KR200172145Y1

KR200172145Y1 - 교량구조물의 박스 거더용 횡리브 제작 시스템

Info

Publication number: KR200172145Y1
Application number: KR2019990020422U
Authority: KR
Inventors: 박용수
Original assignee: 고려개발주식회사
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2000-03-15

Abstract

교량의 시공에 이용되는 박스형상의 구조물은 구조적 강도를 보강하기 위하여 구조물 내부에 수평재 및 수직재로 이루어지는 횡리브를 용접하여 부착하게 되는데, 이 횡리브의 수평재 및 수직재의 용접불량이나 휨등의 변형은 구조물의 내구성을 저하시키는 한 요인이 되고 있으므로 이러한 변형을 방지하여 구조적 강도를 향상시킬 수 있는 교량구조물의 박스 거더용 횡리브 제작 시스템을 제공한다.

이러한 교량구조의 박스 거더(Box Girder)용 횡리브 제작 시스템은, 1쌍의 베이스 프레임과, 이 프레임에 회전가능하게 설치되어 이동하는 물체의 이동을 적은 힘으로 가능하게 하는 롤러들과, 상기한 베이스 프레임에 가용접된 수평재 및 수직재가 올려져 이동되면 이들소재의 휨을 교정하는 첫번째 교정부와, 여기서 교정된 횡리브를 양측에서 동시에 용접하는 용접부와, 용접된 횡리브의 열변형을 수직방향 및 수평방향에서 교정하는 두번째 교정부를 포함한다.

Description

교량구조물의 박스 거더용 횡리브 제작 시스템{A MANUFACTURING SYSTEM OF A HORIZONTA RIB FOR BOX GIRDER IN A BRIDGE STRUCTURE}

본 고안은 교량에 이용되는 박스 거더를 제작할때 부재들의 밀착도를 높여 구조적 강도를 향상시킬 수 있도록 수평재 및 수직재의 휨을 교정하면서 용접을 할 수 있도록 한 교량구조물의 박스 거더(BOX GIRDER)용 횡리브 제작 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 박스 거더를 사용하여 시공되는 교량은 다른 방식으로 시공되는 교량에 비하여 동일한 조건하에서는 내구성이 좋으므로 근자에 이르러 박스거더를 사용한 시공기법이 이용되고 있다.

교량에 이용되는 박스 거더는, 상하에 마주하는 1쌍의 플레이트와, 이들 플레이트 사이에 일정한 간격을 유지하면서 이들과 각각 용접되는 또다른 1쌍의 플레이트로 외형이 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 박스 거더는, 교량에 설치되었을때 상당한 하중에 견디어야 하므로 구조적으로 강한 구조를 갖고 있어야 한다. 이를 위하여 현재 사용되고 있는 박스거더는 그 내부에 강성보강을 위하여 다이어프램를 설치하고 있으며, 이에 더하여 횡리브를 일정한 간격으로 설치하고 있다.

도1은 일반적으로 교량의 시공에 사용되고 있는 박스 거더의 사시도이고, 도2는 이 박스 거더에 사용되고 있는 횡리브를 나타내는 사시도로서, 박스 거더는 상하에 위치하는 1쌍의 플레이트(2)(4)와, 이 플레이트에 직교하는 방향으로 위치하면서 서로 마주하는 자세로 위치하는 1쌍의 플레이트(6)(8)가 용접되어 외형을 구성하고 있다.

상기한 플레이트(2)(4)에는 구조적 보강을 위한 종리브 및 횡리브가 용접되어 있는데, 여기서 횡리브는 수평재(10)와 수직재(12)가 용접된 상태에서 플레이트에 용접된다.

따라서 이들 플레이트(2)(4)와 횡리브의 수평재(10) 및 수직재(12)는 밀착된 상태로 있어야 양호한 용접이 이루어질 수 있다.

그리고 횡리브는 특히 수직재(12)에 슬롯(14)을 형성하여 이 슬롯으로 다른 횡리브(16)를 삽입하여 용접할 수 있도록 하므로서 더욱 구조적 강도를 향상시키게 된다.

그러나 횡리브를 구성하는 수평재(10)나 수직재(12)는 넓은 판상의 소재로부터 띠상으로 절단되는데, 이러한 절단과정에서 띠상의 부재는 휨을 일으키게 되고, 특히 수직재(12)의 경우는 슬롯(14)이 산소절단에 의해 이루어지므로 이때에 약 1600℃ 이상의 열을 받아 열변형을 일으키게 된다.

이와 같이 횡리브는 준비작업과정에서 기계적 또는 열적 변형을 일으켜 도3에 도시한 바와 같이 상하 방향 또는 좌우방향으로 휘어지게 된다.

