KR102774071B1 - 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이퍼루프 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트 튜브 세그먼트를 길이방향을 따라 연속적으로 연결 시공시키기 위한 이동프레임 장치로서, 길이방향으로 서로 특정간격 이격되어 배치되는 횡 프레임; 상기 횡 프레임을 서로 연결시키는 복수의 종 연결부재; 및 상기 횡 프레임과 상기 종 연결부재에 구비되어 상기 이동프레임 내에 배치된 상기 세그먼트를 길이방향 축을 기준으로 전방 또는 후방으로 이동시키는 가압수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치에 관한 것이다.

Description

튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치 및 이를 이용한 시공방법{Movable frame apparatus and construction method for continuous construction of tube segments}

본 발명은 하이퍼루프 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

통상적으로, 초고속 튜브 트레인은 기존의 자기부상열차가 갖는 속도의 한계를 극복하기 위하여 튜브(Tube)라는 밀폐된 공간을 아진공(Partial Vacuum) 상태로 만들어 주행하는 튜브철도 시스템으로서, 철도의 궤도를 튜브로 감싼 후 진공 또는 아진공 상태로 만들어 공기저항을 최소화함으로써 동일 출력으로 더 큰 속도를 낼수 있다.

예를 들면, 초고속 튜브 트레인은 궤도를 튜브로 감싸고, 예를 들면, 0.05∼0.4기압의 아진공 상태에서 시속 700㎞ 이상으로 주행할 수 있다.

기존의 자기부상열차는 공기저항 및 점착 구동방식의 한계로 인하여 열차의 초고속화에 어려움이 있지만, 초고속 튜브 트레인 시스템은 튜브 구조물을 만들고, 그 내부에서 아진공 상태를 유지하여 공기저항을 줄이며, 선형 전동기를 이용하여 비점착(No-adhesive) 구동함으로써 700㎞/h 이상의 초고속 운행을 가능하게 한다.

이러한 초고속 튜브 트레인 시스템은 튜브 내부를 진공 또는 아진공 상태로 유지하므로 고도의 공기역학적 설계 및 정밀 제어 기술이 요구되며, 예를 들면, 기존의 초고속 튜브 트레인에서 튜브의 직경은 4.5m~10m 정도일 수 있다. 이러한 초고속 튜브 트레인 시스템의 차량은 초고속 자기부상열차가 유력하며, 가이드웨이 상에서 자기력으로 일정한 간격을 유지하면서 차량을 지지하고 선형전동기로 추진하는 구조이다.

한편, 최근 개발중인 하이퍼루프(Hyperloop)와 같은 초고속 이동체계(High Speed Transportation System)는 진공에 가깝게 조성된 지름 3.2m 터널을 만들고, 28인승 기차 1량이 그 내부를 주행하는 시스템이다. 이러한 하이퍼루프 초고속 이동체계는 이론상 최대 시속은 1223㎞로서, 780㎞ 정도인 여객기의 2배에 달한다. 이러한 초고속 이동체계는 도시화로 인한 인구집중, 교통정체, 교통사고, 환경 등의 문제 해결을 위한 것으로, 진공 또는 아진공 상태의 아진공 운송관을 개발하여 이동체계에 공기저항을 최소화시킴으로써 초고속으로 주행하는 지속가능한 미래 교통수단이라고 할 수 있다.

구체적으로, 이러한 하이퍼루프 초고속 이동체계는 열차 하부에는 자석을 부착하고, 터널 바닥은 자기장이 흐르도록 설계한다. 이때, 마찰을 최대한 줄이기 위해서 열차가 살짝 뜬 상태로 달려야 하며, 이를 위해 열차 뒤에 설치된 팬과 압축기로 터널 속에 남은 공기를 빨아들여 밑으로 뿜어냄으로써 공중에 뜬 상태를 유지한다.

이러한 방식을 통해, 예를 들면, 30t 무게의 열차를 시속 1200㎞ 이상으로 움직이게 한다. 또한, 자기장을 발생시키는 데 필요한 전기를 공급하기 위해 진공 터널 외벽에 태양광 패널을 설치하고, 주위에 풍력 발전기를 설치할 수 있다. 이러한 하이퍼루프 초고속 이동체계의 건설비는 고속철도 대비 10분의 1밖에 되지 않아 운임도 낮출 수 있다.

