KR101068170B1 - 시트파일 인발장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시트파일 인발장치에 관한 것이다. 본 발명에는 시트파일(12)을 사이에 두고 평행하게 이동레일(10)이 설치된다. 상기 이동레일(10)에는 인발바디(20)가 이동가능하게 설치되고, 상기 인발바디(20)에 설치된 승강실린더(23)에 의해 헤드부(22)가 승강되게 설치된다. 그리고 상기 헤드부(22)에는 클램핑베이스(30)가 착탈가능하게 설치된다. 상기 클램핑베이스(30)에는 클램핑실린더(32)가 설치되고, 상기 클램핑실린더(32)에는 상기 시트파일(12)을 클램핑하기 위한 클램핑로드(34)가 이동가능하게 설치된다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 전체적으로 실린더의 유압을 이용하여 시트파일의 인발이 이루어지므로 인발과정에서 진동과 소음이 발생하는 것이 최소화되는 효과가 있다. 또한 클램핑로드가 시트파일을 클램핑한 상태에서 상방으로 시트파일을 분리하여 인발하기 때문에 시트파일이 지반에 다른 높이로 삽입되어 있더라도 인발이 가능하다.

시트파일, 인발, 실린더

Description

시트파일 인발장치{A sheet pile pulling apparatus}

본 발명은 시트파일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반에 삽입되어 있던 다수의 시트파일을 유압실린더를 사용하여 연속적으로 인발하기 위한 시트파일 인발장치에 관한 것이다.

일반적으로 지하철이나 지하건물 등에 관한 토목공사에서 지하터파기, 가물막이 및 도로확장 등의 공사를 실행하는 과정에서 토사가 흘러내리거나 지반이 무너지는 것을 방지하기 위하여 시트파일(Sheet pile : 강널말뚝이라고도 한다) 공법이 많이 사용되고 있다.

상기 시트파일 공법은 다수개의 시트파일을 서로 맞물려 영구적 또는 일시적 벽체를 만들어, 횡방향의 외력에 저항시켜 흙막이벽 또는 차수벽의 역할을 하도록 하는 것이다.

상기 시트파일을 지반 내부로 삽입하는 방법에는 시트파일을 직타하여 지반에 강제삽입시키는 항타(직타)공법과, 압인인발기에 의해 시트파일을 점차적으로 지반에 삽입시키는 유압시공법 등이 있다.

이와 같이 다수개의 시트파일에 의해 일종의 벽체를 형성한 상태로 토목공사 가 진행되고 토목공사가 완료되면 상기 시트파일은 지반으로부터 인발되어 재활용된다. 상기 시트파일을 지반에서 인발하는 장치로서 종래에는 시트파일을 클램핑하고 상하진동을 이용하여 시트파일을 인발하는 진동인발기가 주로 사용되었다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 진동인발기는 상하진동을 통해 시트파일을 인발하기 때문에 소음이 많이 발생하고 지반의 직진도를 훼손하여 지반이 무너져내리는 문제가 발생할 수도 있다. 그리고 종래의 진동인발기를 사용시에는 크레인과 같은 추가장비가 필요하므로 전체적인 공사비가 증가하는 문제점도 있다.

또한 상기 진동인발기는 시트파일의 상단에 안착된 상태로 이동하면서 시트파일을 인발하게 된다. 따라서 시트파일의 높이가 일정하게 유지되어야 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시트파일을 인발하는 과정에서 발생하는 진동과 소음을 최소화하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 시트파일의 높이나 규격에 관계없이 인발이 가능한 시트파일 인발장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 시트파일을 사이에 두고 평행하게 설치되는 이동레일과; 상기 이동레일에 이동가능하게 설치되는 인발바디와; 상기 인발바디에 설치된 승강실린더에 의해 승강되게 설치되는 헤드부와; 상기 헤드부에 착탈가능하게 설치되는 클램핑베이스와; 상기 클램핑베이스에 설치된 클램핑실린더에 의해 이동가능하게 설치되어 상기 시트파일을 클램핑하는 클램핑로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이동레일에는 상기 인발바디를 이동시키기 위한 이동실린더가 설치되고, 상기 이동실린더에는 상기 인발바디의 후단에 고정되는 실린더로드가 이동가능 하게 설치됨을 특징으로 한다.

상기 실린더로드의 이동궤적은 상기 시트파일의 폭방향 길이에 대응되게 설정됨을 특징으로 한다.

