KR20220132884A - 스프레더 빔 및 이의 조립 방법 - Google Patents

스프레더 빔 및 이의 조립 방법 Download PDF

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정사교
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(주)에이블이엔씨
정사교
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Abstract

본 발명은 스프레더 빔 및 이의 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 중량물 설치 후 재활용이 되지 않는 고정식 스프레더 빔을 대신하여 제작 및 운영경비를 줄이고, 다양한 크기의 중량물에 핀 또는 볼트 등으로 적절히 대응할 수 있는 스프레더 빔 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변식 스프레더 빔은, 조선, 육상, 해양 플랜트 및 건설 중의 어느 하나용으로 길이 조절이 가능한 가변식 스프레더 빔에 있어서, 양측의 종단부에는 엔드부가 형성되고, 상기 엔드부 안에는, 상기 스프레더 빔의 집중 하중이 실리는 부위를 강화시키는 치크 플레이트가 상하로 형성되고, 상기 종단부의 사이에는 볼트 및 너트의 작업으로 길이 조정이 가능한 버팀목(strut)이 형성되고 상기 볼트와 너트의 작업으로 연결빔이 형성되는 연결 단면은 원주부에 볼팅 작업이 이루어지는 홈이 형성되고, 상기 종단부의 하측으로는 지지부(support)가 형성되어 조립 작업을 도울 수 있으며, 상기 종단부의 상측에는 족쇄(shackle)가 형성되어 상기 가변식 스프레더 빔을 상승시킬 수 있는 것일 수 있다.

Description

스프레더 빔 및 이의 조립 방법{Spreader beam and its manufacturing method of the same}
본 발명은 스프레더 빔 및 이의 조립 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 중량물 설치 후 재활용이 되지 않는 고정식 스프레더 빔을 대신하여 제작 및 운영경비를 줄이고, 다양한 크기의 중량물에 핀 또는 볼트 등으로 적절히 대응할 수 있는 스프레더 빔 및 이의 조립 방법에 관한 것이다.
크레인(crane)은 하물을 들어 올려서 운반하는 기계장치로서, 일반적으로 크레인은 용도와 형상에 따라 천장 크레인(overhead crane), 지브 크레인(jib crane), 언로더(unloader), 타워 크레인(tower crane), 케이블 크레인(cable crane), 및 갠트리 크레인(gantry crane)으로 분류되고, 컨테이너 선박에 컨테이너를 적재하거나 하역하는 데는 주로 갠트리 크레인이 사용된다.
상기 갠트리 크레인 혹은 골리앗 크레인은 주로 조선소에서 선박을 건조하는 데 사용되는 것으로 일반적으로 드라이 도크(dry dock)에서 선박을 건조하는 방법은 조선소의 선체 생산 공정에서 철판을 절단하여 소형 블록단위로 조립된 각각의 블럭을 제작한 후, 도크 사이드로 이동시키고, 도크에 설치되어 있는 크레인으로 블럭을 들어 올려 도크 내부 정위치에 탑재하여 선체를 최종 완성시킨다.
즉 드라이도크에 설치되어 있는 크레인의 최대 인양 능력에 따라 블럭의 최대 크기와 수량이 결정되는 것으로, 도크 크레인의 인양능력이 크면, 선체 생산 공정에서 조립 블럭도 크게 만들 수 있어 선박의 생산성을 향상시킬 수 있다.
그러나 종래의 크레인은 , 단일 거더로 구성되므로 크레인의 용량을 증가시키는 데 한계가 있다는 문제점이 있었다.
또한 이를 보완하고자 제안된 종래의 이중 거더 타입의 크레인은 상단 대비 협소한 하면의 단면 형상으로 상단에만 하중이 가해지므로 크레인의 용량을 증가시키는 데 한계가 있었다.