즉 이러한 하이퍼루프 초고속 이동체계는 장거리 이동용 초고속, 친환경, 고효율 교통수단으로서 아진공(1/1000기압) 상태의 튜브 내에서 아음속으로 주행하는 차세대 이동수단이나 밀폐형 튜브 연결부 누기 리스크가 크고, 튜브 내 아진공 수준 유지를 위한 연결부 기밀성 확보가 필요하다.

이러한 하이퍼루프 튜브에 프리캐스트 콘트리트 튜브 세그먼트 적용시 연결부 접합문제가 중요하며, 하이퍼루프 연장은 통상 짧아도 수십, 길면 수백~수천 킬로미터 단위이므로 세그먼트에 대한 연속적 신속 연결시공을 위한 기술개발이 필요한 상황이다.

대한민국 공개특허 10-2017-0084998 대한민국 등록특허 10-2368610 대한민국 등록특허 10-2266481 대한민국 등록특허 10-1853924

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 현장에서 초고성능 콘크리트 튜브 세그먼트를 높은 품질로 대량 시공(관의 인양/운반/거치/표면처리, 대차의 고정/이동 등)이 가능한, 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 하이퍼루프 콘크리트 튜브세그먼트의 연속 시공을 위해 세그먼트를 인양, 운송, 거치 할 수 있도록 장치의 회전/이행 이동이 가능하고, 하이퍼루프 시스템 중 기밀한 튜브 세그먼트를 현장에서 대량으로 연속 시공하기 위해 회전/이행 조정이 가능한 이동 프레임 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 콘크리트 튜브 세그먼트의 인양, 운반, 거치, 표면 처리 과정에서 인력 최소화가 가능하며, 안전하고 신속하게 튜브 세그먼트를 정밀하게 연결할 수 있도록 튜브의 회전과 이격량을 조정, 제어 및 시공할 수 있고, 콘크리트 튜브 세그먼트 연결 전 에폭시를 도포하고 압착하여 연결 시공하고 연결 후 튜브 내·외부 표면처리가 가능한, 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 대량의 원형 콘크리트 튜브 세그먼트를 높은 품질로 신속하게 자동적으로 인양, 운송, 거치, 이동을 반복하여 연속적으로 정밀하게 시공할 수 있고, 정밀, 신속, 안전, 자동 시공으로 인력 절감이 가능한, 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

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

본 발명의 제1목적은 콘크리트 튜브 세그먼트를 길이방향을 따라 연속적으로 연결 시공시키기 위한 이동프레임 장치로서, 길이방향으로 서로 특정간격 이격되어 배치되는 횡 프레임; 상기 횡 프레임을 서로 연결시키는 복수의 종 연결부재; 및 상기 횡 프레임과 상기 종 연결부재에 구비되어 상기 이동프레임 장치 내에 배치된 상기 세그먼트를 길이방향 축을 기준으로 전방 또는 후방으로 이동시키는 가압수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치로서 달성될 수 있다.

