KR100312263B1 - 파일인발기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴착된 지반의 붕괴를 방지하기 위하여 매설되어 있는 H파일을 1회의 인발작업으로 뽑아내는 H파일 인발기에 관한 것으로서, 크레인의 제1윈치로부터 권취되어 있는 견인와이어가 붐대선단부의 주도르레에 지지되어 있는 것에 있어서, 붐대의 선단부 제1연결부재와 1쌍의 상측지지대 상부에 고정되는 고정판을 형성한 제2연결부재를 힌지핀으로 한지결합시키는 연결부재와; 각형단면형상 및 소정길이를 갖는 좌우 1쌍의 지지대가 일정간격을 유지하면서 그 상단부에는 제2연결부재의 고정판에 각각 볼팅접합되는 플랜지부가 형성되고, 하단부에는 지면에 지지되는 푸팅을 형성하는 리더본체와; 상기 리더본체의 상부 내측사이에 고정설치되어 붐대선단부의 주도르레에 지지되어 있는 견인와이어를 권취시키는 복수개의 도르레들로 이루어진 고정활차유니트와; 상기 고정활차유니트의 도르레들로부터 연속적으로 견인와이어를 권취시켜 지지되는 복수개의 도르레들과 고정판으로 이루어진 이동활차유니트와; 상기 이동활차유니트의 고정판 하측으로 볼팅접합되는 연결부재와, 이 연결부재에 좌우 1쌍의 힌지암이 힌지결합되고 힌지암의 단부에서 H파일의 웨브를 맞물어주는 처크들이 설치되어진 홀더로 구성되어, 제1윈치의 권취작동에 의하여 이동활차유니트를 승하강시켜 처크에 맞물려진 H파일을 인발시키도록 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

파일 인발기

본 발명은 지반을 굴착하여 콘크리트구조물등을 구축하는 공사에서 본공사를 하기 전에 굴착된 지반의 붕괴를 방지하기 위하여 임시 매설하여 놓은 H파일을 본공사후에 뽑아내는 장치에 관한 것으로, 특히 지반내 매설되어 있는 H파일을 1회의 인발작업으로 뽑아내는 것이 가능하여 인발작업의 효율성을 제고시켜 줄 뿐만 아니라, 인발시 H파일을 손상시키지 않아 재활용이 가능하도록 안전하게 인발이 가능하며, 또한 진동 및 소음발생을 유발시키지 않는 H파일 인발기에 관한 것이다.

일반적으로 지반을 굴착하여 구조물을 설치하는 건설공사, 특히 연약지반이나 도심지하철의 터파기공사등에서 지반을 굴착하여 구조물을 설치할 때, 지반의 붕괴를 방지하기 위하여 H파일을 구조물이 설치되는 주변부의 지반에 일정한 간격으로 많이 설치하게 된다.

이후, 지반에 박힌 H파일들사이에 토류판들을 끼워 가면서 지반을 굴착하며 토압을 안정되게 지지시킨 후, 구조물공사를 하게 되는 경우가 대부분이다.

이때, 사용되는 H파일은 그라우팅 및 지반보강공법에 사용되는 빔으로써 피막제를 사전에 도포하여 본공사에 앞서 지표면으로부터 소정의 깊이로 지반내에 설치되는 것으로 지반에 매설되기 이전에 H파일의 외주면에 피막제가 도포되기 때문에 인발시 H파일이 잘 인발되도록 한다.

한편, 구조물공사가 완료된 후에는 토류판들을 제거한 후 굴착된 지반을 복토하여 마무리하게 된다. 그런데, 복토시 H파일이 매설되는 경우도 있으나, H파일이 고가인 관계로 매설된 H파일을 다시 활용하기 위하여 뽑아내는 작업을 하여야 한다.

그런데, 매설되어 있는 H파일의 단위길이는 보통 12-15m정도의 길이로써 매설된 지반내에서 토압을 받아 지지되고 있기 때문에 이들 H파일을 뽑아내는데는 별도의 특수한 장비가 필요하며, 특히 H파일의 인발작업시 시공기간을 단축시키고 신속하게 인발하는 장비가 요청되어진다.