그러므로 상기와 같은 종래에서는 용량이 큰 대형 블럭 인양시 크레인의 주행 방향으로 다수개의 크레인을 구비하여 대형 블럭을 인양하였으며, 이에 따라 초기 비용이 많이 든다는 문제점이 있었다.
또한 상기 이중 거더 타입의 크레인은 상단 대비 협소한 하단의 단면 형상에 의해 하단부에는 보강재가 설치되어지는 데, 이때 보강재인 극후판에 요구되는 두께는 제철소에서 제조 가능한 두께를 초과하므로 상기 극후판은 요구되는 보강력을 지니지 못한다는 문제가 있었다.
(0001)대한민국 특허공개 공보10-2008-0112014(스프레더빔, 2008.12.24)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 현재 국내에서는 대부분 고정식 스프레더 빔이 사용되고 있으며, 중량물 설치 후 재사용되지 못하므로 제작 및 운영비를 줄이고, 다양한 크기의 중량물에 적용되지 못하고, 있는 바, 이러한 문제에 대응하기 위해서 다양한 크기의 중량물에 적용될 수 있는 가변식 스프레더 빔을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 다양한 크기의 중량물에 대해서 중량물의 장착 시 연결 부위에 걸리는 하중을 균등하게 배분하고, 이러한 균등하게 작용하는 힘을 이용해서 균형을 잡는 것이 중요한데 이러한 중량물의 탑재시에 적절하게 균형력을 발휘할 수 있느 가변식 스프레더 빔의 조립방법을 제공하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변식 스프레더 빔은, 조선, 육상, 해양 플랜트 및 건설 중의 어느 하나용으로 길이 조절이 가능한 가변식 스프레더 빔에 있어서, 양측의 종단부에는 엔드부가 형성되고, 상기 엔드부 안에는, 상기 스프레더 빔의 집중 하중이 실리는 부위를 강화시키는 치크 플레이트가 상하로 형성되고, 상기 종단부의 사이에는 볼트 및 너트의 작업으로 길이 조정이 가능한 버팀목(strut)이 형성되고 상기 볼트와 너트의 작업으로 연결빔이 형성되는 연결 단면은 원주부에 볼팅 작업이 이루어지는 홈이 형성되고, 상기 종단부의 하측으로는 지지부(support)가 형성되어 조립 작업을 도울 수 있으며, 상기 종단부의 상측에는 족쇄(shackle)가 형성되어 상기 가변식 스프레더 빔을 상승시킬 수 있는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 볼팅 작업은 상기 종단부의 하측에 형성된 지지부와 평와셔로 각각의 버팀목에 대한 지지작업을 수행하면서 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지부는 양측의 종단부를 기준으로 대칭되게 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변식 스프레더 빔의 조립 방법은 가변식 스프레더 빔의 조립 방법에 있어서, (A) 수개의 버팀목, 평와셔, 볼트, 너트 및 용접으로 조립된 지지부(support)가 형성된 엔드부를 준비하는 단계(S10);와, (B) 상기 버팀목과 엔드부를 볼팅 작업으로 결합시키되, 상기 엔드부의 연결단면과 버팀목 사이에는 평와셔가 배치되어 상기 버팀목을 지탱할 수 있으며, (C) 양측의 엔드부에 대하여 하나의 버팀목을 연결하는 단계(S20); 및 (D) 상기 엔드부와 연결된 버팀목과 새로운 버팀목을 연결하여 볼팅 작업을 수행하는 단계(S30);를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 버팀목과 새로운 버팀목을 연결하는 단계(S30)에서 높이는 어느 일측에형성된 지지부로 높이를 맞추면서 진행하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양쪽의 엔드부의 상측에는 족쇄가 형성되어 기중기의 후크와 연결할 수 있도록 와이어로프와 연결하는 단계(S40)를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변식 스프레더 빔에 의하면, 장입물의 길이와 평행한 스프레더 빔을 이용하여 장입물을 들어올리기 때문에 장입물의 중량이 편심되어 있더라도 스프레더 빔에 연결된 2개의 와이어 로프 사이에 장입물의 무게 중심이 위치한다면, 안정적으로 장입물을 들어올릴 수 있다.
