KR20080109113A - 시트파일 인발장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흙막이용 시트파일을 인발하는 장치에 관한 것으로, 큰 힘의 인발력을 발휘하여 매몰시켜 버릴 수밖에 없는 대형 또는 깊은 심도의 시트파일을 회수하여 재사용할 수 있게 하고, 소음과 진동이 없어 도심지에서도 사용할 수 있는 시트파일 인발장치를 제공하는 것이 목적이다.

인발하고자 하는 시트파일의 양측에 있는 시트파일에 걸치는 형태로 장착되고, 장착되는 잭(jack)을 받쳐주는 잭 받침유닛(unit, 도 2)과, 잭 받침유닛에 장착된 잭을 가동하는 동력유닛(도 4)과, 내측으로 후술하는 집게유닛의 미끄럼방지 철판과 함께 인발하고자 하는 시트파일을 압착하여 고정하는 미끄럼방지 철판이 있고, 집게유닛 걸림턱이 있어 잭의 상승력을 전달받는 잭 받침이 있고, 잭 받침유닛에 장착되어 집게장치를 들어 올릴 수 있게 하는 인상유닛(도 3)과, 미끄럼방지 철판이 두 개의 힌지에 의해 몸체에 연결되어 상향으로 힘을 받으면 미끄럼방지 철판이 자동적으로 시트파일을 인상유닛의 미끄럼방지 철판 쪽으로 압착하여 시트파일을 고정하는 집게유닛(도 1)의 4개 유닛(unit)으로 이루어지며,

동력유닛을 가동하면 잭이 상승하여 인상유닛을 상승시킴과 동시에, 인상유닛에 걸쳐진 집게유닛을 상승시켜 집게유닛의 미끄럼방지 철판이 시트파일을 인상유닛에 장착된 미끄럼방지 철판 쪽으로 압착하면서 들어 올려 인발하는 시트파일 인발장치.

시트파일, 인발, 유압 잭, 터파기

Description

시트파일 인발장치 {sheet pile pulling machine}

도 1은 시트파일 집게유닛으로, 도 1a는 단면도이고, 도 1b는 사시도이고, 도 1c는 분해사시도이다.

도 2는 잭 받침유닛의 사시도이다.

도 3은 상승유닛의 사시도로, 도 3a는 잭이 위치하는 곳을 보이기 위한 사시도이고, 도 3b는 내부를 보이기 위한 사시도이다.

도 4 각 유닛을 조립할 때, 각 유닛의 위치관계를 나타낸 사시도이다.

도 5는 각 유닛을 조립하는 과정으로, 도 5a는 본 발명의 시트파일 인발장치를 적용하는 시트파일의 평면도이고, 도 5b, 도 5c, 도 5d는 각각 시트파일에 잭 받침유닛과 잭, 상승유닛, 집게유닛을 차례로 조립한 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11: 집게유닛의 몸체 12: 상승유닛에 걸리는 걸림턱

13: 몸체 측 끼움판 14: 연결판

15: 핀 16: 미끄럼 방지판 측 끼움판

17: 미끄럼 방지판 받침 18, 34: 미끄럼방지 철판

21: 잭 받침판 22: 시트파일에 걸리는 걸림턱

23, 42: 유압분배기 31: 상승유닛의 몸체

32: 잭 받침(돌출부) 33: 잭 받침(연결부)

35: 집게유닛 걸림턱 36: 내부를 보이기 위한 절개면

40: 유압펌프 41: 유압호스

43: 대용량 잭 44: 소용량 잭

45: 유압 게이지

본 발명은 흙막이용 시트파일을 인발하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하구조물을 축조하기 위하여 땅을 파내는 공사를 할 때, 흙이 무너지거나 물이 스며 나오지 않도록 박아 넣은 시트파일을 공사가 끝난 후, 재사용하기 위해 땅에서 뽑아낼 때 사용하는 시트파일 인발장치에 관한 것이다.

