KR20230001446U - 코퍼댐 잠금 메커니즘 - Google Patents

Abstract

본 고안은 암형 래치 조립체와 수형 래치 조립체를 포함하며 암형 래치 조립체가 수형 래치 조립체에 분리 가능하게 연결된 코퍼댐 래칭 메커니즘을 제공하며; 암형 래치 조립체는 암형 래치 연결 로드를 포함하고, 암형 래치 연결 로드는 연결 부재 A에 연결된 한 종단 및 C-형 연결 부분에 연결된 타 종단을 가지며; 그리고 수형 래치 조립체는 수형 래치 연결 로드를 포함하고, 수형 래치 연결 로드는 연결 부재 B에 연결된 한 종단 및 타원형 연결 블록을 구비한 타 종단을 가지며, 타원형 연결 블록은 C-형 연결 부분 내에 분리 가능하게 배열된다. 암형 래치 조립체와 수형 래치 조립체 사이의 갭이 작으며, 끼워 맞춰진 상태에서 타원 형상은 상대 회전을 쉽게 야기하지 않고, 상대 편차가 발생되지 않고, 인장 특성이 강하며, 분리가 쉽게 발생하지 않으며, 그에 의하여 전체적인 시공 진직도 및 시공 품질을 보장하고; 후 단계에서 충진이 수행될 때, 더 적은 재료가 요구되며, 재료 비용이 절감되고, 지수 및 지사 효과가 또한 보장되며, 통합도가 더 높고 하중 지지 용량이 더 강하다.

Description

코퍼댐 래칭 메커니즘

본 고안은 건설 장비 연결 기술 분야에 관한 것으로, 특히 코퍼댐 래칭 메커니즘에 관한 것이다.

코퍼댐(cofferdam)은 영구적인 수자원 보존 시설물을 시공하기 위하여 수력 공학 구조물에 구축된 임시 인클로저 구조체이다. 물을 배수하고 기초 피트(pit)를 굴착하며 코퍼댐에 건물을 시공하기 위하여, 코퍼댐은 건물의 시공 위치에 물과 흙이 들어가는 것을 방지하는 기능을 한다. 코퍼댐은 주로 유압식 구조물에 사용되며, 전형적으로 정식 건물의 일부를 제외하고 사용 후 제거된다. 코퍼댐의 높이는 시공 중에 발생할 수 있는 최고 수위보다 높다.

강 파이프 파일, 강 시트 파일 및 프로파일 강이 일반적으로 코퍼댐에 사용되며, 물을 잘 막을 수 있고 유사(quicksand)의 침입을 방지할 수 있다. 강 파이프 파일, 강 플레이트 파일 및 프로파일 강은 연결될 필요가 있으며, 현재의 주요 연결 방식은 L-T 형태 또는 P-T 형태 또는 P-P 래치이다. 중국 특허 제 CN 201910012864.8은 "종단 대 종단 방식으로 조립된 여러 개의 래치형 강 파이프 파일 및 여러 개의 I-형 록 플레이트를 포함하는, 래치형 강 파이프 파일과 I-형 시트 파일의 조합된 코퍼댐 구조체", 즉 P-T 형태의 연결을 개시하며, 이 형태는 많은 시공 재료를 사용하고 큰 연결 갭(gap)을 갖는다. 따라서 지수(water stopping) 및 지사(sand stopping) 효과가 좋지 않으며, 조인트가 쉽게 회전하여 강 파이프 파일의 연결 동안 편차를 초래하고, 그에 의하여 전체 시공 진직도(construction straightness) 및 시공 품질에 영향을 미치며; 또한 하중 지지 용량(load bearing capacity)이 낮고, 인장 특성이 낮으며, 상호 래칭력이 낮고, 강 파이프 파일이 쉽게 회전하며 분리가 쉽게 발생한다. 또한 시공 동안, 지수(water stopping) 및 모래 방지 작업을 위하여 콘크리트가 타설될 필요가 있다. 시공 동안, 100m의 두께에 대하여 3° 편차마다 4.68m의 편차가 발생할 것이다. 편차가 너무 큰 것을 방지하기 위하여, 편차 데이터를 지속적으로 측정하고 수정하는 것이 필요하며, 이는 시공 시간을 5% 내지 8% 연장되게 하여 시공 시간을 크게 길어지게 하고 사용 비용을 증가시킨다.

