KR20220092331A - 콘크리트 충전 강관 시공 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설 장비에 결합 가능한 장착면을 갖는 마운트부, 상기 마운트부의 양측면 중, 상기 장착면의 반대측 면에 고정 결합되고, 상기 마운트부의 중심을 기준으로 소정 각도로 배열되는 4개의 지지 프레임, 상기 지지 프레임 중 어느 2개의 지지 프레임에는 2개의 고정 지그가 형성되고, 다른 2개의 지지 프레임은 각각 가동 공간을 갖고, 각각의 가동 공간을 감싸는 수직 프레임에 회동 가능하게 결합되는 가동 지그를 포함하는, 콘크리트 충전 강관 시공 장치를 제공한다.

Description

콘크리트 충전 강관 시공 장치{APPARATUS FOR CONSTRUCTING CONCRETE FILLED STEEL TUBE}

본 발명은 선출원된 본 출원인의 출원번호 10-2020-0183773의 콘크리트 충전 강관 시공 장치를 구체화한 것으로서, 보다 자세하게는 강관의 외주면을 파지하여 관입 또는 회수할 수 있는 콘크리트 충전 강관 시공 장치에 관한 것이다.

하천이나 바다 등의 수중 조건에서 교량 기초 및 교각 구조물 등의 수중 구조물을 구축하는 경우, 기초말뚝을 수중 지반에 시공해야 한다.

이를 위해, 강관으로 이루어진 케이싱을 수중 지반에 관입 설치하고, RCD(Reverse Circulation Drill)를 이용하여 케이싱 내에서 수중 지반을 천공하여 말뚝공을 천공한 후, 철근을 말뚝공 내에 삽입 배치하고 말뚝공과 케이싱 내부에 콘크리트를 타설함으로써 하단이 수중 지반에 관입 설치되어 있는 기초말뚝을 시공하는 방법이 사용된다.

케이싱을 수중 지반에 관입 시공하기 위해서 수상의 현장에 별도의 지지대를 설치하고, 지지대 상부에 오실레이터(oscillator), 항타기, RCD 등의 필요 장비를 배치하고, 케이싱을 자중에 의해 침설하여 수중 지반 위에 연직하게 세운 후, 오실레이터로 케이싱을 회전시키거나 케이싱에 진동을 가하여 수중 지반의 연약층을 관통하여 단단한 지층에 이르도록 관입시키게 된다.

특히, 말뚝공 천공 후 콘크리트 타설에 의해 기초말뚝의 시공이 완료된 후, 케이싱에서 더 이상 필요하지 않은 부분을 인발하여 회수하는 공정이 요구된다.

이 과정에서, 케이싱의 용이한 인발을 위하여 케이싱의 내부의 상측 일부 콘크리트를 파쇄한 후 노출된 일부의 케이싱 외주연을 파지하여 인발시키는 중에 파지되는 일부의 케이싱 외주연이 파손되어 더 이상 회수 공정이 진행되기 어려워지는 문제가 있다.

한국등록특허 제10-2187757(2020.12.07. 공고) 한국등록특허 제10-2034741(2019.10.21. 공고) 한국등록특허 제10-0962081(2010.06.09. 공고) 한국공개특허 제10-2018-0126825(2018.11.28. 공개)

본 발명은 위와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 대상물을 지면에 관입시키고, 기 장입된 대상물의 제거 시에는 간소화된 공정으로 인발할 수 있는 콘크리트 충전 강관 시공 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 콘트리트 충전 강관 시공 장치는 건설 장비에 결합 가능한 장착면을 갖는 마운트부, 상기 마운트부의 양측면 중, 상기 장착면의 반대측 면에 고정 결합되고, 상기 마운트부의 중심을 기준으로 소정 각도로 배열되는 4개의 지지 프레임, 상기 지지 프레임 중 어느 2개의 지지 프레임에는 2개의 고정 지그가 형성되고, 다른 2개의 지지 프레임은 각각 가동 공간을 갖고, 각각의 가동 공간을 감싸는 수직 프레임에 회동 가능하게 결합되는 가동 지그를 포함할 수 있다.