시트파일은 공사가 끝난 후 뽑아서 재사용하는 것이 경제적인데 공사가 대형화함에 따라 시트파일의 크기도 커지고, 시트파일을 박는 깊이도 깊어져 인발해 내는데 막대한 힘이 든다. 특히, 도 5a에 도시된 것과 같이, 시트파일끼리 서로 맞물리는 형태의 시트파일은 맞물린 부위가 토압에 의해 휘어지기 때문에 인발해 내는데 더욱 더 큰 힘이 필요하게 된다.

가장 많이 사용되는 시트파일 인발장치는 바이브로 해머 (vibro hammer)로, 상부에는 크레인에 매달 수 있는 고리가 있고, 고리 아래에는 스프링 완충장치가 있고, 스프링 아래에는 진동기가 있고, 진동기 아래에는 시트파일을 잡는 유압식 집게장치가 있는 형태인데, 해머를 크레인에 매달아 집게장치로 시트파일 상단을 잡고 상하진동을 하면서 크레인을 위로 올리는 방법에 의해 인발한다.

그러나 이 장치는 최대 인발력이 최대 70톤 정도여서 더 큰 인발력이 요구될 때에는 인발이 되지 않으며 소음과 진동이 심하여 도심지에서는 사용하기 어려울 뿐만 아니라 대형 크레인을 사용해야 하는 단점이 있다.

다른 형태의 시트파일 인발장치로는 유압장치에 의한 인발장치가 있는데 아래쪽에는 3개의 집게장치가 있고, 앞쪽에는 시트파일이 들어갈 수 있는 크기의 도넛 형태의 장치 안쪽에 시트파일을 옆으로 잡을 수 있는 집게장치와 도넛 형태의 프레임을 상하로 움직이는 유압 피스톤이 장착되어 있는 형태로, 하부에 있는 3개의 집게장치로 인발하는 파일의 뒤쪽의 시트파일 상단을 붙잡아 장치를 고정하고 앞쪽에 있는 도넛 형태의 안쪽에 시트파일을 넣고, 도넛 형태의 장치 안쪽에 집게장치로 시트파일의 옆을 붙잡은 후, 상하로 작동하는 피스톤을 작동시켜 파일을 인발한다.

이러한 형태의 시트파일 인발장치는 해상과 같이 크레인이 접근하지 못하는 지역에 많이 사용하고 있으나 도넛 형태의 가운데로 시트파일이 통과하여 시트파일을 완전히 빼내지 않으면 장비를 이동시킬 수 없고, 인발용 잭이 1종류이므로 시트파일을 많이 뽑아 올려 인발저항이 적어졌을 경우에도 인발속도를 빠르게 할 수 없고, 구조상 유압 피스톤의 단면적을 크게 할 수 없어 인발력이 최대 150톤이므로 그 이상의 인발력이 요구되는 곳에서는 사용할 수 없다.

본 발명의 목적은 큰 힘의 인발력을 발휘하여 매몰시켜 버릴 수밖에 없는 대형 또는 깊은 심도의 시트파일을 회수하여 재사용할 수 있게 하고, 소음과 진동이 없어 도심지에서도 사용할 수 있는 시트파일 인발장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 시트파일 인발장치는,

인발하고자 하는 시트파일의 양측에 있는 시트파일에 걸치는 형태로 장착되고, 장착되는 잭(jack)을 받쳐주는 잭 받침유닛(unit, 도 2)과,

잭 받침유닛에 장착된 잭을 가동하는 동력유닛(도 4)과,

내측으로 후술하는 집게유닛의 미끄럼방지 철판과 함께 인발하고자 하는 시트파일을 압착하여 고정하는 미끄럼방지 철판이 있고, 집게유닛 걸림턱이 있어 잭의 상승력을 전달받는 잭 받침이 있고, 잭 받침유닛에 장착되어 집게장치를 들어 올릴 수 있게 하는 인상유닛(도 3)과,

미끄럼방지 철판이 두 개의 힌지에 의해 몸체에 연결되어 상향으로 힘을 받으면 미끄럼방지 철판이 자동적으로 시트파일을 인상유닛의 미끄럼방지 철판 쪽으로 압착하여 시트파일을 고정하는 집게유닛(도 1)의

4개 유닛(unit)으로 이루어지며, 동력유닛을 가동하면 잭이 상승하여 인상유닛을 상승시킴과 동시에, 인상유닛에 걸쳐진 집게유닛을 상승시켜 집게유닛의 미끄럼방지 철판이 시트파일을 인상유닛에 장착된 미끄럼방지 철판 쪽으로 압착하면서 들어 올려 인발한다.