본 고안은 설명된 기술된 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 코퍼댐 래칭 메커니즘을 제공한다. C-형 연결 부분과 타원형 연결 블록 간의 끼워 맞춤에 의하여, 수형 래치 조립체와 암형 래치 조립체가 서로에 대해 회전하지 않으며, 그에 의하여 연결 부재 A와 연결 부재 B 사이의 안정성을 보장하며, 또한 상대 회전 또는 상대 편차가 발생하지 않는 것을 보장하여 더 우수한 지수 및 지사 효과를 달성하고; 또한 갭이 작고 상호 래칭력이 강하며, 분리가 쉽게 발생하지 않으며, 그에 의하여 시공 진직도 및 시공 품질을 보장하고; 또한 이후 단계에서 충진(filling)이 수행될 때 더 적은 재료가 요구되고 재료 비용이 절감된다.

기술적 문제를 해결하기 위해 본 고안에서 채택된 기술적 해결책은;

암형 래치 조립체와 수형 래치 조립체를 포함하고 암형 래치 조립체가 수형 래치 조립체에 분리 가능하게 연결된 코퍼댐 래칭 메커니즘이며, 여기서 암형 래치 조립체는 암형 래치 연결 로드, C-형 연결 부분 및 연결 부재 A를 포함하며, 암형 래치 연결 로드는 연결 부재 A에 연결된 한 종단 및 C-형 연결 부분에 연결된 타 종단을 갖고; 수형 래치 조립체는 수형 래치 연결 로드, 타원형 연결 블록 및 연결 부재 B를 포함하며, 수형 래치 연결 로드는 연결 부재 B에 연결된 한 종단 및 타원형 연결 블록에 연결된 타 종단을 갖고, 타원형 연결 블록은 C-형 연결 부분의 그루브 내에 분리 가능하게 배열되며; C-형 연결 부분의 노치는 수형 래치 연결 로드의 두께보다 크고 타원형 연결 블록의 장축보다 작은 길이를 가지며; 그리고 암형 래치 조립체의 C-형 연결 부분 내부의 그루브는 타원형이며, C-형 연결 부분 내부의 그루브는 수형 래치 조립체의 타원형 연결 블록과 헐거운 끼워 맞춤(clearance fit) 상태이고, 타원형 연결 블록의 장축 방향은 그루브의 장착 방향과 일치한다.

본 고안의 해결책에 따르면, 바람직하게는 암형 래치 연결 로드는 전이 필렛에 의해 C-형 연결 부분에 연결되고, 수형 래치 연결 로드는 전이 필렛에 의해 타원형 연결 블록에 연결된다. C-형 연결 부분의 노치는 그루브의 내부 벽에 연결되는 아크-형 면이며, 아크-형 면은 전이 필렛의 형상에 끼워 맞춰진다.

본 고안의 해결책에 따르면, 바람직하게는 수형 래치 연결 로드는 플레이트형 구조체이며, 암형 래치 연결 로드는 플레이트형 구조체이고, 수형 래치 연결 로드와 암형 래치 연결 로드의 두께들 모두는 타원형 연결 블록의 장축의 절반이다.

본 고안의 해결책에 따르면, 바람직하게는 수형 래치 연결 로드는 L-형 구조체이며, 암형 래치 연결 로드는 플레이트형 구조체이고, 수형 래치 연결 로드와 암형 래치 연결 로드의 두께들 모두는 타원형 연결 블록의 장축의 절반이다.

본 고안의 해결책에 따르면, 바람직하게는 연결 부재 A와 연결 부재 B는 모두 환형이며, 연결 부재 B에 연결되는 수형 래치 연결 로드의 종단은 연결 부재 B에 끼워 맞춰지는 아크-형 그루브를 구비하고, 연결 부재 A에 연결되는 암형 래치 연결 로드의 종단은 연결 부재 A에 끼워 맞춰지는 아크-형 그루브를 구비하며; 그리고 구체적으로, 연결 부재 A와 연결 부재 B는 강 파이프 파일이다.

본 고안의 해결책에 따르면, 바람직하게는 연결 부재 A와 연결 부재 B는 모두는 플레이트 형이며, 연결 부재 A와 연결 부재 B는 구체적으로 플레이트이다.

