KR20220025799A - 고압살수를 이용하여 교각의 노후 콘크리트를 제거하는 장치 - Google Patents

고압살수를 이용하여 교각의 노후 콘크리트를 제거하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 교각의 노후(열화) 콘크리트 제거 장치는 고압살수를 이용하여 교각의 노후된 콘크리트를 자동으로 제거하므로 노동력을 절감할 수 있고 작업이 안전하고 신속하게 이루어진다는 장점을 갖고 있다.

Description

고압살수를 이용하여 교각의 노후 콘크리트를 제거하는 장치{Apparatus for removing degraded concrete of pier using water jet}
본 발명은 교각의 노후 콘크리트 제거 장치에 대한 것으로서, 더욱 구체적으로는 교각의 노후 또는 열화된 콘크리트 제거 작업을 자동화할 수 있으므로 작업을 안전하고 신속하게 할 수 있고 노동력을 절감할 수 있는 장치에 대한 것이다.
일반적으로, 교량의 공용년수가 증가하면 교량을 이루는 콘크리트가 노후(또는 열화)되므로 노후(또는 열화)된 콘크리트 부분을 제거한 후 보수해야 한다.
노후된 콘크리트를 제거하기 위한 방법으로는 핸드 브레이커를 이용한 방법과, 고압살수를 이용한 방법 등이 있다.
핸드 브레이커를 이용한 방법은 노후된 콘크리트를 작업자가 직접 핸드 브레이커를 이용하여 수작업으로 제거한다. 따라서, 이 방법은 작업자의 숙련도에 따라 작업 품질이 좌우되고 작업 방향에 제약이 있으며, 핸드 브레이커의 충격력이 주변의 철근과 노후되지 않은 콘크리트도 손상시키므로 보수 이후에 문제점이 추가로 발생된다는 문제점이 있다.
한편, 고압살수를 이용하는 방법은 고압수 분사 반력을 인력만으로 지지하는 완전 인력 시공방법과, 고압수 분사기를 소정 거치대에 지지하여 분사하는 반고정 인력 시공방법과, 고압수 분사기를 크레인에 설치하여 분사하는 방법 등이 있다.
고압살수를 이용하는 방법은 분진과 진동이 작게 발생하고, 충격이 발생하지 않으며, 철근이 손상되지 않고, 콘크리트의 열화된 부분만을 선택적으로 제거할 수 있으며, 시공속도가 빠르고, 작업 후의 콘크리트 표면에 요철이 발생하기 때문에 보강 콘크리트와의 부착력이 증대된다는 등의 장점이 있다.
그런데, 교각 표면의 노후된 콘크리트를 고압살수로 제거하기 위해서는 수직 또는 수직에 가까운 교각에 작업자가 직접 올라가서 고압수 분사기로 분사하거나 크레인에 고압수 분사기를 설치하여 분사하여야 하는데, 작업자가 직접 올라가는 것은 위험하고 작업자의 숙련도에 따라 작업 품질이 좌우된다는 문제점이 있고, 크레인에 고압수를 분사하는 분사기를 설치하는 것은 크레인의 높이가 한정된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 교각 표면의 노후된 콘크리트를 고압 살수를 이용하여 자동으로 제거하는 장치를 제공하고자 하는 목적을 갖고 있다.
구체적으로, 본 발명은 고압수 분사 유닛이 교각을 따라 자동으로 이동하면서 고압수를 분사하여 노후 또는 열화된 콘크리트를 제거하고, 이에 따라 콘크리트 제거 작업이 안전하고 신속하며 효율적으로 이루어지는 장치를 제공하고자 하는 목적을 갖고 있다.
상기 과제를 이루기 위해서, 본 발명의 제1,2 실시예에 따른 교각의 노후 콘크리트 제거 장치(100)(200)는, 고압수 분사 유닛(110); 및, 교각(1)을 따라 고압수 분사 유닛(110)을 이동시키는 이동 유닛; 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛을 교각(1)에 체결하거나 교각(1)에 의해 지지되도록 하는 체결 유닛; 및, 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛과 체결 유닛을 승하강 시키는 리프팅 유닛(140)(240);을 포함할 수 있다.
고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛이 교각(1)에 체결 또는 지지된 상태에서 고압수 분사 유닛(110)이 이동 유닛에 의해서 이동하면서 고압수를 분사하여 노후 콘크리트를 제거하고, 이어서 리프팅 유닛(140)에 의해서 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛 및 체결 유닛이 위 또는 아래로 이동할 수 있다.
상기 이동 유닛은 수평방향 이동부와 수직방향 이동부를 포함하고, 수평방향 이동부는 고압수 분사유닛(110)을 좌우로 이동시키며 수직방향 이동부는 고압수 분사유닛(110)과 수평방향 이동부를 위,아래로 이동시킬 수 있다.