상기 지지 프레임 중 인접하는 한 쌍의 지지 프레임에 가동 공간이 각각 형성될 수 있다.

상기 각각의 가동 지그의 일측에 상기 수직 프레임의 두께 방향을 따라 관통되어 형성되는 회전축이 형성됨으로써 상기 가동 지그가 상기 회전축을 중심으로 회동되고, 각각의 가동 지그의 타측에 상기 회전축과 평행하게 형성되는 가동축이 형성되고, 상기 가동축이 관통하도록 결합되는 장공을 갖는 슬라이드 부재를 포함할 수 있다.

상기 장공은 상기 슬라이드 부재가 높이 방향을 따라 소정 거리 이동 가능하도록 타원형으로 유격을 부여하도록 형성될 수 있다.

상기 슬라이드 부재의 상단은 상기 수직 프레임의 수평 방향을 따라 형성되는 안내턱을 따라 선형 이동하도록 배치될 수 있다.

상기 고정 지그 및 가동 지그의 상호 마주보는 각각의 면에 형성되고, 강관의 외주면에 대하여 미끄럼이 방지될 수 있도록 복수의 마찰 돌기를 구비하는 논슬립 부재를 포함할 수 있다.

상기 각각의 가동 지그는 유압 실린더의 유압에 의해 정방향 및 역방향을 따라 회동될 수 있다.

상기 건설 장비는 진동 발생 장치를 구비하는 바이브로 해머를 포함할 수 있다.

상기한 구성으로 이루어지는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 충전 강관 시공 장치는 인입된 상태의 콘크리트 충전 강관을 제거하는 과정에서 강관 내부에 충전된 콘크리트의 일부를 제거하기 위한 공정이 생략되고, 콘크리트 충전 강관의 외주면을 파지하여 제거하므로 전체 공기의 단축 및 소요비용 절감의 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 충전 강관 시공 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 배면도이다.
도 3은 도 1의 저면도이다.
도 4는 도 1의 정면도이다.
도 5는 도 4의 상태에서 가동 지그가 반경 방향 내측으로 회동된 상태를 나타낸 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 충전 강관 시공 장치의 사용 상태도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 충전 강관 시공 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 배면도이고, 도 3은 도 1의 저면도이고, 도 4는 도 1의 정면도이고, 도 5는 도 4의 상태에서 가동 지그가 반경 방향 내측으로 회동된 상태를 나타낸 것이며, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 충전 강관 시공 장치의 사용 상태도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 충전 강관 시공 장치(100)는 마운트(101), 지지 프레임(110) 및 가동 지그(130)를 포함할 수 있다.

마운트(101)는 일반적으로 토목, 건설 현장 등에 사용되는 굴삭기 및 항타기 등의 건설 장비에 사용되는 바이브로 해머(VH)가 분리 가능하게 장착될 수 있는 장착면(101)을 포함할 수 있다.

여기서, 바이브로 해머(VH)는 내부에는 진동 발생부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 진동 발생부에 전원이 인가되면 바이브로 해머(VH)에 진동이 발생되고, 진동에 의해 강관, 시트파일 등의 관입 대상물(P)이 지반에 삽입될 수 있다. 이 과정에서 바이브로 해머(VH)는 시공 장치(100)에 상기 진동 발생부를 이용한 진동을 부여함으로써 타공성 또는 침투성을 증대시키게 된다.

이와 반대로, 상기 강관 및 시트파일 등의 관입된 상태의 대상물(P)을 제거하는 경우에는 시공 장치(100)에 파지된 상기 대상물(P)에 진동을 가하여 지면으로부터 인발이 용이해지도록 하게 된다.