그리고 상기 가압수단은, 상기 회전휠과, 상기 회전휠을 상기 횡 프레임과 종 연결부재에 연결시키는 연결재, 상기 연결재의 길이방향을 기준으로 상기 회전휠의 각도를 변경하는 각도변경수단, 및 상기 회전휠과 상기 각도변경수단을 구동하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 세그먼트 내부 수용시, 개폐되도록 상기 횡 프레임 상연 또는 하연에 구비되는 개폐부재와, 상기 회전휠의 위치를 변경시키는 위치변경수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 하단에 구비되어 상기 이동프레임 장치를 궤도상에서 이동하도록 하는 지지휠을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 내부에 상기 세그먼트가 수용되며, 상기 이동프레임 장치 상에서 이동가능하도록 구성되고, 길이방향으로 서로 특정간격 이격되어 배치되는 프레임과, 상기 프레임을 서로 연결시키는 복수의 종 연결단과, 하단에 설치되는 복수의 이동휠을 갖는 케이지;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상단측 상기 종연결부재 상면에 이송궤도가 설치되고, 상기 케이지는 이동휠을 통해 상기 이송궤도 상에서 길이방향으로 전방 또는 후방으로 이동이 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 케이지는, 상기 세그먼트를 상기 이동프레임 장치 내부로 수용시, 개폐되도록 상기 프레임 하연에 구비되는 개폐단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 케이지 내로 상기 세그먼트를 인양시키고, 내부에 수용된 상기 세그먼트를 상기 이동프레임 장치 내로 거치, 이동시키도록 구성되는 인양수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 세그먼트는 하이퍼루프 콘크리트 튜브 세그먼트인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제2목적은 앞서 언급한 제1목적에 따른 이동프레임 장치를 이용한 콘크리트 튜브 세그먼트를 연속적으로 연결시키기 위한 시공방법으로서, 지지휠을 통해 전방 이동프레임 장치를 전방측으로 이동시키는 제1단계; 후방 이동프레임 장치 상에, 세그먼트가 장착된 케이지를 안착시키고, 상기 케이지가 안착된 상기 후방 이동프레임을 전방측으로 이동시키는 제2단계; 상기 후방 이동프레임을 전방 이동프레임 장치에 연결 고정시키고, 이동휠을 통해 상기 케이지를 전방측으로 이동시키는 제3단계; 상기 케이지 내부의 세그먼트를 전방 이동프레임 장치 내부로 거치시키는 제4단계; 상기 이동프레임 장치의 회전휠을 구동하여 세그먼트 연결부를 압착하여 세그먼트를 연결하는 제5단계; 상기 케이지를 상기 후방 이동프레임 장치까지 이동시키고, 상기 케이지와 상기 후방 이동프레임을 후방측으로 회수하는 제6단계; 및 상기 제1단계 내지 제6단계를 반복하는 제7단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동프레임 장치를 이용한 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공방법으로서 달성될 수 있다.

그리고 상기 제5단계에서, 에폭시가 도포된 상기 세그먼트 접촉면을 기준으로, 전방측에 위치된 회전휠은 전방측 세그먼트를 후방측으로 이동시키도록 하고, 후방측에 위치된 회전휠은 후방측 세그먼트를 전방측으로 이동시키도록 하여 연결부를 압착시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 전방 세그먼트가 특정 길이이하인 경우, 임시가설재를 상기 전방 세그먼트 전방에 위치시켜 임시가설재를 후방측으로 이동시켜 상기 전방 세그먼트와 후방 세그먼트 연결부를 압착시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 별도의 연결 시공용 이동프레임 장치를 후방측에 배치하여, 세그먼트간 연결부를 압착, 연결시키도록 시공하고, 상기 연결 시공용 이동프레임 장치의 길이방향 중심을 세그먼트 접촉면에 위치시킨 후, 상기 접촉면을 기준으로, 전방측에 위치된 회전휠은 전방측 세그먼트를 후방측으로 이동시키도록 하고, 후방측에 위치된 회전휠은 후방측 세그먼트를 전방측으로 이동시키도록 하여 연결부를 압착시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 제3단계 및 상기 제6단계에서, 상기 이동프레임 장치 상단측 종연결부재 상면에 이송궤도가 설치되고, 상기 케이지는 이동휠을 통해 상기 이동프레임 장치 상에서 길이방향으로 전방 또는 후방측으로 이동되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 제4단계에서, 상기 케이지의 개폐단과 상기 이동프레임 장치의 개폐부재가 개방되고, 인양수단에 의해 상기 케이지 내의 세그먼트를 상기 이동프레임 장치 내로 거치시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치 및 이를 이용한 시공방법에 따르면, 현장에서 초고성능 콘크리트 튜브 세그먼트를 높은 품질로 대량 시공(관의 인양/운반/거치/표면처리, 대차의 고정/이동 등)이 가능한 효과를 갖는다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치 및 이를 이용한 시공방법에 따르면, 하이퍼루프 콘크리트 튜브세그먼트의 연속 시공을 위해 세그먼트를 인양, 운송, 거치 할 수 있도록 장치의 회전/이행 이동이 가능하고, 하이퍼루프 시스템 중 기밀한 튜브 세그먼트를 현장에서 대량으로 연속 시공하기 위해 회전/이행 조정이 가능한 효과를 갖는다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치 및 이를 이용한 시공방법에 따르면, 콘크리트 튜브 세그먼트의 인양, 운반, 거치, 표면 처리 과정에서 인력 최소화가 가능하며, 안전하고 신속하게 튜브 세그먼트를 정밀하게 연결할 수 있도록 튜브의 회전과 이격량을 조정, 제어 및 시공할 수 있고, 콘크리트 튜브 세그먼트 연결 전 에폭시를 도포하고 압착하여 연결 시공하고 연결 후 튜브 내·외부 표면처리가 가능한 장점이 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치 및 이를 이용한 시공방법에 따르면, 대량의 원형 콘크리트 튜브 세그먼트를 높은 품질로 신속하게 자동적으로 인양, 운송, 거치, 이동을 반복하여 연속적으로 정밀하게 시공할 수 있고, 정밀, 신속, 안전, 자동 시공으로 인력 절감이 가능한 장점이 있다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1a은 본 발명의 실시예에 따른 하이퍼루프 콘크리트 튜브 세그먼트의 사시도,
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 세그먼트 단면도,
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 이동프레임 장치의 사시도,
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 이동프레임 장치의 횡 단면도,
도 3a는 도 2a에서 세그먼트가 거치된 이동프레임 장치의 사시도,
도 3b는 도 3a에서 세그먼트 이동모드에서의 이동프레임 장치의 사시도,
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 하연이 개방된 이동프레임 골조의 사시도,
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 상연이 개방된 이동프레임 골조의 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지지휠이 설치된 이동프레임 장치의 부분 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 종 연결부재에 설치된 회전휠의 정면도,
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 사각 케이지가 설치된 이동프레임 장치의 사시도,
도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 사각 케이지의 사시도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 원형 케이지가 설치된 이동프레임 장치의 사시도,
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 케이지의 인양쉬브에 연결된 세그먼트의 모식도,
도 9b는 도 9a에서 인양 평형지그가 설치된 모식도,
도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 사각 케이지의 인양쉬브에 연결된 세그먼트의 모식도,
도 10b는 도 10a에서 인양 평형지그가 설치된 모식도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 세그먼트 거치시 회전휠의 위치가 변경된 이동프레임 장치의 모식도,
도 12a는 본 발명의 실시예에 따른 상부로 세그먼트 수용시 회전휠의 위치를 나타낸 단면도,
도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 하부로 세그먼트 수용시 회전휠의 위치를 나타낸 단면도,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 이동프레임 장치를 이용한 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공방법의 흐름도,
도 14a 내지 도 14l은 시공 단계 각각에 대한 시공 정면도,
도 15는 본 발명의 실시예에 따라 임시가설재를 적용하여 연결부를 연결하는 상황의 정면도,
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 별도의 연결 시공용 이동프레임 장치를 적용하는 상황의 정면도를 도시한 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