이와 같이 변형된 수직재(12)와 수평재(10)를 용접하게 되면 이들 사이에 직각도가 떨어지게 되고 부분적으로 이들 소재 사이에 들뜸현상이 일어나 용접불량이 나타날 수 있으며, 또 이와 같이 작업된 횡리브를 박스 거더에 사용하게 되면 구조적 강도를 보강함에 있어서 만족할만 한 효과를 얻을 수 없다.

본 고안은 상기한 바와 같이 박스 거더에 구조적 강도를 보강하기 위하여 사용되는 횡리브가 직각 상태를 이룰 수 있도록 하면서 휨을 교정하여 실질적으로 박스 거더에 사용될 때 구조적 강도를 한층 높일 수 있는 박스 거더용 횡리브 제작 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 실현하기 위하여, 수직재와 수평재를 준비하여 이들을 가용접한 상태에서 소재의 휨을 교정하고, 이 교정된 수평재 및 수직재를 양측에서 동시에 용접을 행하여, 용접시 용접열에 의해 열변형을 일으킨 횡리브의 수평방향 및 수직방향의 휨을 교정하는 시스템을 제안한다.

도1은 본 고안에 관련하는 박스거더를 설명하기 위한 도면.

도2는 본 고안에 관련하는 박스거더의 구조적 강도를 보강하기 위한 횡리브를 설명하기 위한 도면.

도3은 본 고안에 관련하는 횡리브의 변형예를 나타내는 도면.

도4는 본 고안에 의한 박스거더 제작 시스템의 정면도.

도5은 도4에서 취부기의 상세도면.

도6은 도4에 나타낸 취부기의 수직작동을 설명하기 위한 도면.

도7은 도4에서 취부기의 수평작동을 설명하기 위한 도면.

도8은 본 고안에 관련하는 용접부의 상세도면.

도9는 도8의 평면도.

도10은 본 고안의 교정기 상세도면.

도11은 교정기의 수직작동을 설명하기 위한 도면.

도12는 교정기의 수평작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도4 및 도5는 본 고안에 의한 박스 거더용 횡리브 제작 시스템을 개략적으로 나타내는 도면으로서, 1쌍의 베이스 프레임(20)과, 이 베이스 프레임에 설치되어 횡리브를 적은 힘으로 이동시킬 수 있도록 한 롤러(22)들을 포함하며, 상기한 베이스 프레임에는 용접을 하기 이전에 수평재(10)와 수직재(12)를 가용접하여 대기하는 준비파트(24)와, 이 준비파트에서 가용접된 수평재(10)와 수직재(12)의 변형을 1차로 교정하는 첫번째 교정부(26)와, 이 교정부(26)에 교정된 횡리브의 수평 및 수직재를 용접하는 용접부(28)와, 이 용접부(28)에서 용접된 횡리브의 수평 및 수직재가 용접시 변형된 것을 최종적으로 교정하여 휨을 바로 잡아주는 두번째 교정부(30)를 포함한다.

본 고안이 제안하는 첫번째 교정부(26)는 도5,6,7에 나타낸 바와 같이, 횡리브의 수직방향 휨과 수평방향 휨을 바로 잡아 주기 위한 교정수단으로서 수직 실린더(32)와 수평 실린더(34)를 사용하고 있다.

상기한 수직 실린더(32)는 베이스 프레임(20)에 설치된 다른 프레임(36)을 통하여 설치될 수 있으며, 이 프레임(36)에는 고정판(38)이 설치되어 수평 실린더(34)의 피스톤 로드 선단에 설치된 가압판(40)에 의해 이들 사이에 위치하는 횡리브의 수직재(12)가 가압력에 의해 교정될 수 있도록 하고 있다.

상기한 수직 실린더(32)가 횡리브의 수직재(12)를 상방향에서 하방향으로 누르게 되면 횡리브의 수평재(10)는 베이스 프레임(20)에 설치된 롤러(22)에 의해 받쳐져 변형을 바로 잡아주게 된다.

그리고 상기한 베이스 프레임(20)에는 횡리브의 수평재(10)를 가압하기 위한 또다른 수평 실린더(42)가 설치되어 있으며, 이와 마주하는 쪽에는 횡리브의 수평재(10)를 지지하기 위한 고정판(44)이 설치된다.

실질적으로 이 고정판(44)은 롤러(22)와 동일한 면을 갖거나 이 보다 조금 낮은 높이를 갖는 부재(46)가 평행하게 배치된 베이스 프레임에 가로 질러 설치되므로서 횡리브의 이동통로 상에 설치될 수 있다.