또한, H파일의 단위길이가 큰 경우 운반 및 정리등 취급하기가 용이하지 않기 때문에 이들 H파일들을 손상시키지 않도록 할 뿐만 아니라, 작업자의 안전성도 고려되어야 하는 장비를 사용하여야 한다.

또한, 작업형태로써 도심지에서의 파일들을 인발하는 작업에 있어서는 작업중 소음 또는 진동 발생의 방지등 공해를 일으키게 되는 요인을 사전에 방지하는 장비를 사용하여야 한다.

종래 이와 관련된 기술로서는 국내실용신안공보 공고번호 제97-01414호가 알려져 있다.

이 종래의 기술은 도1a 및 도1b에 도시한 바와 같이, 상부에 상판(1)을 볼트 및 너트로 고정한 기체(2)의 양측에는 채널형의 안내로와 여러개의 핀끼움구멍을 뚫은 요입실을 형성하여, 상기의 요입실에는 실린더(3)를 위치시켜 핀을 꽂아 고정시키고 실린더의 피스톤로드(4)의 단부에 고정한 반원축받이에는 1쌍의 휠(5)이 회전자유롭게 유착되고, 양단에는 로울러(6)가 유착된 축(7)을 재치하여 고정캡을 씌워 볼트 및 너트로 고정하고, 휠(5)에는 쇠사슬(8)을 통과시켜 일단은 기체(2)의 고리에 고정시키고, 타단에 고정한 걸고리는 톱니치가 형성되고, 구멍이 뚫린 인발압착구(9)의 요입부에 고정한 핀에 걸 수 있도록 하고, 인발압착구의 구멍은 지지판의 구멍과 일치시켜 고정봉을 끼워 고정시킬 수 있도록 하고, 상판(1)의 중앙부에는 고리를 회전자유롭게 유착하여서 된 토건공사용 파일 인발기가 알려져 있다.

이 종래의 기술은 좌우대칭으로 쇠사슬(8)이 권취되어 있는 휠(5)이 설치된 축(7)에 좌우 대칭으로 고정된 유압실린더(3)로부터 신축되는 피스톤로드(4)가 상승됨으로써 인발압착구(9)에 물려있는 H파일(a)을 상측으로 이동시키게 하는 것으로 피스톤로드(4)의 작동거리가 제한됨으로써 유압실린더(3)로부터 피스톤로드(4)를 여러번에 걸쳐 반복하여 인상시키는 작업을 해야 하는 관계로 인발작업의 효율성이 떨어지며, 특히 H파일이 긴 경우에는 하나를 뽑아내는데 많은 작업시간이 소요되어 비경제적인 문제점을 갖고 있다.

또한, 인발장치에 의하여 인발된 H파일에 대하여 소정의 장소로 운반정리하기 위해서는 상기 인발장치이외에 크레인 등 별도의 장비를 동원하여야 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 매설되어 있는 H파일을 1회의 인발작업으로 신속하게 인발시킴으로써 인발작업의 효율성을 증대시켜 주어 작업기간의 단축 및 비용을 절감하는 H파일 인발기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 H파일의 인발시 견인와이어에 걸리는 장력을 복수개의 2중도르레를 통하여 분산시킴으로써 인발용량이 크게 걸리더라도 고장없이 인발할 수 있는 파일 인발기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 H파일의 인발시 파일의 손상을 방지하고 작업자의 안전을 도모하는 양중수단을 구비함으로써 H파일을 안전하게 인발할 뿐만 아니라, 인발후 운반 및 정리등 취급하기가 용이한 파일 인발기를 제공하는데 있다.

본발명의 또다른 목적은 H파일의 인발시 소음발생 및 진동을 저감시키는 파일 인발기를 제공하는데 있다.