또한 장입물의 길이에 대해 와이어로프가 수직하게 위치되므로써, 장입물의 외표면이 매끈하더라도 와이어로프와 장입물 사이에 슬림 발생을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 스프레더 빔에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 설명하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 1(A)와 (B)는 빔의 두 가지 종류를 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 스프레더 빔의 측면을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 스프레더 빔의 정면을 보여주는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 스프레더 빔의 정면에서 연결부위를 확대하여 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 스프레더 빔의 조립 절차를 보여주는 순서도이다.
도 6은 스프레더 빔을 사용해서 중량물을 들어올리는 것을 모식적으로 보여주는 도면이다.
이하 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
다양한 플랜트 기자재와 대형 선박 건조는 가공된 소재의 조립을 거친 블록들의 결합이고, 이는 수 톤에서부터 최대 1,000여톤 까지의 다양한 크기의 블록을 조립하는 데 필수적으로 사용되며, 크레인 사이에 부하를 안정시키는 중간재 역할을 하는 빔(beam)이며 , 여기에는 두 가지 유형이 있다.
도 1(A)와 (B)는 빔의 두 가지 종류를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 도 1(A)는 스프레더 빔을 나타내고, 먼저 스프레더 빔(spread beam)은 부가물을 인상하는 빔에 압축응력이 발생하는 특징이 있고, 도 1(B)는 리프팅 빔을 나타내며, 리프팅 빔은 부가물을 인상하는 빔에 굽힘 응력이 발생하는 특징이 있다.
부하물에 대해서 판단하여 볼 때 압축응력은 스프레더 빔의 파괴 동작을 일으키기 어려울 수 있지만, 리프팅 빔에는 굽힘 응력이 발생하기 때문에 파손의 위험성이 크다고 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 스프레더 빔의 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 스프레더 빔의 정면도이며, 도 4는 도 3의 A부분에 대한 확대도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 스프레더 빔(100)은 양측의 종단부에는 엔드부가 형성되고, 상기 양측의 종단부 사이에는 스프레더 빔(100)의 길이를 조절할 수 있는 버팀목(strut, 260)이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 스프레더 빔(100)의 경우 상기 버팀목(260)의 길이는 일정하게 규격화하고 이러한 버팀목(260)을 여러 개 설치하는 방법으로 가변형 스프레더 빔(100)의 길이에 대한 조절이 가능할 수 있다.
좀더 구체적으로, 상기 가변형 스프레드 빔(100)은 조선, 육상 및 해양 플랜트, 및 건설 등의 용도로 사용될 수 있고, 이 때 각각의 구조물에 맞추어 다양한 길이 변형이 가능할 수 있다.
또한 본 발명의 가변형 스프레드 빔(100)은, 거치 성능을 개선하였고, 스트럿의 이동 및 조립 성능을 개선한 장점을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변식 스프레더 빔(100)은, 볼트와 너트의 볼팅 작업으로 연결부분(230)이 형성될 수 있다.
상기 연결부분은 중공 부분이 형성되고, 상기 중공 부분의 외주면에는 6~12개 사이의 나사 구멍(120)이 형성될 수 있다. 상기 나사 구멍(120)을 통해서는 볼트와 너트가 삽입될 수 있도록 구성되어 있는 데, 볼트가 연결 부분과 맞닿는 면에는 평와샤가 형성될 수 있다.
상기 평와샤(234)는 일반적으로 많이 사용되는 엽전모양의 나사로서, 체결을 하고자 하는 상대물이 알루미늄과 같이 연한 물체일 때, 또는 볼트, 너트의 면압이 높아 결합물의 변형이 예상될 때 평와샤를 사용하여 면압을 낮추어 사용한다.