상기 이동실린더의 일단은 상기 이동레일에 체결되는 실린더브라켓에 회전가능하게 설치됨을 특징으로 한다.

상기 헤드부에는 하방으로 연장되는 리프팅암이 회전가능하게 설치되고, 상기 리프팅암의 선단에는 상기 클램핑베이스가 착탈가능하게 설치됨을 특징으로 한다.

상기 리프팅암은 상기 인발바디의 이동방향의 좌우측으로 회전가능하게 설치됨을 특징으로 한다.

본 발명에서는 유압을 이용한 실린더에 의해 시트파일의 클램핑이 이루어지고, 시트파일을 인발할 때 실린더의 구동에 의해 시트파일이 상승되면서 인발된다. 이와 같이 본 발명에서는 전체적으로 실린더의 유압을 이용하여 시트파일의 인발이 이루어지므로 인발과정에서 진동과 소음이 발생하는 것이 최소화되는 효과가 있다. 또한 별도의 추가장비가 필요하지 않고 이동레일, 인발바디, 클램핑베이스 등에 의해서 작업이 이루어질 수 있다.

그리고 본 발명에서는 클램핑로드가 시트파일을 클램핑한 상태에서 상방으로 시트파일을 분리하여 인발하기 때문에 시트파일이 지반에 다른 높이로 삽입되어 있더라도 인발이 가능한 효과가 있다.

이하 본 발명에 의한 시트파일 인발장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 시트파일 인발장치의 구성을 보인 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 시트파일 인발장치를 구성하는 인발바디의 구성을 보인 사시도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 시트파일 인발장치가 시트파일의 클램핑을 해제하거나 클램핑한 상태를 보인 평면도이다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 본 발명은 크게 시트파일(12)을 사이에 두고 평행하게 설치되는 이동레일(10)과, 상기 이동레일(10)에 이동가능하게 설치되어 실질적으로 시트파일(12)을 인발시키는 인발바디(20), 그리고 상기 인발바디(20)에 착탈가능하게 설치되어 시트파일(12)을 클램핑하는 클램핑베이스(30)를 포함한다.

상기 시트파일(12)은 대략 사다리꼴 형상의 횡단면을 가지고 그 양단에는 다른 시트파일(12)과의 결합을 위해 체결리브(14)가 각각 구비된다. 일반적인 토목공사 시공단계에서 시트파일(12)은 다수개가 대략 지그재그 형태로 결합되어 흙막이벽 또는 차수벽의 역할을 한다. 즉 상기 시트파일(12)은 평면에서 보았을 때 좌우측으로 교대로 돌출되게 설치된다. 이와 같이 설치된 상기 시트파일(12)을 인발하기 위해 상기 시트파일(12)의 양측에는 이동레일(10)이 평행하게 설치된다.

상기 이동레일(10)의 일단에는 실린더브라켓(16)이 각각 체결된다. 그리고 상기 실린더브라켓(16)에는 이동실린더(18)가 회전가능하게 설치된다. 상기 이동실 린더(18)는 유압을 이용하여 상기 인발바디(20)의 이동을 위한 동력을 제공하는 부분이다. 이를 위해 상기 이동실린더(18)에는 상기 인발바디(20)의 후단 측에 결합되는 실린더로드(19)가 이동가능하게 설치된다. 상기 실린더로드(19)는 유압에 의해 상기 이동실린더(18)의 내외부로 이동하면서 상기 인발바디(20)를 이동시킨다.

본 실시예에서 상기 이동실린더(18)의 이동궤적은 상기 시트파일(12)의 폭방향 길이에 대응되도록 설정된다. 즉 상기 이동실린더(18)는 하나의 시트파일(12)이 인발된 후에 시트파일(12)의 폭방향 길이만큼 상기 인발바디(20)를 이동시키게 된다.

한편 상기 인발바디(20)는 대략 육면체 형상으로서, 금속 재질 바람직하게는 스틸 재질로 만들어진다. 상기 인발바디(20)는 상술한 바와 같이 상기 이동실린더(18)에 의해 이동되는데, 하나의 시트파일(12)의 인발작업이 끝나면 상기 이동실린더(18)에 의해 전방으로 이동되어 다음 시트파일(12)의 인발작업을 준비하게 된다.