제1a도 및 제1b도는 종래기술의 파일 인발기에 대한 도면

제2도는 본발명의 인발기로 H파일을 인발하는 전체적인 작동도

제3도는 본발명의 리더본체를 분리하여 나타내는 사시도

제4도는 본발명에서 사용되는 활차유니트의 사시도

제5a도 및 제5b도는 본발명에서 활차유니트에 장착되는 도르레들의 배치상태 및 견인와이어와의 연결상태를 나타내는 작동도

제6도는 본발명의 인발기에 의하여 H파일을 인발하는 상태의 도면

제7도는 본발명에서 붐대와 리더본체의 연결부 구조의 확대사시도

제8도는 H파일을 인발한 후 고정와이어에 의하여 거치시키는 상태의 작동도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 크레인 11 : 제1윈치

12 : 제2윈치 13 : 붐대

14 : 견인와이어 15 : 고정와이어

16 : 제1보조도르레 17 : 주도르레

20 : 연결부재 21 : 제1연결부재

22 : 지지브라켓 23 : 제2보조도르레

24 : 힌지핀 25 : 제2연결부재

26 : 고정판 30 : 리더본체

31 : 상측 지지대 32, 33 : 플랜지부

34 : 하측 지지대 35 : 푸팅

40 : 고정활차유니트 41 : 고정판

42, 43 : 도르레 50 : 이동활차유니트

51 : 고정판 52, 53 : 도르레

60 : 홀더 61 : 연결부재

62 : 힌지암 63 : 처크

70 : 무게추 71 : 걸이봉

72 : 와이어로프 a : H파일

b : 콘크리트구조물

본 발명을 첨부도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도2 및 도3에 도시한 바와 같이, 크레인(10)의 제1윈치(11)로부터 권취되어 있는 견인와이어(14)가 붐대(13)선단부의 주도르레(17)에 지지되어 있는 것에 있어서, 붐대(13)의 선단부 제1연결부재(21)와 1쌍의 상측지지대(31) 상부에 고정되는 고정판(26)을 형성한 제2연결부재(25)를 힌지핀(24)으로 한지결합시키는 연결부재(20)와; 각형단면형상 및 소정길이를 갖는 좌우 1쌍의 지지대가 일정간격을 유지하면서 그 상단부에는 제2연결부재(25)의 고정판(26)에 각각 볼팅접합되는 플랜지부(32)가 형성되고, 하단부에는 지면에 지지되는 푸팅(35)을 형성하는 리더본체(30)와; 상기 리더본체(30)의 상부 내측사이에 고정설치되어 붐대선단부의 주도르레(17)에 지지되어 있는 견인와이어(14)를 권취시키는 복수개의 도르레들로 이루어진 고정활차유니트(40)와; 상기 고정활차유니트(40)의 도르레들로부터 연속적으로 견인와이어(14)를 권취시켜 지지되는 복수개의 도르레들과 고정판(51)으로 이루어진 이동활차유니트(50)와; 실제 이동활차유니트(50)의 고정판(51) 하측으로 볼팅접합되는 연결부재(61)와, 이 연결부재(61)에 좌우 1쌍의 힌지암(62)이 힌지결합되고 힌지암의 단부에서 H파일의 웨브를 맞물어주는 처크(63)들이 설치되어진 홀더(60)로 구성되어, 제1윈치(11)의 권취작동에 의하여 이동활차유니트(50)를 승하강시켜 처크에 맞물려진 H파일을 인발시키도록 구성한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본발명의 인발기는 크레인과 리더를 조립연결하여 구성한 것으로서 리더를 분리시키면 보통의 크레인으로 사용되어지는 것이고, 조립시키면 파일이나 쉬트파일등을 인발하는 장치로 전환시켜 사용할 수 있는 장치이다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본발명의 인발기에 대하여 구체적으로 살펴 보기로 한다.

상기 연결부재(20)는 도2·도7 및 도8에서 도시한 바와 같이, 붐대(13)의 선단부에 고정되어 주도르레(17)들을 축지수용하고, 좌우단사이에서 돌출되어 제2보조도르레(23)를 축지하는 지지브라켓(22)이 고정된 제1연결부재(21)와, 하단부가 1쌍의 상측지지대(31) 상부에 형성된 플랜지부(32)에 고정되는 고정판(26)을 형성하고, 상단부는 제1연결부재(21)와 힌지핀(24)으로 제2연결부재(25)에 힌지결합되는 구조부이다.

상기 연결부재(20)의 힌지결합구조로 인하여 지지대의 상단부가 전후방향으로 이동하게 되어 지면으로부터 약간의 경사를 갖고 지지대가 지지됨으로써 후술되는 이동활차유니트(50) 및 홀더(60)의 위치를 H파일의 수직선상의 위치에 놓이게 할 수가 있다.