상기 평와샤(234)는 도 4에 도시된 바와 같이 볼트(232)가 삽입되는 연결 부분(A)의 양측에 형성되어 볼트(232)를 통해서 가해지는 압력을 흡수하도록 구성되어 있다. 이와 같이 평와샤(234)가 설치되어 있어서, 연결부분의 변형을 방지하도록 구성되어 있다.
또한 상기 평와샤(234)가 형성된 부분은 상하 좌우 방향으로 대칭을 이루도록 형성되어 있어서 외부에서 볼트(232)를 누르는 힘이 작용할 때 연결부분(A)의 변형을 방지하면서 압축응력이 작용할 수 있도록 설계되어 있다.
특히 연결부분(A)의 앞뒤로는 지지대(210, 220)가 형성되어 있어서 버팀목(260)을 통한 버팀목(260)에 대한 고정 작업 중에 너트와 볼트(232)의 힘이 균형을 이룰 수 있도록 설계되어 있다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이, 6-12개의 나사 구멍이 방사상 대칭적으로 형성되어 있어서, 모든 볼트들에 가하는 힘이 균형을 이루도록 설계되어 있다.
볼트와 너트가 결합되는 연결부위(A)는 하측에서 수직항력이 작용할 때 가장 변형되기 쉬운 부분에 해당하지만, 본 발명에서는 볼트(232)와 너트의 결합 부분에 평와샤(234)로 힘의 균형을 이룰 수 있도록 설계되어 있어서, 외부 힘에 대한 영향력을 최소화할 수 있도록 구성되어 있다.
특히 연결 부분(A)은 중공 구조로 형성되어 있는 데, 외주부에 볼트와 나사의 결합 부위가 형성되어 있어서 외력에 의한 연결부위의 변형을 최소화하도록 구성되어 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 스프레더 빔의 제조방법에 대하여 논의하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 스프레더 빔의 제조방법은, 가변식 스프레더 빔(100)의 조립 방법에 있어서, (A) 수개의 버팀목(260), 평와셔(234), 볼트(232), 너트 및 용접으로 조립된 지지부(210, 220 support)가 형성된 엔드부를 준비하는 단계(S10);와, (B) 상기 버팀목(260)과 엔드부를 볼팅 작업으로 결합시키되, 상기 엔드부의 연결단면과 버팀목(260) 사이에는 평와셔(234)가 배치되어 상기 버팀목(260)을 지탱할 수 있으며, (C) 양측의 엔드부에 대하여 하나의 버팀목(260)을 연결하는 단계(S20); 및 (D) 상기 엔드부와 연결된 버팀목(260)과 새로운 버팀목(261)을 연결하여 볼팅 작업을 수행하는 단계(S30);를 포함하는 것일 수 있다.
상기 준비단계(S10)는 용접으로 조립된 지지부(210, 220)와 볼트, 너트, 평와샤(234)를 준비하는 단계라고 할 수 있다. 이때 작용하는 힘에 대한 균형이 중요하기 때문에 단순 볼팅 작업으로 진행하는 것이 아니고 평와샤(234)를 통해서 연결하는 단계를 더 포함하고 있는 것이라고 할 수 있다.
이와 같이 하나의 엔드부와 버팀목(260)을 연결하는 단계(S20)는 하나의 버팀목(260)과 또 다른 하나의 버팀목(261)을 연결하는 단계와 동일한 단계(S30)라고 할 수 있다.
이때 지지부(210, 220)는 높이를 맞추어 주는 역할을 하기 위한 것으로서 볼팅 작업을 원활하게 진행하기 위해서 반드시 필요한 구성요소라고 할 수 있다.
상기 양쪽의 엔드부의 상측에는 족쇄(shackle)가 형성되어 기중기의 후크와 연결할 수 있도록 와이어로프(240)와 연결하는 단계(S40)를 더 포함할 수 있다.