본 고안의 해결책에 따르면, 바람직하게는 암형 래치 연결 로드는 용접에 의해 연결 부재 A에 연결되며, 수형 래치 연결 로드는 용접에 의해 연결 부재 B에 연결된다.

본 고안의 유익한 효과는 다음과 같다:

1. 암형 래치 조립체의 C형 연결 부분 내부의 그루브와 수형 래치 조립체의 타원형 연결 블록 사이의 헐거운 끼워 맞춤에 의하여 그루브와 타원형 연결 블록 사이의 갭이 작으며, 끼워 맞춰진 상태에서 타원 형상은 상대 회전을 쉽게 야기하지 않고 연결된 강 파이프 파일들 또는 플레이트들은 서로에 대해 회전하지 않으며; 100미터의 길이 범위에서의 시공 오차는 0.5m 이내가 되도록 제어될 수 있으며, 상대 편차가 발생하지 않고, 인장 특성이 강하며, 상호 래칭력이 강하고, 분리가 쉽게 발생하지 않으며, 그에 의하여 전체적인 시공 진직도 및 시공 품질을 보장한다.

2. 시공 후 이차적인 지수 작업을 수행할 필요가 없으며, 지수와 시공이 동시에 완료되고, 시공 공정이 10% 내지 20% 이상 개선되며; 또한, L-T 형태 또는 P-T 형태 또는 P-P 래치와 비교하여 타원형 그루브와 타원형 연결 블록 사이의 갭은 작고; 후 단계에서 충진이 수행될 때, 더 적은 재료가 요구되며, 재료 비용이 절감되고, 지수 및 지사 효과가 또한 보장되며, 특수 실런트 또한 사용되고, 따라서 99% 지수 및 지사 효과가 달성될 수 있다. 그루브와 타원형 연결 블록 사이의 갭이 작기 때문에, 통합도가 더 높고 하중 지지 용량이 더 강하다.

3. 전이 필렛들이 암형 래치 조립체와 수형 래치 조립체에 각각 제공되고 C-형 연결 부분의 아크-형 면에 끼워 맞춰지며, 따라서 끼움 맞춤 갭이 더 작으며, 응력 집중이 방지되고 끼워 맞춤이 더 단단하다.

4. 노치의 길이는 수형 래치 연결 로드의 두께보다 크고 또한 노치의 길이가 타원형 연결 블록의 장축보다 작으며, 이는 수형 래치 연결 로드의 원활한 배치를 보장할 뿐만 아니라 타원형 연결 블록과 C-형 연결 부분 사이의 갭이 너무 커지는 것을 방지하고, 그에 의하여 상대적으로 작은 갭을 보장한다.

5. 연결 부재 A와 연결 부재 B가 환형일 때, 연결 부재 B에 연결되는 수형 래치 연결 로드의 종단은 연결 부재 B에 끼워 맞춰지는 아크-형 그루브를 구비하고, 연결 부재 A에 연결되는 암형 래치 연결 로드의 종단은 연결 부재 A에 끼워 맞춰지는 아크-형 그루브를 구비하며, 따라서 암형 래치 연결 로드와 수형 래치 연결 로드 사이의 끼워 맞춤이 보다 견고하여 용접 연결을 용이하게 한다.

도 1은 본 고안의 정면도이다.
도 2는 본 고안의 사시도이다.
도 3은 본 고안의 암형 래치의 구조도이다.
도 4는 본 고안의 수형 래치의 구조도이다.
도 5는 연결 부재가 강 파이프 파일일 때의 본 고안의 구조도이다.
도 6은 연결 부재가 플레이트일 때의 본 고안의 구조도이다.

본 기술 분야의 숙련된 자가 본 고안의 기술적 해결책을 더 잘 이해하는 것을 가능하게 하기 위하여, 이하, 본 고안의 실시예에서의 기술적 해결책은 본 고안의 실시예의 첨부 도면을 참고하여 명확하게 그리고 철저하게 설명될 것이다. 분명히, 설명된 바와 같은 실시예는 본 고안의 실시예의 일부일 뿐이며, 모든 실시예는 아니다.

