의 상향력에 대하여 두께(T)가 두꺼운 반호형 상향볼록부(122)에 의해 하부구조(120)가 보강됨으로써 하부구조(120)의 지지강도가 증강되는 한편, 그 출몰 플런저 (plunger)(143)가 하부구조(120)의 플런저 삽입공간부(127)에 삽입·조립되면서 하부구조(120)의 수평지지부(126)가 단동실린더(140)의 납작한 실린더(142)표면위에 놓이게 되는 구조이므로 하부구조(120)와 단동실린더(140)의 조립높이가 최소화되는 효과가 있으며,

⒞ 상기 조립구조체(P)가 비좁은 틈새의 형하공간(H)에 삽입·설치될 시에는 상부구조(110)의 하단수평선(K)과 하부구조(120)의 상단수평선(J)을 결합너트(130)에 의해 서로 공유되는 위치에 있고, 이때 상하부구조(110)(120)의 활동구조(M)의 활동이 정지된 상태이며, 또 거더(G)의 인상 시에는 상기 결합너트(130)가 하부구조(120)의 플랜지(F)에 완전히 밀착된 위치에 있고, 이때 상부구조(110)의 활동이 작동되는 상태로서 상부구조(110)의 거더접면부(112)가 거더(G)의 캠버와의 접촉면이 최대화되는 한편, 1쌍의 오목/볼록 반호형의 활동구조(M)가 종래와는 달리 상하부구조(110)(120)에 형성된 것이므로 1쌍의 오목/볼록 반호형의 크기조정이 용이할 뿐만 아니라 그 크기 조정에 의한 활동이 원활하고 구조가 안정적으로 이루어지는 효과가 있고,

⒟ 그뿐 아니라 교각(또는 교대)위의 교좌장치(Q)가 교축방향(X)과 교축직각방향(Y)의 중심O에 위치되고, 또 중심O에서 d떨어진 X축 상과 Y축 상에 각각 (A1-A2)점과 (B1-B2)점이 설정되며, 이 상태에서 Y축 상의 (B1-B2)점에는 스크류 잭이 대칭으로 설치되고, 또 Y축 상의 (B1-B2)점에서 각각 X축에 평행되게 그은 평행선과, 그리고 X축 상의 (A1-A2)점에서 Y축에 평행되게 그은 평행선이 만나는 점, 곧 (E1-E2) 및 (F1-F2)점에는 각각 조립구조체(P)가 설치되며, 이때 각점의 조립구조체(P)의 상부구조의 거더접면부가 거더(G)에 근접된 상태, 곧 「인상준비상태」가 되는 한편, 『(E1-E2) 및 (F1-F2)점의 조립구조체(P)의 단동실린더의 인상→(B1-B2)점의 스크류 잭의 인상→(E1-E2) 및 (F1-F2)점의 조립구조체(P)의 단동실린더의 축소→(E1-E2) 및 (F1-F2)점의 조립구조체(P)의 저면에 받침대 설치→「인상준비상태」』를 반복하면서 「직접 설치방식」에 의한 거더(G)의 점진적 인상높이가 이루어지므로 교좌장치의 교체작업공간이 충분히 확보되는 효과가 있다.

[도1] 종래기술의 상판(1)과 교각(2)사이의 형하공간(H)에 교좌장치가 설치된 모습을 보인 단면도
[도2] 교각(1)수직면에 설치된 받침판체(31)에 유압잭(5)이 지지된 모습을 보인 종래기술 「간접 설치방식」의 단면도
[도3a] 통상적인 단동실린더의 단면도
[도3b] 통상적인 복동 실린더의 단면도
[도4] 나사 스크류 높이 조절부(140)위에 놓인 유압실린더부(130)가 종래 직접설치방식에 의해 교각이나 교대위의 형하공간(H)에 설치된 단면도
[도5] 도4의 나사 스크류 높이 조절부(140)위에 놓인 유압실린더부(130)가 거더에 설치된 모습을 보인 단면도
[도6] 유압잭기구(10)가 교각수직면상의 받침대(D)에 의해 지지된 종래기술 간접 설치방식의 단면도
[도7] 도6의 유압잭기구(10)에 활동구조가 부가된 모습을 보인 종래기술 간접 설치방식의 단면도
[도8] 본 발명에 사용된 단동실린더의 일실시 개념도
[도9] 본 발명 거더(G)인상장치의 조립단면도
[도10] 도9의 분해 단면도
[도11] 본 발명 거더(G)인상장치의 상부구조와, 그리고 하부구조 및 단동실린더의 조립부분과의 분해단면도
[도12] 본 발명 상부구조와 하부구조의 분해단면도
[도13] 도11의 조립단면도
[도14] 거더(G)인상을 위한 교각위의 본 발명 거더(G)인상장치의 배치상태를 보인 상태도