상기 수평방향 이동부는 유도 레일(122)을 포함할 수 있다. 유도 레일(122)은 교각(1) 표면으로부터 일정한 거리를 유지하도록 교각(1)의 단면 형상에 대응되는 형상을 가지는 것이 바람직하다. 고압수 분사유닛(110)은 유도 레일(122)을 따라 좌우로 이동되면서 고압수를 분사할 수 있다.
상기 수직방향 이동부는, 수직으로 세워진 수직 레일(126a); 수직 레일(126a)에 설치된 래크(126b); 및, 래크(126b)를 따라 이동 가능하도록 수직 레일(126a)에 설치된 프레임(125);을 포함할 수 있다. 프레임(125)에는 상하이동용 모터와 피니언이 설치되며, 피니언은 래크(126b)와 맞물리도록 설치되고 상하이동용 모터에 의해 회전되어 프레임(125)을 위,아래로 이동시킬 수 있다.
상기 체결유닛은, 수직 레일(126a)에 연결된 아암(132); 아암(132)의 양쪽 끝단에 각각 체결된 체인(135); 및, 소정의 탄력성을 갖는 탄성 벨트(139);를 포함할 수 있다.
체인(135)은 다수 개의 단위 체인(135a)이 회동 가능하도록 결합되어 이루어지고, 체인(135)의 후단은 아암(132)의 끝단에 회동 가능하도록 결합되며, 체인(135)의 선단은 탄성 벨트(139)에 의해 서로 연결될 수 있다. 다수 개의 단위 체인(135a)이 회동 가능하도록 결합된 것과 탄성 벨트(139)가 탄력성을 제공하는 것에 의해 체인(135)이 교각에 밀착될 수 있다.
아암(132)의 내측과 체인(135)의 내측에는 롤(133)이 설치되고, 롤(133)은 탄성 스프링(133a)에 의해 아암(132)과 체인(135)에 지지되며, 이에 따라 아암(132)과 체인(135)이 교각을 따라 상하로 이동될 때 롤(133)이 교각에 밀착된 상태로 상하 슬라이딩 가능하다.
상기 리프팅 유닛(140)은, 윈치부(146); 이동 유닛 또는 체결 유닛에 그 하단이 연결되고 윈치부(146)에 상단이 연결되며, 윈치부(146)에 의해서 감기거나 풀리는 로프(149); 및, 로프(149)의 방향을 전환하는 방향 전환부;를 포함할 수 있다.
상기 방향 전환부는, 가이드 롤(142); 가이드 롤(142)을 지지하는 아암(143); 및, 아암(143)과 체결된 체인(144);을 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 교각의 노후 콘크리트 제거 장치(300)는, 고압수 분사 유닛(110); 및, 교각(1)을 따라 고압수 분사 유닛(110)을 이동시키는 이동 유닛; 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛을 교각(1)에 체결하거나 교각(1)에 의해 지지되도록 하는 체결 유닛; 및, 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛과 체결 유닛을 승하강 시키는 리프팅 유닛(340);을 포함할 수 있다.
상기 이동 유닛은 수평방향 이동부와 수직방향 이동부를 포함하고, 수평방향 이동부는 고압수 분사유닛(110)과 수직방향 이동부를 좌우로 이동시키며 수직방향 이동부는 고압수 분사유닛(110)을 위,아래로 이동시킨다.
상기 수평방향 이동부는, 제1 래크(323)가 설치되고, 수평방향으로 연장된 수평 레일(322); 및 수평 레일(322)을 따라 수평방향으로 이동되는 제1 프레임(310);을 포함할 수 있다. 제1 프레임(310)에는 제1 래크(323)와 맞물리는 제1 피니언(311)과, 제1 피니언(311)을 구동하는 제1 모터가 설치되며, 제1 모터가 구동하면 제1 프레임(310)이 좌 또는 우로 이동될 수 있다.
상기 수직방향 이동부는, 제1 프레임(310)에 수직으로 설치된 수직 레일(330);
수직 레일(330)을 따라 연장되도록 설치된 제2 래크(333); 및, 수직 레일(330)을 따라 이동되는 제2 프레임(336);을 포함할 수 있다.
제2 프레임(336)에는 제2 래크(333)와 맞물리는 제2 피니언과, 제2 피니언을 구동하는 제2 모터 및, 고압수 분사유닛(110)이 설치될 수 있다. 제2 모터가 구동하면 제2 프레임(336)이 위 또는 아래로 이동될 수 있다.