도8,9는 용접부(28)를 상세하게 나타내고 있는데, 1쌍의 베이스 프레임(20)중 어느 하나의 베이스 프레임에 스페이서(48)가 설치되어 가이드 레일(50)이 일정한 높이 위치할 수 있도록 되어 있다.

상기한 가이드 레일(50)에 용접장치(52)가 위치하여 이 레일을 따라 이동할 수 있도록 구성되는데 이 용접장치는 CO₂용접기가 사용될 수 있으며 이 용접기는 일반적으로 사용되는 것이 사용될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

본 고안의 용접장치는 보편적인 것을 사용하지만, 2개의 토치부(54)(56)가 대향하는 자세로 위치하므로서 횡리브의 수평재와 수직재를 용접할때 양쪽에서 동시에 용접이 이루어질 수 있도록 하는 것에 특징이 있다.

2개의 토치부(54)(56)는 각각 용접장치(52)의 몸체로부터 연장되는 수평부재(58)에 전후로 설치된 홀더(60)(62)에 의해 아래쪽을 향하여 설치될 수 있다.

이 용접부(28)에는 횡리브의 수평재와 수직재가 용접이 이루어질때 이 횡리브가 유동하지 못하도록 베이스 프레임(20)을 가로지르는 수평부재(64) 위쪽에 고정대(66)가 설치되며, 이 고정대에 횡리브를 가압하는 수평 실린더(68)가 용접장치의 아래측에 설치된다.

도10,11,12는 두번째 교정부를 상세히 나타내고 있다. 두번째 교정부는 용접이 완료된 횡리브가 용접시에 변형을 일으킨 경우나 또는 첫번째 교정부에서 완전히 교정되지 않는 휨을 최종적으로 교정하기 위한 것으로서, 베이스 프레임(20) 상에는 첫번째 게이트(70)와 두번째 게이트(72)가 설치된다.

이들 게이트(70)(72)는 각각 프레임을 사용한 것으로서, 첫번째 게이트(70)는 용접된 횡리브의 수평재(10)를 교정하기 위한 수단을 갖추고 있는데, 이 수단은 하측에서 상측으로 작동하는 수직 실린더(74)와, 이 수직 실린더(74)에 의해 상측으로 가압되는 횡리브의 수평재(10)를 고정하는 고정대(76)를 포함한다.

상기한 수직 실린더(74) 위에는 횡리브가 올려지는 리프터(78)가 위치하여 실질적으로 수직 실린더가 작동하면 이 리프터가 상승하면서 횡리브를 상측으로 밀게 된다.

상기한 고정대(76)가 횡리브의 수직재(12)가 사이에 위치할 수 있도록 1쌍으로 이루어져 이 수직재가 통과할 수 있는 크기로 떨어져 설치된다.

이 첫번째 게이트(70)를 통과하는 횡리브를 최종적으로 교정하는 수단이 두번째 게이트(72)에 제공된다.

이 수단은, 횡리브의 수평방향 휨을 교정하기 위한 1쌍의 수평 실린더(80)와, 수직방향의 휨을 교정하기 위한 1쌍의 수직 실린더(82)를 포함한다.

이와 같이 이루어지는 본 고안의 교량구조물의 박스 거더(BOX GIRDER)용 횡리브 제작 시스템은, 먼저 박스 거더에 용접하기 위한 수평재(10)와 수직재(12)가 준비된 상태에서 이들 가용접하여 준비파트(24)의 롤러(22)위에 올려 놓고서 작업자가 이 가용접된 횡리브를 첫번째 교정부(26)로 밀어서 이동시킨다.

즉 도5에 도시한 바와 같이 일점쇄선으로 도시된 횡리브를 첫번째 교정부(26)로 이동시키게 되는데, 이때 횡리브의 선단부분이 수평 실린더(34)(42) 근처에 위치하면 이들 실린더를 작동시킨다.

이와 같이 수평 실린더가 작동하게 되면 이 실린더의 피스톤 로드가 전진하면서 가압판(40)은 수직재(12)를 고정판(38)에 가압하여 휨을 교정하게 되며, 이와 동시에 실린더(42)가 작동하면서 횡리브의 수평재(10)를 고정판(46)에 가압하여 휨을 교정하게 된다.

이와 동시에 수직 실린더(32)가 작동하면서 횡리브의 수직재(12)를 상방에서 하방으로 가압하게 되는데, 이때 횡리브는 롤러(22)에 의해 받쳐져 있는 상태이므로 횡리브의 수직방향 교정이 이루어진다.(도6 및 도7참조)

따라서 수평재(10)와 수직재(12)는 가용접된 상태에서 소재의 휨이 교정되는데, 교정이 완료된 횡리브는 롤러(22)를 타고 용접부(28)로 이동된다.