이와 같이, H파일을 수직선상으로 놓이게 하는 근본적인 이유는 인발시 작용되는 힘이 대각선방향으로 작용되어 힘이 분산되는 것을 방지함으로써 수직으로 작용하는 힘에 의하여 H파일을 수직으로 끌어올릴 수 있게 된다. 만약 대각선방향으로 끌어올리게 되는 경우에는 인발되는 힘이 더 많이 소요될 뿐만 아니라, H파일에 마찰력이 작용되어 손상을 일으키게 되는 원인도 된다.

한편, 도7 및 도8에서 도시한 바와 같이, 견인와이어(14) 및 홀더(60)에 의하여 인발되는 H파일을 어느 정도 끌어올리게 되면 제1연결부재(21)의 좌우양측에 고정된 양측 지지브라켓(22) 사이에 제2보조도르레(23)가 축지되어 제2윈치(12)로부터 권취되어진 고정와이어(15)를 지표면으로부터 노출된 H파일의 상측에서 그 둘레에 감아 고정시켜 H파일을 양중시키게 한다.

상기 리더본체(30)는 도2 및 도3에서 도시한 바와 같이, 1쌍의 좌우측 지지대로 이루어지며, 이 지지대는 각각 상측 지지대(31)와 하측 지지대(34)로 분리가 가능한데, 서로 결합되는 대향되는 위치에 각각 플랜지부(33)를 형성시켜 분해조립이 가능하게 설치되며, 상측 지지대(31)의 상단부는 제2연결부재(25)의 고정판(26)에 볼팅고정되는 플랜지부(32)의 구조를 각각 갖고 있으며, 하측 지지대(34)는 지면에 접촉시 넓게 접촉되는 푸팅(35)을 각각 갖고 있는 구조부이다.

상기 지지대는 도시하지는 않았으나, 복수개의 단위부재로 이루어져 각각 그 단부에 플랜지부를 형성시켜 조립분해될 수 있다. 이와 같이 여러개의 단위부재로 형성시키는 이유는 분해조립하여 차량에 적재하기가 용이하게 하기 위해서이다.

상기 하측 지지대(34)의 하단부 푸팅(35)은 각각 분리된 상태로 도시되어 있으나, 1쌍의 지지대 하단부에서 일체로 연결하는 형태등으로 변형되는 구조로 할 수 있다. 이 푸팅(35)은 도시하지는 않았으나, 하측 지지대(34)로부터 분리결합되는 구조로도 변형이 가능하며, 지표면에 지지되는 관계로 그 단면적이 넓게 되는 것이 유리하며, 특히 연약지반인 경우에는 더욱 지지하는 단면적을 크게 하는 것이 바람직하다.

상기 고정활차유니트(40)는 도3, 도5a 및 도5b에서 도시한 바와 같이, 리더본체(30)의 1쌍의 상측 지지대(31)의 내측사이 상부에서 고정판(41)으로 고정되어져서 붐대(13)의 선단부 주도르레(17)에 권취되어 있는 견인와이어(14)를 제1연결부재(21)의 구멍(27)을 통과하여 상하 복수개의 도르레(42)(43)들로 권취하여 지지하는 구조부이다.

또한, 상기 이동활차유니트(50)는 도4, 도5a, 도5b 및 도6에서 도시한 바와 같이, 상기 고정활차유니트(40)로부터 권취되어 지지되는 견인와이어(14)를 권취하는 상하 복수개의 도르레(52)(53)들과, 후술하는 홀더(60)를 고정판(51)에 볼팅접합시켜 연결하는 구조부이다.

상기에서 각각의 활차유니트를 상하위치에서 각각 복수개로 배열된 도르레(42)(43)(52)(53)들을 장착시키는 이유는 인발용량을 증대시키기 위해서이다.