본 고안의 예시에서 "상부", "하부", "전방", "후방", "좌측", "우측", "최상부", "최하부", "수직적" 및 "수평적"과 같은 용어로 표시되는 배향 또는 위치 관계는 첨부된 도면에 근거하여 보여지는 바와 같은 배향 또는 위치 관계이며, 그리고 본 고안이 특정 방향으로 구성 또는 작동되어야 한다는 것을 필요로 하기 보다는 본 고안을 설명하기 위해서만 사용되며, 따라서 본 고안에 대한 제한으로서 해석될 수 없다. 본 출원에서의 용어 "~에 연결된" 및 "연결하다"는 넓게 이해되어야 하며, 예를 들어, 용접 또는 분리 가능한 연결일 수 있고; 직접적인 연결일 수 있으며, 중간 구성 요소를 통한 간접적인 연결일 수도 있으며, 그리고 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 특정 상황에 따라 설명된 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.

예 1:

도 1 내지 도 5에서 보여지는 바와 같이, 코퍼댐 래칭 메커니즘은 암형 래치 조립체 및 수형 래치 조립체를 포함하며, 암형 래치 조립체는 수형 래치 조립체에 분리 가능하게 연결되고; 암형 래치 조립체는 암형 래치 연결 로드(4), C-형 연결 부분(3) 및 연결 부재 A(6)를 포함하며, 암형 래치 연결 로드(4)는 연결 부재 A(6)에 연결된 한 종단 및 C-형 연결 부분(3)에 연결된 타 종단을 갖고; 수형 래치 조립체는 수형 래치 연결 로드(1), 타원형 연결 블록(2) 및 연결 부재 B(7)를 포함하며, 수형 래치 연결 로드(1)는 연결 부재 B(7)에 연결된 한 종단 및 타원형 연결 블록(2)에 연결된 타 종단을 갖고; 그리고 타원형 연결 블록(2)은 C-형 연결 부분(3)에 분리 가능하게 배열되고, 타원형 연결 블록(2)은 C-형 연결 부분(3)의 그루브(5)에 끼워 맞춰지며, 그루브(5)는 타원형이고, 그리고 타원형 연결 블록(2)의 장축 방향은 그루브(5)의 장축 방향과 일치한다. 타원형 연결 블록은 안정성을 보장할 수 있고, 주입 후 그루브에 대해 회전하지 않으며 또한 갭은 상대적으로 작게 만들어질 수 있고; 암형 래치 연결 로드(4)는 용접에 의해 연결 부재 A(6)에 연결되고, 수형 래치 연결 로드(1)는 용접에 의해 연결 부재 B(7)에 연결되며; 그리고 암형 래치 연결 로드(4)와 C-형 연결 부분(3) 사이의 조인트는 응력 축적을 크게 방지할 수 있는 전이 필렛(transition fillet)이고, 수형 래치 연결 로드(1)와 타원형 연결 블록(2) 사이의 조인트는 또한 응력 축적을 방지할 수 있는 전이 필렛이다. 또한, C-형 연결 부분의 노치는 그루브(5)의 내부 벽에 연결되는 아크-형 면이고, 아크-형 면은 전이 필렛의 형상에 끼워 맞춰지며, 따라서 끼워 맞춤(fitting)이 더 단단하고 갭이 작아 설치 과정에서의, 과도한 국부 응력과 손상을 야기하는 충돌의 발생을 방지한다. 암형 래치 조립체의 C-형 연결 부분(3)의 노치의 길이는 수형 래치 연결 로드(1)의 두께보다 커 수형 래치 연결 로드(1)의 배치를 용이하게 하며, 또한 타원형 연결 블록(2)의 장축보다 작으며, 따라서, C-형 연결 부분(3)과 타원형 연결 블록(2) 사이의 갭이 작고, 상호 래칭력이 강하며 또한 분리가 쉽게 일어나지 않는다는 것이 보장되어, 전체적인 시공 진직도(construction straightness) 및 시공 품질을 보장한다. 기존 디바이스의 갭이 너무 크기 때문에, 1차 주입 후에도 갭이 여전히 존재하며, 지수(water stopping)를 위하여 이차적인 주입이 일반적으로 요구된다. 본 고안에서, 갭이 작기 때문에 시공 후 이차적인 지수 작업을 수행할 필요가 없으며, 지수와 시공이 동시에 완료되고, 시공 공정이 10% 내지 20% 이상 개선되고, 100 미터의 길이 범위 내의 시공 오차가 0.5 미터 내로 제어될 수 있다; 이후 단계에서 충진이 수행될 때, 더 적은 재료가 요구되며, 재료 비용이 절감되고 특수 실런트 또한 사용되며, 따라서 99% 지수 및 지사(sand stopping) 효과가 달성될 수 있다. 암형 래치 조립체의 C-형 연결 부분(3) 내부의 그루브(5)는 타원형이며, C-형 연결 부분(3) 내부의 그루브는 수형 래치의 타원형 연결 블록(2)과 헐거운 끼워 맞춤(clearance fit) 상태이고, 수형 래치와 암형 래치는 서로에 대해 회전하지 않으며, 이에 의하여 연결 부재 A(6)와 연결 부재 B(7) 사이의 안정성을 보장하고, 상대적인 회전 또는 상대적인 편차가 발생하지 않는다는 것을 보장하며, 더 나은 지수 및 지사 효과를 달성한다. 수형 래치 연결 로드(1)는 플레이트이며, 암형 래치 연결 로드(4)는 플레이트이고, 그리고 수형 래치 연결 로드와 암형 래치 연결 로드의 두께들 모두는 타원형 연결 블록(2)의 장축의 절반이며; 연결 부재 A(6)와 연결 부재 B(7)는 강 파이프 파일이며, 연결 부재 B(7)에 연결되는 수형 래치 연결 로드(1)의 종단은 강 파이프 파일에 끼워 맞춰지는 아크-형 그루브를 구비하고, 그리고 강 파이프 파일에 연결되는 암형 래치 연결 로드(4)의 종단은 연결 부재 A(6)에 끼워 맞춰지는 아크-형 그루브를 구비하여 강 파이프 파일과의 더 우수한 억지 끼워 맞춤(tight fitting)을 달성한다.