상기 체결 유닛은, 교각을 감싸도록 설치되는 반력 지지대(350); 반력 지지대(350)에 한쪽 끝단이 연결되고 수평 레일(322)에 다른쪽 끝단이 연결된 연결바(352);를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 콘크리트 제거 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 교각 표면의 노후 또는 열화된 콘크리트를 고압수를 이용하여 자동으로 제거한다.
둘째, 고압수 분사 유닛이 교각을 따라 자동으로 이동하면서 고압수를 분사하여 노후된 콘크리트를 제거하고, 이에 따라 콘크리트 제거 작업이 안전하고 신속하며 효율적으로 이루어진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른, 교각의 노후 콘크리트 제거 장치가 교각에 설치된 것을 보여주는 사시도.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 도면.
도 3은 도 1의 제거 장치를 보여주는 사시도.
도 4a는 도 3의 B 부분을 확대한 도면.
도 4b는 도 3의 C 부분을 확대한 도면.
도 4c는 도 3의 D 부분을 확대한 도면.
도 5는 도 3의 제거 장치에서 체인과 리프팅 유닛이 제거된 상태를 보여주는 사시도.
도 6은 수직방향 이동부와 수평방향 이동부의 연결 부분을 확대해서 보여주는 도면.
도 7은 고압수 분사유닛을 보여주는 전방 사시도.
도 8은 고압수 분사유닛을 보여주는 후방 사시도.
도 9는 고압수 분사유닛의 노즐부와 중심관 및 회전용 모터를 보여주는 사시도.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른, 교각의 노후 콘크리트 제거 장치가 교각에 설치된 것을 보여주는 측면도.
도 11은 도 10에서 교량 상부구조물이 제거된 상태를 보여주는 사시도.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른, 교각의 노후 콘크리트 제거 장치가 교각에 설치된 것을 보여주는 사시도.
도 13은 도 12의 제거장치를 보여주는 사시도.
도 14는 도 13의 D 부분을 확대한 도면.
도 15는 도 12의 제거장치에서 수직방향 이동부와 수평방향 이동부를 확대해서 보여주는 도면.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 명세서에서 수평방향은 수학적인 의미에서의 수평 뿐만 아니라 수평과 근접하게 경사진 것도 포함하고, 수직방향은 수학적인 의미에서의 수직 뿐만 아니라 수직과 근접하게 경사진 것도 포함하는 의미로 사용된다. 그리고, 고압수는 노후 또는 열화된 콘크리트를 제거하기 위해 통상적으로 사용되는 고압수 또는 워터젯을 의미한다.
[제1 실시예]
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 노후 콘크리트 제거 장치가 교각에 설치된 것을 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 도면이며, 도 3은 상기 제거 장치를 보여주는 사시도이다.
도면에 나타난 바와 같이, 상기 노후 콘크리트 제거 장치(100)는 고압수 분사 유닛(110)과, 교각(1)을 따라 고압수 분사 유닛(110)을 이동시키는 이동 유닛과, 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛을 교각(1)에 체결하거나 교각(1)에 지지되도록 하는 체결 유닛 및, 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛과 체결 유닛을 승하강 시키는 리프팅 유닛(140)을 포함한다.
고압수 분사 유닛(110)은 유도 레일(122)을 따라 이동하면서 고압수를 분사한다. 도 7~9에 나타난 바와 같이, 고압수 분사유닛(110)은 브라켓(111)과, 브라켓(111)에 설치된 구동 모터(112)와, 구동 모터(112)에 의해 회전되는 피니언(112a)과, 브라켓(111)에 설치되어 고압수를 분사하는 노즐부와, 고압수를 공급하는 고압수 공급관(도면에 미도시)을 포함한다.
브라켓(111)은 고압수 분사유닛(110)의 각 구성들이 설치되는 지지체이다. 브라켓(111)의 상부에는 네 개의 가이드 롤(111a)이 설치되는데, 가이드 롤(111a)은 유도 레일(122)과 맞물린 상태에서 회전 가능하도록 설치되어 고압수 분사유닛(110)이 유도 레일(122)에 의해 지지되도록 한다. 그리고, 가이드 롤(111a)은 구동모터(112)가 작동하여 고압수 분사유닛(110)이 유도 레일(122)을 따라 이동할 때 이동을 가이드하고 이탈을 방지한다.
구동 모터(112)는 브라켓(111)의 상단에 설치된다. 구동모터(112)로는 유압 모터, 공기압 모터, 전기 모터 등이 사용될 수 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 구동모터(112)에는 피니언(112a)이 연결된다. 따라서, 구동모터(112)가 정방향 또는 역방향으로 회전되면 이에 따라 피니언(112a)이 정방향 또는 역방향으로 회전된다.