본 발명 활동상하부구조와 단동실린더의 조립에 의한 「직접 설치방식」의 거더(G)인상장치를 이용한 「직접 설치방식」의 교좌장치설치시스템을 첨부된 도면에 의해 설명하면 다음과 같다.

교각(또는 교대)위의 교좌장치(Q)가 교축방향(X)과 교축직각방향(Y)의 중심O에 위치되고, 또 중심O에서 d떨어진 X축 상과 Y축 상에 각각 (A1-A2)점과 (B1-B2)점이 설정되며, 이 상태에서 Y축 상의 (B1-B2)점에는 스크류 잭(300)이 대칭으로 설치되고, 또 Y축 상의 (B1-B2)점에서 각각 X축에 평행되게 그은 평행선과, 그리고 X축 상의 (A1-A2)점에서 Y축에 평행되게 그은 평행선이 만나는 점, 곧 (E1-E2) 및 (F1-F2)점에는 각각 조립구조체(P)가 설치되며, 이때 각점의 조립구조체(P)의 상부구조(110)의 거더접면부(112)가 거더(G)에 근접된 상태, 곧 「제1의 인상준비상태」가 되게 하고, 이 상태에서 (E1-E2) 및 (F1-F2)점에 설치된 조립구조체(P)의 각 단동실린더(140)에 유압이 공급되어 출몰 플런저 (plunger)(143)가 인상(Δ1)되게 하면서 거더(G)도 동반상승(Δ1) 되게 하고, (B1-B2)점의 스크류 잭(300)을 상승시켜 그 동반상승 된 거더(G)의 높이가 그대로 유지·지지되도록 하며, 이 상태에서 상기 (E1-E2) 및 (F1-F2)점의 조립구조체(P)의 단동실린더(140)의 유압을 풀고, 이때 출몰 플런저 (plunger)(143)의 축소와 함께 각 점의 조립구조체(P)의 높이도 축소되고, 이어 그 축소높이만큼 조립구조체(P)를 들어 올리고 그 하부저면에 받침대(146)를 받치되 그 조립구조체(P)의 상부구조(110)의 거더접면부(112)가 거더(G)높이에 근접되게 설치함으로써 「제2의 인상준비초기상태」가 되도록 하는 한편, 「제2의 인상준비상태」로부터 「제1의 인상준비상태」과 동일한 방식, 즉 『(E1-E2) 및 (F1-F2)점의 조립구조체(P)의 단동실린더(140)의 인상→(B1-B2)점의 스크류 잭(300)의 인상→(E1-E2) 및 (F1-F2)점의 조립구조체(P)의 단동실린더(140)의 축소→(E1-E2) 및 (F1-F2)점의 조립구조체(P)의 저면에 받침대(146) 받침→「제2의 인상준비상태」』를 통해 거더(G)의 인상분이 (Δ2)가 되고, 이와 동일한 방식으로 「제3의 인상준비상태」, 「제4의 인상준비상태」,···· 「제n의 인상준비상태」를 거치면서 거더(G)의 인상분이 (Δ3), (Δ4),····, (Δn)이 됨으로써 인상된 거더(G)의 형하공간이 교좌장치(Q)의 교체·설치를 위한 충분한 작업공간이 되게 함을 특징으로 하는 활동상하부구조와 단동실린더의 조립에 의한 「직접 설치방식」의 거더(G)인상장치를 이용한 「직접 설치방식」의 교좌장치설치시스템이다.

이와 같이 「직접 설치방식」의 교좌장치설치시스템의 조립구조체(P)는 그 높이가 최소화될 뿐만 아니라 출몰 플런저 (plunger)(143)의 상향력에 대하여 두께(T)가 두꺼운 반호형 상향볼록부(122)에 의해 하부구조(120)가 보강됨으로써 하부구조(120)의 지지강도가 증강되고, 또 거더(G) 인상 시 결합너트(130)가 하부구조(120)와 일체로 접면됨으로써 인상 시 거더(G)캠버로부터 오는 수평분력에 대한 하부구조(120)의 내외부수직부(124)(123)의 자체강성에다 결합너트(130)의 강성이 추가보강 되는 이점을 지닌 유용한 발명이다.