작업 원리:

사용 중에, 강 파이프 파일의 2개의 대칭적인 종단이 용접에 의하여 수형 래치와 암형 래치에 연결되며, 강 파이프 파일이 기초 내로 삽입되고, 그 후 수형 래치 조립체와 암형 래치 조립체의 협동에 의하여 제2 강 파이프 파일이 기초 내로 삽입되며, 그 후 도 5에서 보여지는 바와 같이, 강 파이프 파일들이 순차적으로 연결되고 필요에 따라 폐쇄 형상을 형성하며, 그 후 수형 래치 조립체와 암형 래치 조립체 사이의 갭에서 그라우팅(grouting) 작업이 수행되며, 따라서 코퍼댐의 배열이 완료된다.

예 2:

도 6에서 보여지는 바와 같이, 코퍼댐 래칭 메커니즘이 제공되며, 차이점은 연결 부재 A(6) 및 연결 부재 B(7)가 플레이트이고, 수형 래치 조립체는 연결 부재 B(7)와 용접되고, 암형 래치 조립체는 용접에 의하여 연결 부재 A(6)에 연결된다는 것이다. 먼저 필요에 따라 제1 플레이트의 위치가 설정하며, 연결 부재 A(6)와 연결 부재 B(7)는 수형 래치 조립체와 암형 래치 조립체 간의 협동에 의해 연결되고, 다른 플레이트들은 순차적으로 연결되어 최종적으로 폐쇄형 환형 구조체를 형성하며; 그리고 나머지 구조체는 예 1의 구조체와 일치한다.

예 3:

코퍼댐 래칭 메커니즘이 제공되며, 차이점은 수형 래치 연결 로드(1)는 L-형이고, 암형 래치 연결 로드(4)는 플레이트형 구조체이며, 수형 래치 연결 로드(1)와 암형 래치 연결 로드(4)의 두께들 모두는 타원형 연결 블록(2)의 장축의 절반이라는 것이고, 타원형 연결 블록은 연결 부재 A(6)의 연결과 연결 부재 B(7)의 연결은 각도가 변경될 필요가 있는 상황에서 사용될 수 있으며, 안정적인 연결을 달성할 수 있고, 쉽게 회전하지 않으며, 측 방향 힘을 차단할 수 있고; 그리고 나머지 구조체는 예 1의 구조체와 일치한다.