즉, 도5a 및 도5b에서 나타내고 있는 바와 같이, 붐대(13)의 선단부에서 제1보조도르레(16)와 주도르레(17)를 거치는 견인와이어(14)가 이동활차유니트(50)의 도르레들과 고정활차유니트(40)의 도르레들을 번호순으로 연속적으로 권취되는 상태를 도시하고 있는데, 이와 같이 복수개의 도르레들을 사용함으로써 견인와이어(14)에 작용되는 힘의 방향을 전환시키는 고정도르레 및 이동도르레의 수만큼 힘을 분산시킬 수 있으므로 인발시 인발되는 물체가 큰 경우이더라도 큰 힘을 발휘할 수 있게 된다.

상기 홀더(60)는 이동활차유니트(50)의 하측으로 연결부재(61)에 볼팅접합되며, 이 연결부재(61)에 좌우 1쌍의 힌지암(62)이 힌지결합되고 한지암의 단부에서 H파일(a)의 웨브를 맞물어주는 처크(63)들이 설치되는 구조부이며, 상기 무게추(70)는 일측 처크(63)의 단부에서 걸이봉(71)에 고정시켜 와이어로프(72)로써 걸어주는데, 이는 인발후 이동활차유니트(50)를 순간적으로 하강시킬 때에 처크(63)가 편심상태에서 H파일의 해제상태를 확실하게 유지시켜 주게 되는 구조부이다.

이 홀더(60) 및 무게추(70)의 구성 및 그 기능은 동일자로 제출되는 특허출원의 명세서에 상세히 기재되어 있으므로 자세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성되는 본발명의 파일 인발기에 대한 작동순서를 단계별로 설명한다.

[제1단계]

콘크리트구조물(b)의 공사가 완료되어 파일사이의 토류판들을 제거한 후, 복토를 실시하여 복토가 완료된 지점의 파일에 크레인(10)을 이동시키고, 양측 지지대 사이의 중앙부에 매설된 H파일(a)이 놓이도록 리더본체(30)를 접근시킨 후, 푸팅(35)을 지면에 지지시켜 리더본체를 안정성있게 지지시킨다.

[제2단계]

이후, 고정활차유니트(40)로부터 견인와이어(14)에 의하여 권취되어 지지되는 이동활차유니트(50) 및 홀더(60)를 매설된 H파일(a)의 수직선상으로 위치되도록 붐대(13)의 위치를 전방으로 밀게 되면, 연결부재(20)로 힌지결합되어 있는 리더본체(30)가 약간의 경사도를 갖고 지면에 지지되어진다. 이때, H파일(a)을 수직선상으로 인발시키게 하는 것이 중요한데 이는 앞서 설명한 바와 같이, 힘을 수직방향으로 작용되게 하기 위함이다.

이후 제1윈치(11)에 권취된 견인와이어(14)를 풀어 이동활차유니트(50) 및 홀더(60)를 하강시키고, 이동활차유니트와 함께 연결되어 있는 홀더(60)를 H파일의 상단부에 웨브에 밀착시키고 양 처크(63)사이에서 H파일의 상단부를 고정시킨다.

[제3단계]

H파일을 고정시킨 홀더(60)와 함께 이동활차유니트(50)를 약간 상승시켜 파일에 처크(63)가 더욱 밀착되게 하여 고정시킨다.

H파일이 어느 정도 인발되면 제2윈치로(12)부터 권취되어 제1연결부재(21)의 지지브라켓(22) 사이에 축지되어진 제2보조도르레(23)를 경유하여 권취되어진 고정와 이어(15)로써 H파일(a)을 감아 고정시키고 동시에 견인와이어(14)와 고정와이어(15)를 각각의 윈치로 권취시킴으로써 H파일(a)을 상측으로 인발한다.

이때, H파일이 수직으로 들려올려지기 때문에 소음과 진동이 거의 발생되지 않으면서 상측으로 슬라이딩 형태로 인발되어진다.

[제4단계]

H파일의 대부분이 인발되어 지중에 얕은 깊이, 즉 지반내에 약간 지지되는 정도의 깊이에 있을 때 이동활차유니트(50)를 순간적으로 하강시켜 양 처크(63)로부터 압착고정되어 물림상태의 H파일을 해제시켜 홀더(60)로부터 H파일을 분리시키게 된다.