상기 족쇄(shackle)는 상기 와이어로프(240)가 말려서 기중기의 후크(300)와 연결된 상태에서 힘의 균형을 이룰 수 있도록 스프레더 빔(100)의 양쪽에 대칭적으로 형성될 수 있다.
[작용]
도 6은 스프레더 빔을 사용해서 중량물을 들어올리는 것을 모식적으로 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 와이어 로프(150)가 스프레더 빔(100)의 엔드부의 끝단에서 중량물에 대하여 수직한 방향으로 배치되기 때문에 장입물의 중심(본 발명에서는 장입물의 무게 중심(G)을 지칭할 수 있다.)이 편심되어 있더라도 스프레더 빔에 연결된 2개의 와이어 로프(150, 151)사이에 상기 장입물의 무게 중심이 위치하기만 한다면, 안정적으로 중량물을 들어 올릴 수 있는 것이다.
또한 중량물의 길이에 대하여 와이어로프(150)가 수직하게 위치함으로써, 중량물의 외표면이 매끈하더라도 와이어로프(150)와 중량물 사이에 슬립 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
한편 본 명세서에 개시된 기술에 관한 설명은 단지 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 개시된 기술에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
또한 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. “제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소로 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어”있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어”있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 “~사이에”와 “~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다”또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
100: 스프레더 빔 110: 치크 플레이트
120: 나사 구멍 150, 151: 와이어로프
210, 220: 지지부 232: 볼트
234: 평와샤 240: 족쇄(shackle)
250: 치크 플레이트
260: 버팀목(strut) 300: 후크

Claims (6)

  1. 조선, 육상, 해양 플랜트 및 건설 중의 어느 하나용으로 길이 조절이 가능한 가변식 스프레더 빔에 있어서,
    양측의 종단부에는 엔드부가 형성되고,
    상기 엔드부 안에는, 상기 스프레더 빔의 집중 하중이 실리는 부위를 강화시키는 치크 플레이트가 상하로 형성되고,
    상기 종단부의 사이에는 볼트 및 너트의 작업으로 길이 조정이 가능한 버팀목(strut)이 형성되고
    상기 볼트와 너트의 작업으로 연결빔이 형성되는 연결 단면은 원주부에 볼팅 작업이 이루어지는 홈이 형성되고,
    상기 종단부의 하측으로는 지지부(support)가 형성되어 조립 작업을 도울 수 있으며,
    상기 종단부의 상측에는 족쇄(shackle)가 형성되어 상기 가변식 스프레더 빔을 상승시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 가변식 스프레더 빔.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 볼팅 작업은,
    상기 종단부의 하측에 형성된 지지부와 평와셔로 각각의 버팀목에 대한 지지작업을 수행하면서 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변식 스프레더 빔.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 양측의 종단부를 기준으로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 가변식 스프레더 빔.
  4. 가변식 스프레더 빔의 조립 방법에 있어서,
    (A) 수개의 버팀목, 평와셔, 볼트, 너트 및 용접으로 조립된 지지부(support)가 형성된 엔드부를 준비하는 단계(S10);
    (B) 상기 버팀목과 엔드부를 볼팅 작업으로 결합시키되,
    상기 엔드부의 연결단면과 버팀목 사이에는 지지부가 배치되어 상기 버팀목을 지탱할 수 있으며,
    (C) 양측의 엔드부에 대하여 하나의 버팀목을 연결하는 단계(S20); 및
    (D) 상기 엔드부와 연결된 버팀목과 새로운 버팀목을 연결하여 볼팅 작업을 수행하는 단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변식 스프레더 빔의 조립 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 버팀목과 새로운 버팀목을 연결하는 단계(S30)에서 높이는 어느 일측에형성된 지지부로 높이를 맞추면서 진행하는 것을 특징으로 하는 스프레더 빔의 조립방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 양쪽의 엔드부의 상측에는 족쇄(shackle)가 형성되어 기중기의 후크와 연결할 수 있도록 와이어로프와 연결하는 단계(S40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레더 빔의 조립 방법.
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