이하, 본 발명의 시트파일 인발장치를 각 유닛별로 도면을 사용하여 보다 상세히 설명한다.

잭 받침유닛은, 도 2에 도시된 바와 같이, 시트파일에 걸리는 걸림턱(22)이 있어 인발하고자 하는 시트파일 양측의 시트파일에 걸치는 형태로 장착되며, 잭 받침판(21)에는 후술하는 인상유닛을 구성하는 대용량 잭(43)과 소용량 잭(44)을 한 조로 하여 양측에 한 조씩 장착된다. 한편, 상부에는 유압분배기(42)가 있어 유압펌프(40)에서 전달되는 유압을 대용량 잭(43) 및/또는 소용량 잭(44)으로 전달하여 대용량 잭과 소용량 잭이 선택적으로 또는 동시에 가동되도록 한다.

동력유닛은, 도 4에 도시된 바와 같이, 유압펌프(40), 유압호스(41), 유압분배기(42), 대용량 잭(43) 2개와 소용량 잭(44) 2개 및 유압게이지(45)로 이루어지며 유압펌프가 가동되면 대용량 잭(43) 및/또는 소용량 잭(44)이 작동되어 인상유닛의 잭 받침 연결부(33)를 들어올린다. 여기에서 2개의 대용량 잭은 대용량 잭끼리, 2개의 소용량 잭은 소용량 잭끼리 동작을 같이한다.

인상유닛은, 도 3에 도시된 바와 같이, 그 내측에 미끄럼방지 철판(34)이 있어 후술하는 집게유닛의 미끄럼방지 철판(18)과 그 사이에 시트파일을 압착하여 고정하면서 잭 받침 돌출부(32)에 잭의 상승력을 받아 인상유닛 자체와 집게유닛과 함께 시트파일을 상승시킨다.

집게유닛은, 도 1에 도시된 바와 같이, 몸체(11)에는 연결판(14)에 의해 미끄럼방지판 받침(17)과 미끄럼방지 철판(18)이 연결되고, 몸체(11)의 상단에는 인 상유닛에 걸리는 걸림턱(12)이 있는데 인상유닛이 잭에 의해 위로 힘을 받아 상승하면, 도 1a에서 보는 바와 같이, 연결판이 수평으로 누우면서 미끄럼방지 철판(18)이 수평방향으로 힘을 가하게 되어 시트파일이 인상유닛의 미끄럼방지 철판(34)에 밀착되어 고정된다. 여기에서, 연결판(14)은 몸체(11)측의 끼움판(13) 및 미끄럼방지 철판(18)측의 끼움판(16)에 핀(15)으로 회전 자재하게 연결된다.

본 발명의 구성은 후술하는 장치의 조립순서 및 작동과정에 의해 더욱 더 명확해질 것이다. 우선, 장치의 조립순서를 도 5를 사용하여 설명한다.

도 5에서 도 5a는 본 발명의 시트파일 인발장치를 적용하는 시트파일의 평면도로 "ㄷ"자형의 시트파일이 서로 맞물리는 형태로 연결되는 것이 특징이다.

도 5b는 시트파일에 잭 받침유닛을 설치하고, 잭 받침유닛에 잭을 설치한 평면도인데, 잭 받침유닛은 인발하려고 하는 시트파일의 양쪽 이웃에있는 시트파일위에 인발하려고하는 파일이 걸리지 않도록 설치한다.