이때 무게추(70)는 편심상태에 H파일의 해제상태를 확실하게 유지시켜 주게 된다. 그후 견인와이어(14)에 의하여 이동활차유니트(50)를 상승시켜서 인발된 H파일로부터 홀더(60)를 완전히 분리시킨다.

[제5단계]

이와 같이, 홀더(60)로부터 H파일이 분리되면 고정와이어(15)로 H파일(a)을 지지시키면서 붐대를 이동시켜 안전한 장소로 거치시키고, 고정와이어(15)를 풀어낸다.

[제6단계]

그후, 지반에 매설된 다음 H파일의 위치로 리더본체(30)를 이동시켜 상기와 같은 단계로 연속하여 파일을 인발하는 작업을 실시한다.

상기와 같은 순서로 작동되는 파일의 인발작업은 도1a 및 도1b의 종래의 기술과 달리 인발시 인발속도에 있어 작업의 효율성이 5배이상 향상된 것으로 뛰어난 인발 작업능률을 발휘한다.

상기와 같이 구성되는 본발명은 매설되어 있는 H파일을 1회의 인발작업으로 신속하게 인발시킴으로써 인발작업의 효율성을 증대시켜 줄 뿐만 아니라, 인력소요가 2명 1개조로도 가능하기 때문에 인발작업이 용이하게 이루어져서 작업기간의 단축 및 비용을 절감하는 효과가 있다.

또한, 본발명은 H파일의 인발시 견인와이어에 걸리는 장력을 복수개의 2중도르레를 통하여 분산시킴으로써 큰 하중이 걸리더라도 고장없이 인발할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본발명은 H파일을 슬라이딩형태로 인발하기 때문에 인발시 소음발생 및 진동이 거의 발생되지 않는다.

또한, 본발명은 H파일의 인발시 파일의 손상을 방지하고자 별도의 양중수단을 통하여 파일운반작업을 위한 안전장치를 구비함으로써 안전하게 손상되지 않고 인발하여 재활용이 가능할 뿐만 아니라, 인발후 운반 및 정리가 용이한 효과가 있으며, 작업완료후 이동시 리더를 분해하여 운반도 가능한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 크레인(10)의 제1윈치(11)로부터 권취되어 있는 견인와이어(14)를 선단부의 주도르레(17)에 의해 지지하는 붐대(13)와; 상기 붐대(13)의 선단부 제1연결부재(21)를 힌지핀(24)으로 힌지결합시키는 연결부재(20)와; 상기 연결부재(20)가 상측에 설치되고, 각형단면형상 및 소정길이를 갖는 좌우 1쌍의 지지대가 일정 간격을 유지하고, 그 하단부에는 지면에 지지되는 푸팅(35)을 형성하는 리더본체(30)와; 상기 리더본체(30)의 상부에 고정설치되며, 복수개의 도르레들로 이루어진 고정활차유니트(40)와; 상기 고정활차유니트(40)의 도르레들로부터 연속적으로 견인와이어를 권취시켜 지지되는 복수개의 도르레들로 이루어진 이동활차유니트(50)와; 상기 이동활차유니트(50)의 하측부에 설치되는 홀더(60)로 구성되는 파일인발기에 있어서, 상기 리더본체(30)는 제2연결부재(25)의 고정판(26)에 각각 볼팅접합되는 플랜지부(32)가 형성되고, 상측 지지대(31)와 하측 지지대(34)로 각각 분리형성하여 서로 결합하여 대향되는 위치에 각각 플랜지부(33)를 형성하여 분해조립이 가능하게 설치되며, 상기 고정활차유니트(40)는 상기 리더본체(30)의 1쌍의 상측 지지대(31)의 내측사이 상부에서 고정판(41)으로 고정되어져서 붐대(13)의 선단부 주도르레(17)에 권취되어 있는 견인와이어(14)를 제1연결부재(21)의 구멍(27)을 통과하여 상하복수개의 도르레(42)(43)들로 권취하여 지지하며, 상기 이동활차유니트(50)는 상기 견인와이어(14)를 권취하는 상하 복수개의 도르레(52)(53)들과, 상기 홀더(60)를 고정판(51)에 볼팅접합시켜 인발용량을 증대하여 H파일을 인발시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 파일 인발기.