바람직하게, 구동 모터(112)는 지면에 위치한 작업자의 유선 또는 무선 콘트롤에 의해 작동이 제어될 수 있는데, 예를 들어 작업자는 지면에서 교각 콘크리트의 상태를 점검한 후 노후 콘크리트가 많은 부분에 대해 제거 작업을 집중할 수 있고, 제거작업 결과를 관찰한 후 다음 부분으로 넘어갈지 여부를 결정하여 그에 따라 구동 모터(112)의 작동을 제어할 수 있다.
유도 레일(122)에는 래크(122a)가 유도 레일(122)을 따라 길게 연장되도록 설치된다. 그리고, 피니언(112a)은 래크(122a)와 맞물리도록 설치된다. 따라서, 구동 모터(112)에 의해 피니언(112a)이 회전되면 고압수 분사 유닛(110)이 유도 레일(122)을 따라 좌,우로 이동하게 된다.
바람직하게, 유도 레일(122)의 양쪽 끝단에는 고압수 분사유닛(110)을 감지하는 센서(도면에 미도시)가 설치된다. 상기 센서는 고압수 분사유닛(110)을 감지하고 그 신호를 중앙처리장치(도면에 미도시)에 전송하며, 중앙처리장치는 상기 신호에 대응하여 고압수 분사유닛(110)을 반대 방향으로 이동되도록 한다.
노즐부는 브라켓(111)의 하부에 설치된다. 노즐부는 중심관(113)과, 중심관(113)에서 분기된 두 개의 노즐(115)을 포함할 수 있다. 중심관(113)은 회전 가능하도록 브라켓(111)에 설치된다. 그리고, 중심관(113)의 후단은 로터리 조인트(도면에 미도시)를 통해서 고압수 공급관(도면에 미도시)과 연결된다.
중심관(113)의 외부면에는 종동기어(113a)가 설치되고, 종동기어(113a)는 구동기어(114a)에 맞물리도록 설치되며, 구동기어(114a)는 회전용 모터(114)에 의해 회전될 수 있다. 따라서, 회전용 모터(114)가 구동하면 중심관(113)이 빠르게 회전되고, 이에 따라 두 개의 노즐(115)이 중심관(113)을 중심으로 빠르게 회전하면서 고압수를 분사한다. 이러한 구성은 한꺼번에 넓은 면적의 콘크리트를 제거할 수 있고 균일한 고압수를 분사할 수 있다는 장점을 갖는다.
로터리 조인트는 공지의 구성을 가진 것으로서, 회전되는 중심관(113)과 회전하지 않는 고압수 공급관을 서로 연결한다.
한편, 도면에는 두 개의 노즐(115)이 도시되어 있으나 노즐(115)의 개수는 필요에 따라 증감될 수 있다. 회전용 모터(114)로는 유압 모터, 공기압 모터, 전기 모터 등이 사용될 수 있다.
그리고, 튐방지 프레임(116)이 노즐(115) 주변에 설치될 수 있다. 튐방지 프레임(116)은 고압수에 의해 파쇄되는 콘크리트가 주변으로 튀는 것을 방지한다.
이동 유닛은 수평방향 이동부와 수직방향 이동부를 포함한다. 수평방향 이동부는 고압수 분사유닛(110)을 수평(좌,우 방향)으로 이동시키고, 수직방향 이동부는 고압수 분사유닛(110)과 수평방향 이동부를 수직(위,아래 방향)으로 이동시킨다.
도 2~3 및 도 5~6에 나타난 바와 같이, 수평방향 이동부는 유도 레일(122)과 연결 부재(123)를 포함한다. 유도 레일(122)은 수평으로 길게 연장된 레일로서, 교각(1) 표면으로부터 일정한 거리를 유지하도록 교각(1)의 단면 형상에 대응되는 형상을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 1에 나타난 바와 같이, 교각(1)의 단면이 원형이면 유도 레일(122)은 원호 형상으로 연장되도록 형성된다. 그리고, 교각(1)의 단면이 직사각형이면 유도 레일(122)은 직선으로 연장되도록 형성되며, 교각(1)의 단면이 타원 형상이면 유도 레일(122)은 타원의 일부분을 이루도록 연장되어 형성된다. 이것은 유도 레일(122)이 교각(1) 표면으로부터 일정한 거리를 유지하도록 하여 고압수의 압력이 교각 표면에 균일하게 작용하도록 하기 위함이다.
이에 비해, 고압수 분사유닛(110)이 유도 레일을 따라 이동할 때 교각 표면으로부터의 거리가 일정하지 않게 된다면 콘크리트 제거가 균일하게 이루어지지 못하게 되는 문제점이 생긴다.