위의 내용은 단지 본 고안의 바람직한 실시예에 관한 것이며, 또한 특정 실시예의 예시는 본 고안의 개념을 더 잘 이해하기 위해서만 이용된다. 본 기술 분야의 통상의 기술자를 위하여, 몇 가지 개선 또는 동등한 교체가 또한 본 고안의 원리에 따라 이루어질 수 있으며, 이 개선 또는 동등한 교체 또한 본 고안의 보호 범위에 속한다.

1. 수형 래치 연결 로드
2. 타원형 연결 블록
3. C-형 연결 부분
4. 암형 래치 연결 로드
5. 그루브
6. 연결 부재 A
7. 연결 부재 B

Claims (7)

1. 암형 래치 조립체와 수형 래치 조립체를 포함하며 암형 래치 조립체가 수형 래치 조립체에 분리 가능하게 연결된 코퍼댐 래칭 메커니즘에 있어서,
   암형 래치 조립체는 암형 래치 연결 로드, C-형 연결 부분 및 연결 부재 A를 포함하며, 암형 래치 연결 로드는 연결 부재 A에 연결된 한 종단 및 C-형 연결 부분에 연결된 타 종단을 갖고; 수형 래치 조립체는 수형 래치 연결 로드, 타원형 연결 블록 및 연결 부재 B를 포함하며, 수형 래치 연결 로드는 연결 부재 B에 연결된 한 종단 및 타원형 연결 블록에 연결된 타 종단을 갖고, 타원형 연결 블록은 C-형 연결 부분의 그루브 내에 분리 가능하게 배열되며;
   암형 래치 조립체의 C-형 연결 부분의 노치는 수형 래치 연결 로드의 두께보다 크고 타원형 연결 블록의 장축보다 작은 길이를 가지며;
   암형 래치 조립체의 C-형 연결 부분 내부의 그루브는 타원형이며, C-형 연결 부분 내부의 그루브는 수형 래치 조립체의 타원형 연결 블록과 헐거운 끼워 맞춤(clearance fit) 상태이고, 타원형 연결 블록의 장축 방향은 그루브의 장착 방향과 일치하는 것을 특징으로 하는 코퍼댐 래칭 메커니즘.
2. 제1항에 있어서, 암형 래치 연결 로드는 전이 필렛에 의해 C-형 연결 부분에 연결되고, 수형 래치 연결 로드는 전이 필렛에 의해 타원형 연결 블록에 연결되는 것을 특징으로 하는 코퍼댐 래칭 메커니즘.
3. 제2항에 있어서, C-형 연결 부분의 노치는 그루브의 내부 벽에 연결되는 아크-형 면이며, 아크-형 면은 전이 필렛의 형상에 끼워 맞춰지는 것을 특징으로 하는 코퍼댐 래칭 메커니즘.
4. 제1항에 있어서, 수형 래치 연결 로드는 플레이트형 구조체이며, 암형 래치 연결 로드는 플레이트형 구조체이고, 수형 래치 연결 로드와 암형 래치 연결 로드의 두께들 모두는 타원형 연결 블록의 장축의 절반인 것을 특징으로 하는 코퍼댐 래칭 메커니즘.
5. 제1항에 있어서, 수형 래치 연결 로드는 L-형이며, 암형 래치 연결 로드는 플레이트형 구조체이고, 수형 래치 연결 로드와 암형 래치 연결 로드의 두께들 모두는 타원형 연결 블록의 장축의 절반인 것을 특징으로 하는 코퍼댐 래칭 메커니즘.
6. 제1항에 있어서, 연결 부재 A와 연결 부재 B는 모두 환형이며, 연결 부재 B에 연결되는 수형 래치 연결 로드의 종단은 연결 부재 B에 끼워 맞춰지는 아크-형 그루브를 구비하고, 연결 부재 A에 연결되는 암형 래치 연결 로드의 종단은 연결 부재 A에 끼워 맞춰지는 아크-형 그루브를 구비한 것을 특징으로 하는 코퍼댐 래칭 메커니즘.
7. 제1항에 있어서, 연결 부재 A와 연결 부재 B는 모두 플레이트인 것을 특징으로 하는 코퍼댐 래칭 메커니즘.

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