상기 인발바디(20)의 상부에는 헤드부(22)가 승강되게 설치된다. 상기 헤드부(22)는 소정의 높이를 가지는 프레임구조물의 형상을 가진다. 상기 헤드부(22)는 도 3에 도시된 승강실린더(23)의 구동에 의해 승강된다. 상기 승강실린더(23)에는 실린더로드(23')가 이동가능하게 설치되고, 상기 실린더로드(23')에 의해 하면이 지지된 헤드부(22)는 승강되면서 시트파일(12)을 인발하게 된다. 즉 상기 시트파일(12)은 도 1에 잘 도시된 바와 같이 지반에 수직방향으로 인발되는데, 상기 헤드부(22)가 상승하면서 시트파일(12)을 인발하는 것이다.

그리고 상기 헤드부(22)의 측면에는 암베이스(24)가 설치된다. 상기 암베이스(24)는 아래에서 설명될 리프팅암(26)을 설치하기 위해 헤드부(22)의 측면에 구비되는 부분이다. 상기 암베이스(24)는 금속판을 소정의 간격을 두고 적층한 형상을 가진다.

상기 암베이스(24)는 한 쌍이 평행하게 연장되게 형성되고, 선단에는 각각 리프팅암(26)이 힌지핀(25)에 의해 회전가능하게 설치된다. 상기 리프팅암(26)은 상기 시트파일(12)을 인발할 때 상기 헤드부(22)와 함께 상승되면서 시트파일(12)을 인발하는 역할을 한다. 상기 리프팅암(26)은 상기 암베이스(24)에서 한 쌍이 하방으로 평행하게 연장되어 형성된다. 상기 리프팅암(26) 또한 프레임구조물의 형상을 가진다.

한편 상기 리프팅암(26)은 지그재그 형태로 설치된 시트파일(12)을 연속적으로 인발하는 역할을 한다. 구체적으로 설명하면, 상기 리프팅암(26)은 상기 인발바디(20)의 이동방향에 대해 좌우측으로 회전가능하게 설치된다. 예를 들어, 상기 리프팅암(26)이 좌측방향으로 돌출된 하나의 시트파일(12)을 인발한 후에 다음에 위치한 시트파일(12)을 인발하려면 우측방향으로 상기 리프팅암(26)이 회전되어야 한다. 이와 같이 상기 리프팅암(26)이 이동방향의 좌우측 방향으로 회전되게 설치되므로, 지그재그 형태로 설치되는 시트파일(12)을 연속적으로 인발할 수 있는 것이다. 참고로 상기 리프팅암(26)의 회전은 작업자에 의해 직접 이루어진다.

그리고 상기 리프팅암(26)의 선단에는 클램핑베이스(30)가 체결구(28)에 의해 착탈가능하게 설치된다. 상기 클램핑베이스(30)는 평면에서 보았을 때 대략 ' ㄷ'자 형상을 가지고, 금속판의 양단을 벤딩하는 가공을 통해 만들어진다. 상기 클램핑베이스(30)의 벤딩된 양단의 상부가 각각 상기 리프팅암(26)에 체결된다. 즉 상기 리프팅암(26)은 상기 클램핑베이스(30)의 상부를 관통하는 체결구(28)를 통해 클램핑베이스(30)와 결합된다.

본 실시예에서 상기 클램핑베이스(30)는 하나의 바디로 이루어지고 평행하게 연장된 리프팅암(26)에 양측이 각각 결합된다. 이와 같이 상기 클램핑베이스(30)가 하나의 바디로 이루어지므로 다음에 위치한 시트파일(12)가 간섭이 발생할 수 있다. 따라서 상술한 바와 같이 상기 클램핑베이스(30)가 리프팅암(26)에 착탈되게 하여 간섭을 피하도록 한 것이다. 다시 말해 하나의 시트파일(12)을 인발한 후에 다음에 위치한 시트파일(12)로 인발바디(20)가 이동하는 과정에서 간섭이 발생하므로 이때에는 상기 클램핑베이스(30)를 리프팅암(26)에서 분리하였다가 이동 후에 다시 클램핑베이스(30)를 결합시키는 것이다.

한편 상기 클램핑베이스(30)의 클램핑실린더(32)가 설치된다. 상기 클램핑실린더(32)는 한 쌍이 소정의 간격을 두고 설치되며, 상기 클램핑실린더(32)에는 클램핑로드(34)가 클램핑실린더(32)의 구동에 의해 이동가능하게 설치된다.