연결 부재(123)는 유도 레일(122)을 수직방향 이동부에 연결한다. 구체적으로, 연결 부재(123)의 하단은 유도 레일(122)의 중앙부에 연결되고 연결 부재(123)의 상단은 프레임(125)에 연결된다.
연결 부재(123)는 지지부(123a)를 더 포함할 수 있다. 지지부(123a)는 연결 부재(123)에서 양측으로 연장된 부분으로서 그 양쪽 끝단이 유도 레일(122)의 양쪽 끝단에 각각 결합된다. 따라서, 지지부(123a)는 유도 레일(122)에 작용하는 하중과 고압살수로 인한 반력의 일부를 지지한다.
수직방향 이동부는 수직으로 설치된 수직 레일(126a)과 래크(126b) 및, 래크(126b)를 따라 이동 가능하도록 수직 레일(126a)에 설치된 프레임(125)을 포함한다.
프레임(125)의 양측부에는 수직 방향으로 다수 개의 가이드 롤(125a)이 설치된다. 가이드 롤(125a)은 프레임(125)이 수직 레일(126a)을 따라 위,아래로 이동할 때 프레임(125)을 가이드하고 이탈을 방지한다.
프레임(125)에는 상하이동용 모터(125b)와 기어박스 및 피니언이 설치된다. 상하이동용 모터(125b)는 외부의 전원, 유압, 공기압 등에 의해 작동되는 모터로서, 기어박스를 통해 피니언을 회전시킨다. 피니언은 래크(126b)와 맞물리도록 설치된다. 상하이동용 모터(125b)에 의해 피니언이 회전되면 프레임(125)이 래크(126b)를 따라 위, 아래로 이동한다.
체결 유닛은 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛을 교각에 상하로 슬라이딩 가능하도록 체결한다. 체결 유닛은 수직 레일(126a)의 상,하단에 각각 설치된 수평부(131a)와, 상,하단의 수평부(131a)를 서로 연결하도록 설치된 수직기둥(131b)과, 수평부(131a)에 설치된 아암(132)과, 아암(132)의 양쪽 끝단에 체결된 체인(135)을 포함한다.
수평부(131a)는 수직 레일(126a)의 상,하단에서 수평으로 연장된 부분이고, 수직기둥(131b)은 상,하단의 수평부(131a)를 서로 연결하여 하중을 지지하도록 설치된다.
아암(132)은 수평부(131a)의 끝단에서 양쪽으로 연장된 부분이다. 아암(132)은 교각(1) 단면의 형상에 따라 그 구조가 결정될 수 있다. 예를 들어, 교각(1)의 단면이 원형이면 아암(132)은 원호 형상으로 연장되도록 형성된다. 그리고, 교각(1)의 단면이 직사각형이면 아암(132)은 직선으로 연장되도록 형성되며, 교각(1)의 단면이 타원 형상이면 아암(132)은 타원의 일부분을 이루도록 연장되어 형성된다.
체인(135)은 아암(132)의 양쪽 끝단에 설치된다. 아암(132)이 교각(1)에 근접하도록 설치된 후, 두 체인(135)의 끝단이 탄성 벨트(139)에 의해서 서로 연결된다. 탄성 벨트(139)는 탄성력을 가지므로, 롤(133)이 교각 표면에 밀착되도록 한다.
체인(135)과 아암(132)의 체결은 통상적인 체결 수단, 예를 들어 연결평판(134)과 볼트 및 너트(도면에 미도시) 등에 이루어질 수 있다. 체인(135)과 아암(132)은 연결 평판(134)을 중심으로 회동될 수 있다. 따라서, 교각 외부면의 형상과 곡률 등에 따라 체인(135)과 아암(132)의 연결 각도가 조절될 수 있다.
체인(135)은 다수 개의 단위 체인(135a)이 연결되어 이루어질 수 있다. 이웃하는 단위 체인(135a)은 연결평판(134)과 볼트 및 너트(도면에 미도시)에 의해 연결될 수 있다. 이웃하는 양측의 단위 체인(135a)은 연결평판(134)을 중심으로 회동될 수 있으므로, 교각 표면의 곡률과 형상에 대응하여 단위 체인(135a)을 회동시켜서 롤(133)이 교각 표면에 밀착되도록 할 수 있다. 이와 같이, 단위 체인(135a)은 연결평판(134)을 중심으로 회동할 수 있으므로, 교각 외부면의 곡률이 아암(132) 및 단위 체인(135a)의 곡률과 다소 차이가 있더라도 이를 극복하고 교각에 견고하게 밀착된 상태에서 슬라이딩 될 수 있다.