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 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치의 구성, 기능 및 이를 이용한 연속시공방법에 대해 설명하도록 한다.

도 1a은 본 발명의 실시예에 따른 하이퍼루프 콘크리트 튜브 세그먼트의 사시도를 도시한 것이고, 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 세그먼트 단면도를 도시한 것이다.

그리고 도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 이동프레임 장치의 사시도를 도시한 것이다. 또한 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 이동프레임 장치의 횡 단면도를 도시한 것이다.

그리고 도 3a는 도 2a에서 세그먼트가 거치된 이동프레임 장치의 사시도를 도시한 것이고, 도 3b는 도 3a에서 세그먼트 이동모드에서의 이동프레임 장치의 사시도를 도시한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 이동프레임 장치(100)는, 하이퍼루프 콘크리트 튜브 세그먼트(1)를 길이방향을 따라 연속적으로 연결 시공시키기 위한 장치이다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 이동프레임 장치(100)는, 전체적으로 길이방향으로 서로 특정간격 이격되어 배치되는 원형의 횡 프레임(10)과, 이러한 횡 프레임(10)을 서로 연결시키는 복수의 종 연결부재(20)를 갖는 골조로 구성된다.

그리고 횡 프레임(10)과 종 연결부재(20)에 구비되어 이동프레임 장치(100) 내에 배치된 세그먼트(!)를 길이방향 축을 기준으로 전방 또는 후방으로 이동시키는 가압수단을 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시예에 따른 가압수단은 도 2a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 복수의 회전휠(30)과, 이러한 회전휠(30)을 횡 프레임(10)과, 종 연결부재(20)에 연결시키는 연결재(31)를 포함하여 구성된다.