지지 프레임(110)은 마운트(101)의 양측면 중 장착면(101)의 반대측 면에 고정 결합되고, 마운트(101)의 중심을 기준으로 소정 각도로 적어도 4개소에 배열될 수 있다. 지지 프레임(110)은 각각 2개의 고정 지그(140) 및 2개의 고정 지그(140)와 마주보는 2개의 가동 지그(130)를 지지하게 된다.

지지 프레임(110)은 높이 방향을 따라 소정의 길이를 갖도록 형성되고, 지지 프레임(110) 중 어느 2개의 지지 프레임(110)은 각각 가동 공간(110a)이 마련되고, 각각의 가동 공간(110a)을 감싸는 수직 프레임(120)에 회동 가능하게 결합되는 가동 지그(130)가 형성될 수 있다.

여기서, 지지 프레임(110) 중 인접하는 한 쌍의 지지 프레임(110)에 가동 공간(110a)이 각각 형성될 수 있다.

또한, 각각의 가동 지그(130)는 수직 프레임(120)의 두께 방향을 따라 관통되어 형성되는 회전축(121)을 중심으로 회동되되, 각각의 가동 지그(130)의 단부에 가동 공간(110a)의 양측벽을 따라 형성되는 가동축(121a)을 포함하고, 가동축(121a)이 관통하도록 결합되는 장공(131a)을 갖는 슬라이드 부재(131)를 포함할 수 있다.

가동 지그(130)는 회전축(121)을 중심으로 회동됨으로써 수직 프레임(120)의 내부에서 대상물(P)를 파지하거나 해제할 수 있도록 한다. 이때, 구동 실린더(미도시)가 배치되고, 상기 구동 실린더에 유압 또는 공압을 제공하는 압력 호스(H)가 구비되며, 압력 호스(H)의 제공 압력에 의해 상기 구동 실린더가 정방향 또는 역방향으로 신축하며 가동 지그(130)를 당기거나 밀어내는 힘을 가함으로써 가동 지그(130)가 회전축(121)을 중심으로 정방향 또는 역방향으로 회동 가능하도록 한다.

각각의 가동 지그(130)의 타측에 회전축(121)과 평행하게 형성되는 가동축(121a)이 형성되고, 가동축(121a)이 관통하도록 결합되는 장공(131a)을 갖는 슬라이드 부재(131)가 포함될 수 있다. 여기서, 장공은 슬라이드 부재(131)가 높이 방향을 따라 소정 거리 이동 가능하도록 타원형으로 유격을 부여하도록 형성될 수 있다.

또한, 슬라이드 부재(131)의 상단은 수직 프레임(120)의 수평 방향을 따라 형성되는 안내턱(122)을 따라 선형 이동하도록 배치될 수 있다.

즉, 슬라이드 부재(131)는 장공(131a)을 통하여 가동 지그(130)의 구동력을 전달받게 되고, 안내턱(122)을 따라 선형이동됨으로써 2개의 가동 지그(130)가 마주보는 2개의 고정 지그(140) 측으로 근접하도록 이동됨으로써 대상물(P)을 파지할 수 있게 된다.

아울러, 고정 지그(140) 및 가동 지그(130)의 상호 마주보는 면에는 논슬립 부재(132)가 형성될 수 있다.

논슬립 부재(132)는 복수의 마찰 돌기를 구비함으로써 대상물(P)의 외주면에 밀착된 상태에서 미끄럼이 방지될 수 있도록 한다. 상기 마찰 돌기는 마찰 증대를 위한 돌기가 별물로 부착 고정될 수 있지만, 논슬립 부재(132)의 일면에 표면 가공을 통하여 표면 거칠기를 증대시켜 미끄럼 방지 기능을 수행할 수도 있으므로 이에 한정되지 않는다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 충전 강관 시공 장치의 작동 과정을 설명한다.

우선, 도 6에 나타난 바와 같이 시공 장치(100)가 바이브로 해머(VH)에 장착되고, 시공 장치(100)의 가동 지그(130)가 고정 지그(140)로부터 이격되는 방향으로 최대로 벌어진 상태로 기 장입된 대상물(P) 파지를 대기한다.