아암(132)과 체인(135)의 내측에는 롤(133)이 설치될 수 있다. 즉, 롤(133)은 아암(132)과 체인(135)의 원주 방향을 따라 소정 각도 간격으로 설치된다. 바람직하게, 롤(133)은 탄성 스프링(133a)에 의해 지지된다. 따라서, 아암(132)과 체인(135)이 교각을 따라 상하로 이동될 때 교각 표면에 요철이 있더라도 롤(133)은 교각 표면에 항상 밀착될 수 있다.
리프팅 유닛(140)은 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛 및 체결 유닛을 승하강 시킨다. 도 1~2에 나타난 바와 같이, 리프팅 유닛(140)은 윈치부(146)와, 윈치부(146)에 감기거나 풀리는 로프(149) 및, 로프(149)의 방향을 전환하는 방향 전환부를 포함한다.
윈치부(146)는 로프(149)를 감거나 푸는 윈치와, 윈치를 회전시키는 윈치용 모터와, 로프(149)를 가이드하는 가이드 바(141) 및, 가이드 바(141)의 선단에 설치된 가이드 롤(141a)을 포함한다. 그리고, 로프(149)는 한쪽 단부가 윈치에 연결되고 다른쪽 단부가 수평부(131a)에 연결된다. 따라서, 윈치용 모터가 정방향으로 회전되면 로프(149)가 윈치에 감기게 되므로 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛 및 체결 유닛이 상승하고, 윈치용 모터가 역방향으로 회전되면 로프(149)가 윈치에서 풀리게 되므로 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛 및 체결 유닛이 하강하게 된다.
방향 전환부는 로프(149)의 방향을 전환한다. 윈치부(146)가 교량 상부면에 설치된 경우, 교각(1)은 교량 상부면의 끝단으로부터 내측으로 들어간 곳에 위치하므로 방향 전환부가 로프(149)의 방향을 전환시켜야 한다.
방향 전환부는 가이드 롤(142)과, 가이드 롤(142)을 지지하는 아암(143)과, 아암(143)과 체결된 체인(144)을 포함한다. 아암(143)의 중앙에 브라켓이 설치되고, 이 브라켓에는 가이드 롤(142)이 회전 가능하도록 설치된다. 아암(143)과 체인(144)의 구조는 상술한 아암(132) 및 체인(135)의 구조와 동일하고, 아암(143)과 체인(144)의 결합 방법은 아암(132)과 체인(135)의 결합 방법과 동일하다.
고압수 분사유닛(110)이 유도 레일(122)을 따라 좌우로 이동하면서 고압수를 분사하여 교각 표면의 노후 콘크리트를 제거한 후, 수직 이동부에 의해 위 또는 아래로 소정 거리만큼 이동하고, 이어서 고압수 분사유닛(110)이 유도 레일(122)을 따라 좌우로 이동하면서 고압수를 분사하여 교각 표면의 노후 콘크리트를 제거한다. 이와 같이 고압수 분사유닛(110)이 수평 이동과 수직 이동을 반복하여 수직 레일(126a)의 상단 또는 하단까지 이동하면 리프팅 유닛(140)을 이용하여 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛 및 체결 유닛을 위 또는 아래로 이동시킨다.
[제2 실시예]
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른, 교각의 노후 콘크리트 제거 장치가 교각에 설치된 것을 보여주는 측면도이고, 도 11은 이해를 돕기 위해서 교량 상부구조물이 제거된 상태를 보여주는 사시도이다.
도면에 나타난 바와 같이, 상기 노후 콘크리트 제거 장치(200)는 고압수 분사 유닛(110)과, 교각(1)을 따라 고압수 분사 유닛(110)을 이동시키는 이동 유닛과, 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛을 교각(1)에 체결하거나 교각(1)에 지지되도록 하는 체결 유닛 및, 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛과 체결 유닛을 승하강 시키는 리프팅 유닛(240)을 포함한다. 이 구성 요소 중에서 리프팅 유닛(240)을 제외한 구성 요소는 제1 실시예의 고압수 분사 유닛(110), 이동 유닛 및 체결 유닛과 동일하거나 제1 실시예를 참조한 이 기술분야의 통상의 기술자가 쉽게 그 구성을 알 수 있을 정도로 변형된 것에 불과하므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
리프팅 유닛(240)은 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛 및 체결 유닛을 승하강시킨다. 리프팅 유닛(240)은 윈치부와, 윈치부에 감기거나 풀리는 로프(149) 및, 로프(149)의 방향을 전환하는 방향 전환부를 포함한다. 리프팅 유닛(240)은 제1 실시예의 리프팅 유닛(140)과 비교하여 아암(143)과 체인(144)이 필요하지 않다는 차이점을 갖고 있다.