다음, 잭 받침유닛(도 2)의 잭 받침판(21)에 대용량 잭 2개와 소용량 잭 2개를 서로 대칭되게 올려놓고, 잭(43, 44)을 잭 받침유닛 상단에 있는 유압분배기(42)와 연결하고, 유압분배기와 유압펌프(40)를 유압호스(41)연결한다.

도 5c는 도 5b에 상승유닛이 추가로 조립된 평면도인데, 인상유닛을 잭 받침유닛 사이에 내려놓으면 인상유닛의 가운데에 인발할 시트파일이 오게 되고, 인상유닛의 한쪽에 붙어있는 미끄럼방지 철판(34)이 시트파일 외측면과 접촉하게 된다.

도 5d는 도 5c에 집게유닛이 추가로 조립된 평면도인데, 집게유닛을 인상유 닛의 "ㄴ"자 위에 올려놓으면 집게유닛에 붙어있는 미끄럼방지 철판(18)이 인발하고자 하는 시트파일의 내측면에 접촉하게 된다.

상기 과정을 통하여 조립된 본 발명의 시트파일 인발장치는 다음과 같은 과정으로 작동된다.

유압펌프를 가동시키면 유압이 잭 받침유닛 상단에 있는 유압분배기(42)를 통하여 잭(43, 44)에 전달되어 잭을 가동시키면 잭 받침유닛이 시트파일에 매달려 있어 아래로는 내려가지 못하고 잭 상단에 올려져있는 인상유닛이 위로 올라가게 된다. 이 때 인상유닛 위에 걸려있는 집게유닛이 같이 올라가게 되고, 집게유닛 하단에 있는 두 개의 힌지가 회전하면서 미끄럼방지 철판을 시트파일 쪽으로 밀어내게 되고, 미끄럼방지 철판은 시트파일을 강하게 밀게 되어 시트파일과 일체가 되고 집게유닛의 연결판(14)은 더 이상 회전하지 않게 된다.

이렇게 시트파일과 집게유닛이 일체가 된 후, 계속하여 인상유닛이 상승하면 집게유닛의 일체가 된 시트파일이 올라가게 되어 시트파일이 인발이 되며 잭의 활동거리(stroke)만큼 올라가면 잭(44)을 후진시킨다.

잭을 후진시키면 인상유닛(31)과 집게유닛이 자체중량에 의해 내려오게 되며 이 때 집게유닛에 있는 연결판은 수직방향으로 움직여 미끄럼방지 철판을 잡아당기게 되어 시트파일은 집게유닛과 분리된다. 그러므로 인상유닛가 내려오더라도 시트파일은 분리되어 있어 내려오지 않는다. 인상유닛이 모두 내려오면 다시 잭을 상승시키는 것과 같은 과정을 통하여 시트파일과 일체가 된 후 상승하면서 반복적으로 인발이 되는 것이다.

상기 작업을 효과적으로 하기 위하여 처음에는 대용량, 소용량 모두의 잭(43, 44)에 유압을 주입하면 큰 힘을 발휘하게 된다. 그러나 상승속도가 매우 느려 시간이 많이 걸리므로 펌프의 압력을 유압게이지를 관찰하며 작업을 하다가 그 압력이 소용량 잭(44)만 사용을 하여도 가능하게 되면 대용량 잭(43)에는 유압공급을 중단하면 소용량 잭(44)만 가동되어 상승속도가 빨라지게 된다.

이렇게 하면서 계속하여 유압게이지를 관찰하면 계속하여 필요한 힘이 작아지게 되는데 그 힘이 크레인의 인양만으로도 가능한 시점이 되면 집게유닛(11)의 잭을 후진시키고 집게유닛을 위로 들어낸다. 집게유닛이 제거되면 인상유닛(31)과 잭 받침유닛(21)이 있더라도 시트파일 옆으로 공간이 생겨 시트파일을 완전히 제거하지 않더라도 장치 전체를 돌려가며 들어낼 수 있어 다음 작업장소로 이동할 수 있다.