바이브로 해머(VH)에 장착된 시공 장치(100)는 대상물(P)을 향하여 하강하게 된다.

도 7에 나타난 바와 같이 시공 장치(100)의 가동 지그(130)가 고정 지그(140) 측으로 근접하는 방향으로 회동되면 고정 지그(140) 및 가동 지그(130)의 논슬립 부재(132, 141)가 대상물(P)의 외주면에 밀착된다.

종래에는 대상물(P)의 내부에 콘크리트(C)가 충전되어 있고, 대상물(P)의 상측의 일부 콘크리트를 제거하여 대상물(P)의 상측 두께 일부가 노출되도록 한 후, 두께를 파지하여 대상물을 인발하였으나, 본 실시예에 따른 콘크리트 충전 강관 시공 장치는 상기와 같이 대상물(P)의 상측의 일부 콘크리트를 제거하는 공정이 생략되고, 즉시 대상물(P)의 외주면을 파지한 상태로 인발이 가능해진다.

다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 충전 강관 시공 장치는 인입된 상태의 콘크리트 충전 강관을 제거하는 과정에서 강관 내부에 충전된 콘크리트의 일부 제거 공정이 생략되고, 콘크리트 충전 강관의 외주면을 파지하여 제거하므로 전체 공기의 단축 및 소요 비용 절감의 효과를 갖는다.

이상과 같이 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 시공 장치를 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 실시가 가능하다.

100: 시공 장치
101: 마운트부
110: 지지 프레임
110a: 가동 공간
120: 수직 프레임
121: 회전축
130: 가동 지그
131: 슬라이드 부재
132, 141: 논슬립 부재
140: 고정 지그

Claims (8)

1. 건설 장비에 결합 가능한 장착면을 갖는 마운트부;
   상기 마운트부의 양측면 중, 상기 장착면의 반대측 면에 고정 결합되고, 상기 마운트부의 중심을 기준으로 소정 각도로 배열되는 4개의 지지 프레임;
   상기 지지 프레임 중 어느 2개의 지지 프레임에는 2개의 고정 지그가 형성되고, 다른 2개의 지지 프레임은 각각 가동 공간을 갖고, 각각의 가동 공간을 감싸는 수직 프레임에 회동 가능하게 결합되는 가동 지그를 포함하는, 콘크리트 충전 강관 시공 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지 프레임 중 인접하는 한 쌍의 지지 프레임에 가동 공간이 각각 형성되는, 콘크리트 충전 강관 시공 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 각각의 가동 지그의 일측에 상기 수직 프레임의 두께 방향을 따라 관통되어 형성되는 회전축이 형성됨으로써 상기 가동 지그가 상기 회전축을 중심으로 회동되고,
   각각의 가동 지그의 타측에 상기 회전축과 평행하게 형성되는 가동축이 형성되고, 상기 가동축이 관통하도록 결합되는 장공을 갖는 슬라이드 부재를 포함하는, 콘크리트 충전 강관 시공 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 장공은 상기 슬라이드 부재가 높이 방향을 따라 소정 거리 이동 가능하도록 타원형으로 유격을 부여하도록 형성되는, 콘크리트 충전 강관 시공 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 슬라이드 부재의 상단은 상기 수직 프레임의 수평 방향을 따라 형성되는 안내턱을 따라 선형 이동하도록 배치되는, 콘크리트 충전 강관 시공 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 고정 지그 및 가동 지그의 상호 마주보는 각각의 면에 형성되고, 강관의 외주면에 대하여 미끄럼이 방지될 수 있도록 복수의 마찰 돌기를 구비하는 논슬립 부재를 포함하는, 충전 강관 시공 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 각각의 가동 지그는 유압 실린더의 유압에 의해 정방향 및 역방향을 따라 회동되는, 콘크리트 충전 강관 시공 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 건설 장비는 진동 발생 장치를 구비하는 바이브로 해머를 포함하는, 콘크리트 충전 강관 시공 장치.
   

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