윈치부는 로프(149)를 감거나 푸는 윈치와, 윈치를 회전시키는 윈치용 모터를 포함한다. 윈치부는 지면 또는 교각 하단과 근접한 지점에 설치될 수 있다. 윈치용 모터가 작동하여 로프(149)를 감거나 푸는 것에 의해 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛 및 체결 유닛이 승하강된다.
로프(149)는 한쪽 끝단이 윈치에 연결되고 다른쪽 끝단이 수평부(131a)에 연결된다.
방향 전환부는 로프(149)의 방향을 전환한다. 방향 전환부는 교각의 상단 또는 교각의 영구받침과 인접한 지점에 설치될 수 있다. 방향 전환부는 가이드 롤(142)과, 가이드 롤(142)을 지지하는 브라켓(247)을 포함할 수 있다. 브라켓(247)은 교각 상단에 설치되고, 가이드 롤(142)은 브라켓(247)의 선단에 회전 가능하도록 설치되어 로프(149)의 방향을 전환한다.
[제3 실시예]
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 노후 콘크리트 제거 장치가 교각에 설치된 것을 보여주는 사시도이고, 도 13은 상기 제거장치를 보여주는 사시도이며, 도 14는 도 13의 D 부분을 확대한 도면이다.
도면에 나타난 바와 같이, 상기 제거장치(300)는 고압수 분사 유닛(110)과, 교각(1)을 따라 고압수 분사 유닛(110)을 이동시키는 이동 유닛과, 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛을 교각(1)에 체결하거나 교각(1)에 의해 지지되도록 하는 체결 유닛 및, 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛과 체결 유닛을 승하강 시키는 리프팅 유닛(340)을 포함한다. 상기 구성요소 중에서 고압수 분사 유닛(110)은 제1,2 실시예의 고압수 분사 유닛(110)과 그 구성이 동일하므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
상기 이동 유닛은 수평방향 이동부와 수직방향 이동부를 포함하고, 수평방향 이동부는 고압수 분사유닛(110)과 수직방향 이동부를 좌우로 이동시키며 수직방향 이동부는 고압수 분사유닛(110)을 위,아래로 이동시킨다.
수평방향 이동부는 수평 레일(322)과 제1 프레임(310)을 포함할 수 있다. 수평 레일(322)은 수평방향으로 길게 연장되도록 설치된다. 그리고, 수평 레일(322)에는 수평 레일(322)의 길이 방향을 따라 제1 래크(323)가 설치된다.
제1 프레임(310)은 수평 레일(322)을 따라 수평방향으로 이동 가능하도록 수평 레일(322)에 설치된다. 제1 프레임(310)에는 제1 래크(323)와 맞물리는 제1 피니언(311)과, 제1 피니언(311)을 구동하는 제1 모터, 및 가이드 롤(312)이 설치된다.
제1 모터가 구동하면 제1 피니언(311)이 회전되고, 이에 따라 제1 프레임(310)이 좌 또는 우로 이동되며 이 때, 가이드 롤(312)은 제1 프레임(310)의 이동을 가이드하고 이탈을 방지한다.
바람직하게, 수평 레일(322)의 양쪽 끝단에는 센서(도면에 미도시)가 설치될 수 있다. 상기 센서는 고압수 분사유닛(110)을 감지하고 그 신호를 중앙처리장치에 전송하며, 중앙처리장치는 상기 신호에 따라 제1 모터를 반대 방향으로 회전하도록 할 수 있다.
그리고, 수평 레일(322)의 양쪽 끝단에는 브라켓이 설치되고 이 브라켓에 바퀴(328)가 설치될 수도 있다.
수직방향 이동부는 제1 프레임(310)에 설치된다. 수직방향 이동부는 고압수 분사유닛(110)을 위,아래로 이동시킨다. 수직방향 이동부는 제1 프레임(310)에 수직으로 설치된 수직 레일(330)과, 수직 레일(330)을 따라 연장되도록 설치된 제2 래크(333) 및, 수직 레일(330)을 따라 이동되는 제2 프레임(336)을 포함한다.
제2 프레임(336)에는 제2 래크(333)와 맞물리는 제2 피니언과, 제2 피니언을 구동하는 제2 모터와, 가이드 롤(337) 및, 고압수 분사유닛(110)이 설치된다. 제2 모터가 구동하면 제2 피니언이 회전되고 이에 따라 제2 프레임(336)이 위 또는 아래로 이동된다.
수직 레일(330)의 상,하단에는 센서(도면에 미도시)가 설치될 수 있다. 상기 센서는 고압수 분사유닛(110)을 감지하고 그 신호를 중앙처리장치에 전송하며, 중앙처리장치는 상기 신호에 따라 제2 모터를 반대 방향으로 회전하도록 할 수 있다.