그리고 각도변경수단(32)은, 연결재(31)의 길이방향을 기준으로 회전휠(30)의 각도를 변경하도록 구성되며, 구동부는 이러한 회전휠(30)과 각도변경수단(32)을 구동하도록 구성된다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 회전휠(30)의 평면방향이 길이방향 수직면과 평행한 상태로 배치된 상태에서 회전휠(30)이 구동되면 세그먼트(1)는 길이방향 중심축을 기준으로 회전구동하게 되고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 세그먼트 이동모드에서는 각도변경수단(32)을 통해 회전휠(30)의 평면방향을 길이방향과 평행하게 배치시켜 구동하게 되는 경우 세그먼트(1)는 길이방향 전방 또는 후방으로 이동되게 됨을 알 수 있다.

도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 하연이 개방된 이동프레임 골조의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 상연이 개방된 이동프레임 골조의 사시도를 도시한 것이다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 이동프레임 장치(100)는 세그먼트(1) 내부 수용, 거치시, 개폐되도록 횡 프레임(10)의 상연(도 4b) 또는 하연(도 4a) 일측에 구비되는 개폐부재(11)를 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. 이러한 개폐부재(11)는 힌지결합 또는 슬라이딩 방식으로 개폐되어질 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지지휠이 설치된 이동프레임 장치의 부분 사시도를 도시한 것이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 종 연결부재에 설치된 회전휠의 정면도를 도시한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 이동프레임 장치(100)는 하단에 복수의 지지휠(12)이 설치되어 대차 형태로 지면의 궤도(5)상에서 이동되어 질 수 있도록 구성된다.

또한 도 6에 도시된 바와 같이, 종연결부재(20)에 연결재(31)를 통해 설치되는 회전휠(30)은 종연결부재(20)의 길이방향에 대해 위치를 변경, 설정할 수 있도록 구성될 수 있음을 알 수 있다.

도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 사각 케이지가 설치된 이동프레임 장치의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 사각 케이지의 사시도를 도시한 것이다. 또한 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 원형 케이지가 설치된 이동프레임 장치의 사시도를 도시한 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 이동프레임 장치(100) 상으로 세그먼트(1)를 이송시키는 케이지(40)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 케이지(40)는 도 7a , 도 7b 및 도 8에 도시된 바와 같이, 내부에 세그먼트(1)가 수용되며, 이동프레임 장치(100) 상에서 이동가능하도록 구성된다. 케이지(40)는 길이방향으로 서로 특정간격 이격되어 배치되는 사각(도 7a 및 도 7b) 또는 원형(도 8) 프레임(41)과, 이러한 프레임(41)을 서로 연결시키는 복수의 종 연결단(42)과, 하단에 복수의 이동휠(44)이 설치된다.

따라서 이동프레임 장치(100)의 상단측 종연결부재(20) 상면에 이송궤도가 설치되어, 케이지(40)는 이동휠(44)을 통해 이동프레임 장치(100)의 이송궤도 상에서 길이방향으로 전방 또는 후방으로 이동이 가능하도록 구성된다.

또한 도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 케이지(40)는 세그먼트(1)를 이동프레임 장치(100) 내부로 수용시, 개폐되도록 프레임(41) 하연에 구비되는 개폐단(43)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 케이지의 인양쉬브에 연결된 세그먼트의 모식도를 도시한 것이다. 그리고 도 9b는 도 9a에서 인양 평형지그가 설치된 모식도를 도시한 것이다. 또한 도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 사각 케이지의 인양쉬브에 연결된 세그먼트의 모식도, 도 10b는 도 10a에서 인양 평형지그가 설치된 모식도를 도시한 것이다. 그리고 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 세그먼트 거치시 회전휠의 위치가 변경된 이동프레임 장치의 모식도를 도시한 것이다. 도 12a는 본 발명의 실시예에 따른 상부로 세그먼트 수용시 회전휠의 위치를 나타낸 단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 하부로 세그먼트 수용시 회전휠의 위치를 나타낸 단면도를 도시한 것이다.