본 발명의 장치는 시트파일을 인발할 때 시트파일끼리 연결되게 하는 인터록킹(inter locking) 부분이 많은 저항을 있는 것을 유압을 이용한 큰 힘으로 파일양쪽의 인터록킹 부분의 저항을 동시에 극복할 수 있게 하는 장치로, 시트파일을 1개 걸러 1개씩 빼내면 나머지 파일은 연결이 안 된 독립된 상태가 되어 저항력이 작으므로 적은 힘으로 인발이 가능하게 된다. 또 유압을 이용하므로 천천히 부드럽게 작동하여 종래의 진동기에서 발생하는 소음과 진동에 의한 환경피해를 해소할 수 있는 등의 효과가 있다.

본 발명의 시트파일 인발장치는 큰 힘의 인발력을 발휘하여 매몰시켜 버릴 시트파일을 회수하여 재사용할 수 있고, 작업 시 소음과 진동이 없어 도심지 공사장에서도 사용할 수 있다.

또, 서로 다른 크기의 2 종류의 유압잭을 사용하므로 큰 힘의 인발력이 요구되는 작업 초기에는 대용량과 소용량의 유압잭을 동시에 가동하거나 대용량의 유압잭만 가동하여 큰 힘을 내고, 시트파일 인발작업이 어느 정도 진행되어 요구되는 인발력이 크지 않아져서 속도를 내야할 시점에서는 소용량의 유압잭만 가동하여 인발 속도를 높임으로써 인발 작업을 빨리 진행할 수 있다.

Claims (3)

1. 인발하고자 하는 시트파일의 양측에 있는 시트파일에 걸치는 형태로 장착되고, 장착되는 잭(jack)을 받쳐주는 잭 받침유닛(도 2)과,

   잭 받침유닛에 장착된 잭을 가동하는 동력유닛(도 4)과,

   내측으로 후술하는 집게유닛의 미끄럼방지 철판과 함께 인발하고자 하는 시트파일을 압착하여 고정하는 미끄럼방지 철판이 있고, 집게유닛 걸림턱이 있어 잭의 상승력을 전달받는 잭 받침이 있고, 잭 받침유닛에 장착되어 집게장치를 들어 올릴 수 있게 하는 인상유닛(도 3)과,

   미끄럼방지 철판이 두 개의 힌지에 의해 몸체에 연결되어 상향으로 힘을 받으면 미끄럼방지 철판이 자동적으로 시트파일을 인상유닛의 미끄럼방지 철판 쪽으로 압착하여 시트파일을 고정하는 집게장치(도 1)의 4개 유닛(unit)으로 이루어지며,

   동력유닛을 가동하면 잭이 상승하여 인상유닛을 상승시킴과 동시에, 인상유닛에 걸쳐진 집게유닛을 상승시켜 집게유닛의 미끄럼방지 철판이 시트파일을 인상유닛에 장착된 미끄럼방지 철판 쪽으로 압착하면서 들어 올려 시트파일을 인발하는 시트파일 인발장치.
2. 제1항에 있어서, 동력유닛이 유압펌프(40), 유압호스(41), 유압분배기(42), 대용량 잭(43) 2개와 소용량 잭(44) 2개 및 유압게이지(45)로 이루어지며, 대용량 잭(43)만 가동되거나 소용량 잭(44)만 가동되거나 대용량 잭(43)과 소용량 잭(44)이 동시에 가동되는 것을 특징으로 하는 시트파일 인발장치.
3. 제1항에 있어서, 집게유닛이 몸체(11)에는 연결판(14)에 의해 미끄럼방지판 받침(17)과 미끄럼방지 철판(18)이 연결되고, 몸체(11)의 상단에는 인상유닛에 걸리는 걸림턱(12)이 있는데 인상유닛이 잭에 의해 위로 힘을 받아 상승하면 연결판이 수평으로 누우면서 미끄럼방지 철판(18)이 수평방향으로 힘을 가하게 되어 시트파일을 압착하여 고정하는 것을 특징으로 하는 시트파일 인발장치.

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