상기 클램핑로드(34)는 소정의 간격을 둔 클램핑실린더(32)에 각각 설치되어 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동된다. 즉 상기 클램핑로드(34)는 시트파일(12)이 상기 클램핑실린더(32) 사이에 위치한 상태에서 서로 가까워지는 방향으로 이동되어 시트파일(12)을 클램핑하는 역할을 한다.

상기 클램핑로드(34)가 시트파일(12)을 클램핑하는 것에 대해서는 도 4a 및 도 4b에 잘 도시되어 있다. 즉 상기 시트파일(12)이 상기 클램핑실린더(32)의 사이에 위치한 상태에서 상기 클램핑실린더(32)가 작동되면 상기 클램핑로드(34)가 서로 가까워지는 방향으로 이동되면서 시트파일(12)을 클램핑하게 된다.

본 실시예에서 상기 클램핑베이스(30)는 상기 리프팅암(26)에 착탈가능하게 설치되는데, 그 이유는 다음과 같다. 우선 상술한 바와 같이 상기 시트파일(12)은 지그재그 방향으로 엇갈리게 설치되므로 하나의 시트파일(12)을 인발하고 다음 시트파일(12)을 인발할 때 상기 시트파일(12)과 클램핑베이스(30) 사이에 간섭이 발생하게 된다. 따라서 하나의 시트파일(12)을 인발한 후에는 상기 클램핑베이스(30)를 분리하고, 상기 리프팅암(26)을 다음 시트파일(12)에 맞추어 회전시킨 후에 다시 클램핑베이스(30)를 결합시키는 것이다.

이상에서 설명한 시트파일의 인발장치에 의해서 시트파일(12)이 한 번에 인발되는 것은 아니다. 다시 말해, 상기 시트파일(12)은 지반에 대해 수직방향으로 삽입되어 있고, 다른 시트파일(12)과 체결리브(14)를 통해 연결되어 있다. 따라서 시트파일(12)을 지반에서 인발하고 다른 시트파일(12)과의 결합을 해제하려면 충분한 높이로 시트파일(12)을 상승시켜야 한다. 이를 위해 상기 헤드부(22)는 승강실린더(23)에 의해 반복하여 승강되면서 시트파일(12)을 소정 높이까지 상승시키고 작업자가 시트파일(12)을 분리할 수 있도록 한다.

이와 같이 상기 시트파일(12)은 상기 승강실린더(23)의 유압에 의해 수직방향으로 상승되면서 인발되기 때문에 시트파일(12)이 다른 높이로 지반에 삽입되어 있더라도 손쉽게 인발이 가능하다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 시트파일 인발장치에 의해 시트파일이 인발되는 과정을 상세하게 설명한다.

도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 시트파일이 인발되는 과정을 보인 동작상태도이다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 시트파일(12)을 차례로 인발하기 위해 상기 인발바디(20)가 이동실린더(18)의 구동에 의해 도 5a에 도시된 위치로 이동된다. 이 상태에서 상기 클램핑실린더(32)의 사이에 위치한 시트파일(12)은 도 4b에서와 같이 클램핑로드(34)에 의해 클램핑된다.

다음으로 도 5b를 참조하면, 상기 인발바디(20)의 승강실린더(23)가 작동되면 실린더로드(23')가 상승하면서 클램핑된 시트파일(12)을 상승시키게 된다. 상기 시트파일(12)은 다른 시트파일(12)과 체결리브(14)에 의해 연결되어 있는데, 상기 승강실린더(23)에 의해 상승되는 시트파일(12)은 체결리브(14)를 따라 이동된다. 상기 승강실린더(23)에 의해 도 5b에 도시된 헤드부(22)의 최대높이까지 시트파일(12)이 상승되면 상기 클램핑로드(34)는 상기 시트파일(12)의 클램핑을 해제한다.

이와 같이 상기 클램핑로드(34)의 클램핑이 해제된 상태에서 상기 실린더로드(23')는 다시 하강된다. 상기 실린더로드(23')에 의해 헤드부(22)가 하강된 상태에서 상기 클램핑실린더(32)가 작동되고 상기 클램핑로드(34)는 다시 시트파일(12)의 하단을 클램핑하게 된다. 그리고 상술한 바와 같이 상기 승강실린더(23)가 작동되어 실린더로드(23')가 상승하면서 시트파일(12)을 상승시키게 된다.