본 발명의 활동상하부구조와 단동실린더의 조립에 의한 「직접 설치방식」의 거더(G)인상장치는 형하공간이 낮은 교체뿐만 아니리 신설교량 시에도 적용되는 것임은 말할 것도 없다.

100; 거더(G)인상장치(100),
110; 상부구조(110), 112; 거더접면부(112), 114; 수직지지부, 114a; 나선부, 116; 반호형 하향오목부(116),
120; 하부구조(120), 122; 반호형 상향볼록부(122), 123; 외부수직부(123), 123a; 나선부(123a), 124; 내부수직부, 125; 플런저 수평접면부(125), 126; 수평지지부(126), 127; 플런저 삽입공간부(127),
130; 결합너트(130),
140; 단동실린더(140), 142; 납작한 실린더(142), 143; 출몰 플런저 (plunger)(143), 144; 스프링, 145; 오일 입출구(145), 146; 받침대(146),
300; 스크류 잭(300),
400; 교각 또는 교대,
F; 플랜지,
G; 거더(G),
P; 조립구조체(P)
H; 형하공간(H)
Q; 교좌장치(Q)

Claims (2)

1. 직접 설치방식」에 의해 교각 위 20cm이하의 형하공간(S)에 조립구조체(P)가 슬라이딩 삽입·설치되되 그 조립구조체(P)는 거더접면부(112)가 형성된 상부구조(110)와, 플런저 삽입공간부(127)가 형성된 하부구조(120)와, 상하부구조(110)(120)를 결합하는 결합너트(130)와, 그리고 출몰 플런저 (plunger)(143)의 단동실린더(140)가 순차적으로 조립된 조립높이(L)가 20cm이하의 조립구조체(P)인 한편, 조립구조체(P)의 상부구조(110)의 반호형 하향오목부(116)와, 이에 대응·조립되는 하부구조(120)의 반호형 상향볼록부(122)에 의해 활동구조(M)가 이루어지되 1쌍의 오목/볼록 반호형이 서로 밀접 되고, 상부구조(110)의 활동상하 폭(Δ)은 하부구조(120)의 상단수평선(J)과 상부구조(110)의 하단수평선(K)사이의 간격이며, 이때 그 간격은 결합너트(130)높이h에 대하여 (0.2~0.3)h이며, 또 상기 하부구조(120)의 플런저 삽입공간부(127)에 단동실린더(140)의 출몰 플런저 (plunger)(143)가 삽입되어 조립구조를 이루되 하부구조(120)의 수평지지부(126)가 단동실린더(140)의 납작한 실린더(142)표면위에 놓이면서 그 조립구조의 높이가 최소화되어 전체 조립구조체(P)의 조립높이(L)가 20cm이하로 최소화됨을 특징으로 하는 활동상하부구조와 단동실린더의 조립에 의한 「직접 설치방식」의 거더(G)인상장치
2. 제1항에 있어서
   단동실린더(140)의 출몰 플런저 (plunger)(143)의 상승력이 활동구조(M)를 통해 거더(G)에 전달되고, 이때 출몰 플런저 (plunger)(143) 상승력의 전달은 상기 출몰 플런저 (plunger)(143)가 밀착된 활동구조(M)의 하부구조(120)의 플런저 수평접면부(125)로부터 하부구조(120)의 반호형 상향볼록부(122)를 거쳐 상부구조(110)의 반호형 하향오목부(116)를 통해 거더(G)상승으로 전달되는 한편, 활동구조(M)의 반호형 상향볼록부(122)가 하부구조(120)에 위치되게 함으로써 단동실린더(140)의 출몰 플런저 (plunger)(143) 삽입이 가능한 플런저 삽입공간부(127)가 형성되면서 동시에 출몰 플런저 (plunger)(143)의 상승력이 전달되는 두께(T)가 두꺼운 반호형 상향볼록부(122)에 의해 하부구조(120)의 지지강도가 증강되게 함을 특징으로 하는 활동상하부구조와 단동실린더의 조립에 의한 「직접 설치방식」의 거더(G)인상장치

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