이와 같이, 이동 유닛에 의해서 고압수 분사 유닛(110)이 수평 및 수직으로 이동되는 동안에 고압수를 분사하여 노후 콘크리트를 제거한다. 고압수 분사 유닛(110)이 수직 레일(330)의 상단에서 하단까지 이동한 후 수평 레일(322)을 따라 수평방향으로 소정 간격만큼 이동할 수도 있고, 고압수 분사 유닛(110)의 높이를 일정하게 유지한 상태에서 수평 레일(322)의 한쪽 끝단에서 다른쪽 끝단까지 이동을 완료한 후 고압수 분사 유닛(110)의 높이를 소정 간격만큼 위로 올리거나 낮출 수도 있다.
상기 체결 유닛은 교각을 감싸도록 설치되는 반력 지지대(350)와, 반력 지지대(350)에 한쪽 끝단이 연결되고 수평 레일(322)에 다른쪽 끝단이 연결된 연결바(352)를 포함할 수 있다. 상기 체결 유닛은 고압수 분사시 발생하는 반력을 지지함으로써 고압수 분사 유닛(110)이 뒤로 밀리지 않도록 한다.
바람직하게, 반력 지지대(350)는 상하로 슬라이딩 가능하도록 교각에 설치되고, 이에 따라 리프팅 유닛(340)에 의해 수평 레일(322)이 승하강될 때 함께 승하강된다.
리프팅 유닛(340)은 교각 점검용 통로(2)에 설치될 수 있다. 리프팅 유닛(340)은 윈치와, 윈치를 회전시키는 윈치용 모터와, 로프(149)를 포함할 수 있다. 리프팅 유닛(340)은 수평 레일(322)의 양쪽 끝단에 각각 설치될 수 있는데, 로프(149)는 교각 점검용 통로(2)의 바닥면을 관통하여 수평 레일(322)의 끝단에 연결될 수 있다.
윈치용 모터는 유선 또는 무선으로 원격 제어될 수 있다. 지면에 위치한 작업자가 작업 과정을 지켜보면서 윈치용 모터를 원격 제어하여 수평 레일(322)을 위로 올리거나 낮출 수 있다. 아울러, 작업자는 제1,2 모터의 작동을 유선 또는 무선으로 원격 제어하여 고압수 분사유닛(110)의 위치를 제어할 수도 있다.
1 : 교각 2 : 교각 점검용 통로
100 : 교각의 노후 콘크리트 제거 장치
110 : 고압수 분사유닛 112 : 구동용 모터
112a : 피니언 113 : 중심관
113a : 종동기어 114 : 회전용 모터
114a : 구동기어 115 : 노즐
116 : 튐방지 프레임 122 : 유도 레일
122a : 래크 123 : 연결부재
123a : 지지부 125 : 프레임
125a : 가이드 롤 125b : 상하 이동용 모터
126a : 수직 레일
126b : 래크 131a : 수평부
131b : 수직 기둥 132 : 아암
133 : 롤 133a : 탄성 스프링
134 : 연결평판 135 : 체인
135a : 단위 체인 139 : 탄성 벨트
140 : 리프팅 유닛 141 : 가이드 바
141a, 142 : 가이드 롤 143 : 아암
144 : 체인 146 : 윈치부
149 : 로프
200 : 교각의 노후 콘크리트 제거 장치
240 : 리프팅 유닛 247 : 브라켓
300 : 교각의 노후 콘크리트 제거 장치
310 : 제1 프레임 311 : 제1 피니언
312 : 가이드 롤 322 : 수평 레일
323 : 제1 래크 328 : 바퀴
330 : 수직 레일 333 : 제2 래크
336 : 제2 프레임 337 : 가이드 롤
340 : 리프팅 유닛 350 : 반력 지지대
352 : 연결바

Claims (1)

  1. 고압수 분사 유닛(110); 및,
    교각(1)을 따라 고압수 분사 유닛(110)을 이동시키는 이동 유닛;
    고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛을 교각(1)에 체결하거나 교각(1)에 의해 지지되도록 하는 체결 유닛; 및,
    고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛과 체결 유닛을 승하강 시키는 리프팅 유닛(140)(240);을 포함하고,
    고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛이 교각(1)에 체결 또는 지지된 상태에서 고압수 분사 유닛(110)이 이동 유닛에 의해서 이동하면서 고압수를 분사하여 노후 콘크리트를 제거하고, 이어서 리프팅 유닛(140)에 의해서 고압수 분사 유닛(110)과 이동 유닛 및 체결 유닛이 위 또는 아래로 이동하는 것을 특징으로 하는, 교각의 노후 콘크리트 제거 장치.
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