상기 승강실린더(23)에 의해 상승된 시트파일(12)은 도 5d에 도시되어 있다. 이와 같이 상기 시트파일(12)이 충분한 높이만큼 상승되면 작업자는 상기 시트파일(12)을 도 5e에 도시된 바와 같이 연결된 시트파일(12)로부터 분리시킨다. 또한 상술한 시트파일(12)을 상승시키는 과정은 시트파일(12)을 용이하게 분리할 수 있을 때까지 반복하여 실행될 수 있다.

도 5e에서와 같이 하나의 시트파일(12)이 분리되면 상기 리프팅암(26)에서 클램핑베이스(30)을 분리시켜야 한다. 이는 상기 시트파일(12)이 지그재그 형태로 연결되기 때문에 다음에 위치한 시트파일(12)과 클램핑베이스(30) 간에 간섭이 발생하기 때문이다.

따라서 작업자는 상기 리프팅암(26)에서 클램핑베이스(30)를 분리시키고 도 5f에서와 같이 리프팅암(26)을 회전시킨다. 이 상태에서 상기 이동실린더(18)가 작동되고 실린더로드(19)가 전방으로 이동되면서 인발바디(20)를 이동시키게 된다. 상기 인발바디(20)가 실린더로드(19)에 의해 도 5g에 도시된 위치까지 이동되면 작업자는 상기 리프팅암(26)에 클램핑베이스(30)를 다시 결합시킨다. 상기 클램핑베이스(30)는 상기 시트파일(12)과 간섭이 되지 않도록 상방에서 결합된다.

다음으로 작업자는 상기 실린더브라켓(16)을 이동레일(10)에서 분리한 후에 도 5h에 도시된 위치로 이동시켜 이동레일(10)에 결합시킨다. 이와 같이 세팅된 상태에서 상기 클램핑실린더(32)가 작동되고 상기 클램핑로드(34)가 상기 시트파일(12)을 클램핑하면서 시트파일(12)의 인발이 이루어진다.

상기 시트파일(12)은 이상에서 설명한 과정의 반복을 통해 지반에서 차례로 인발된다. 이와 같이 본 발명에 의한 시트파일 인발장치에 따르면 시트파일(12)의 높이나 규격에 관계없이 인발이 가능하고, 유압을 이용한 실린더에 의해 작업이 이루어지므로 진동이나 소음이 최소화될 수 있다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

도 1은 본 발명에 의한 시트파일 인발장치의 구성을 보인 사시도.

도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 시트파일 인발장치를 구성하는 인발바디의 구성을 보인 사시도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 시트파일 인발장치가 시트파일의 클램핑을 해제하거나 클램핑한 상태를 보인 평면도.

도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 시트파일이 인발되는 과정을 보인 동작상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 이동레일 12 : 시트파일

14 : 체결리브 16 : 실린더브라켓

18 : 이동실린더 19 : 실린더로드

20 : 인발바디 22 : 헤드부

23 : 승강실린더 23' : 실린더로드

26 : 리프팅암 30 : 클램핑베이스

32 : 클램핑실린더 34 : 클램핑로드

Claims (6)

1. 시트파일을 사이에 두고 평행하게 설치되는 이동레일과;

   상기 이동레일에 이동가능하게 설치되는 인발바디와;

   상기 인발바디에 설치된 승강실린더에 의해 승강되게 설치되는 헤드부와;

   상기 헤드부에 착탈가능하게 설치되는 클램핑베이스와;

   상기 클램핑베이스에 설치된 클램핑실린더에 의해 이동가능하게 설치되어 상기 시트파일을 클램핑하는 클램핑로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트파일 인발장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이동레일에는 상기 인발바디를 이동시키기 위한 이동실린더가 설치되고, 상기 이동실린더에는 상기 인발바디의 후단에 고정되는 실린더로드가 이동가능하게 설치됨을 특징으로 하는 시트파일 인발장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 실린더로드의 이동궤적은 상기 시트파일의 폭방향 길이에 대응되게 설정됨을 특징으로 하는 시트파일 인발장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 이동실린더의 일단은 상기 이동레일에 체결되는 실린더브라켓에 회전가능하게 설치됨을 특징으로 하는 시트파일 인발장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 헤드부에는 하방으로 연장되는 리프팅암이 회전가능하게 설치되고, 상기 리프팅암의 선단에는 상기 클램핑베이스가 착탈가능하게 설치됨을 특징으로 하는 시트파일 인발장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 리프팅암은 상기 인발바디의 이동방향의 좌우측으로 회전가능하게 설치됨을 특징으로 하는 시트파일 인발장치.

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