상기한 용접부(28)로 이동된 횡리브는 이곳에서 통상의 용접방식으로 CO₂용접이 이루어지는데, 이때 2개의 토치부(54)(56)는 횡리브의 좌우측에 위치한 상태이므로 양측에서 동시에 용접이 행하여진다.

이 용접장치는 모터에 의해 가이드 레일(50)를 따라 이동하면서 용접을 행하게 되므로 용접하는 동안에는 횡리브는 정지된 상태를 유지하게 된다.

이때 도9에 표시한 바와 같이 수평 실린더(68)가 작동하여 횡리브의 수평재(10)를 고정대(66)에 가압하기 때문에 횡리브는 유동하지 않게 된다.

이 용접공정을 통과한 횡리브는 롤러(22)를 타고 두번째 교정부(30)로 이동되면서 첫번째 게이트(70)를 통과하게 되는데, 이때 수직 실린더(74)가 작동하여 리프터(78)를 상측으로 밀게 되면 이 리프터(78)는 횡리브의 수평재(10)를 밀어 고정대(76)에 가압하게 되므로 용접열에 의해 수직방향으로 일어나 휨을 교정할 수 있게 된다.

이와 같이 교정이 이루어지면 이 횡리브는 두번째 게이트(72)를 통과하게 되는데, 이때 1쌍의 수직 실린더(82)와 1쌍의 수평 실린더(80)가 동시에 작동하면서 횡리브의 수평재(10) 및 수직재(12)를 가압하여 휨을 교정하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 교량구조물의 박스 거더(BOX GIRDER)용 횡리브 제작 시스템은, 준비된 수평재와 수직재를 가용접하여 용접이 이루어지기 이전에 변형을 바로잡기 때문에 곧은 소재를 용접할 수 있으며 또 용접된 횡리브를 다시 교정하기 때문에 횡리브의 휨이 잔재하지 않게 된다.

따라서 박스 거더에 구조적 강도를 보강하기 위하여 거더의 플레이트에 용접이 직교상으로 용접될 수 있어 강성을 더욱 증대시킬 수 있으며, 용접을 동시에 양측에서 행하기 때문에 횡리브 용접시간을 줄일 수 있고, 교정과 용접이 단일 라인에서 행하여지는 효과등이 있다.

Claims

다수의 롤러들이 회전가능하게 배치된 베이스 프레임과;

수평재와 수직재가 가용접된 상태로 상기한 롤러들과 구름접촉하여 이동할때 소재의 수평 및 수직방향의 휨을 교정하는 첫번째 교정부와;

상기한 첫번째 교정부에서 휨이 교정된 수평재 및 수직재를 양측에서 동시에 용접하는 용접부와;

상기한 용접부에서 용접된 수평재와 수직재의 열변형을 교정하는 두번째 교정부로 이루어지는 교량구조물의 박스 거더(BOX GIRDER)용 횡리브 제작 시스템.
청구항 1에 있어서, 첫번째 교정부는, 수평재 및 수직재의 수직방향 휨을 교정하기 위한 수직 실린더와, 수평재 및 수직재의 수평방향 휨을 교정하기 위한 수평 실린더로 이루어지는 교량구조물의 박스 거더용 횡리브 제작 시스템.
청구항 1에 있어서, 용접부는, 베이스 프레임 위에 설치된 가이드 레일과, 이 가이드 레일을 따라 이동하는 용접장치와, 이 용접장치의 바디로부터 연장되는 부재에 횡리브의 수직재를 중심으로 좌우에 배치되어 용접을 행하는 1쌍의 토치부를 포함하는 교량구조물의 박스 거더용 횡리브 제작 시스템.
청구항 1에 있어서, 두번째 교정부는, 용접된 횡리브의 수직방향 변형을 교정하는 첫번째 게이트와, 이 첫번째 게이트에서 교정된 횡리브의 수직 및 수평방향의 휨을 동시에 교정하는 두번째 게이트를 포함하는 교량구조물의 박스 거더용 횡리브 제작 시스템.
청구항 4에 있어서, 첫번째 게이트는, 베이스 프레임에 설치된 수직 실린더와, 이 수직 실린더의 피스톤 로드 상에 설치되어 용접된 횡리브를 밀어 올리는 리프터와, 이 리프터에 의해 올려지는 횡리브의 상승을 억제하는 고정대를 포함하는 교량구조물의 박스 거더용 횡리브 제작 시스템.
청구항 4에 있어서, 두번째 게이트는, 1쌍의 수직 실린더와, 1쌍의 수평 실린더로 이루어지는 교량구조물의 박스 거더용 횡리브 제작 시스템.