앞서 언급한 바와 같이, 이동프레임 장치(100) 내부로 세그먼트(1) 수용시, 개폐되도록 횡 프레임(10) 상연 또는 하연에 구비되는 개폐부재(11)와, 세그먼트(1) 거치시 간섭을 피하기 위해 회전휠(30)의 위치를 변경시키는 위치변경수단(33)을 포함하여 구성되며, 케이지(40) 하단에도 개폐단(43)을 포함하여 구성된다.

그리고 인양수단(45)은 케이지(40) 내로 세그먼트(1)를 인양시키거나, 내부 수용된 세그먼트(1)를 이동프레임 장치(100) 내로 거치, 이동시키도록 구성된다.

따라서 인양수단(45)을 통해 세그먼트(1)를 케이지(40) 내로 안착시키고, 케이지(40)를 이동프레임 장치(100) 상에서 이동시킨 후, 세그먼트(1) 거치시, 케이지(40)의 개폐단(43)을 개방시키고, 이동프레임 장치(100)의 개폐부재(11)를 개방시킨 후, 세그먼트(1) 이동에 간섭되는 회전휠(30)의 위치를 변경한 후, 인양수단(45)을 통해 세그먼트(1)를 이동프레임 장치(100) 내부로 이동시키게 된다.

이하에서는 앞서 언급한 이동프레임 장치를 이용한 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공방법에 대해 설명하도록 한다. 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 이동프레임 장치를 이용한 콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공방법의 흐름도를 도시한 것이다. 그리고 도 14a 내지 도 14l은 시공 단계 각각에 대한 시공 정면도를 도시한 것이다.

도 14a는 초기상태로서 기 거치된 세그먼트(1)가 배치되고, 이동프레임 장치(100)가 고정장치(2)에 의해 고정된 상태이다. 그리고 도 14b에 도시된 바와 같이, 고정장치(2)의 고정을 해제하고 지지휠(12)을 통해 이동프레임 장치(100)를 궤도(5)를 따라 전방측으로 이동시킨다(S1).

설정된 거리만큼 이동프레임 장치(100)가 이동되면, 도 14c에 도시된 바와 같이, 다시 이동프레임 장치(100)를 고정장치(2)를 통해 고정시키고, 이동프레임 장치(100) 상단에 이송궤도를 준비한다.

그리고 인양수단(45)을 통해 케이지(40) 내로 세그먼트(1)를 장착하고, 세그먼트(1)가 장착된 케이지(40)가 상단에 안착된 후방 이동프레임 장치(100)를 진입시키게 된다.

즉, 도 14d에 도시된 바와 같이, 후방 이동프레임 장치(100) 상에 내부에 세그먼트(1)가 장착된 케이지(40)를 안착시키고, 케이지(40)가 안착된 후방 이동프레임 장치(100)를 전방측으로 이동시키게 된다.

후방 이동프레임 장치와 전방 이동프레임 장치가 접촉하게 되면, 도 14e, 도 14f에 도시된 바와 같이, 후방 이동프레임 장치(100)를 고정하고(S3) 케이지(40)를 전방측으로 이동시키게 된다(S4). 즉, 후방 이동프레임 장치(100)를 연결 고정시키고, 이동휠(44)을 통해 케이지(40)를 전방측으로 이동시킨다. 이때 이동프레임 장치 상단측 종연결부재(20) 상면에 이송궤도가 설치되고, 케이지(40)는 이동휠(44)을 통해 이동프레임 장치 이송궤도 상에서 전방측으로 이동되게 된다.

그리고 도 14g에 도시된 바와 같이, 케이지(40)가 설정된 위치에 도착하게 되면 세그먼트(1) 거치준비를 하게 된다.

그리고 도 14h에 도시된 바와 같이, 케이지(40) 내부의 세그먼트(1)를 전방 이동프레임 장치 내부로 거치시키게 된다(S5). 이때 케이지(40)의 개폐단(43)을 개방시키고, 이동프레임 장치(100)의 개폐부재(11)를 개방시킨 후, 세그먼트(1) 이동에 간섭되는 회전휠(30)의 위치를 변경한 후, 인양수단(45)을 통해 세그먼트(1)를 이동프레임 장치(100) 내부로 이동시키게 된다.

그리고 이동프레임 장치(100)의 회전휠(30)을 구동하여 세그먼트 연결부를 압착하여 세그먼트(1) 간을 연결하게 된다(S6). 즉, 도 14i에 도시된 바와 같이, 에폭시가 도포된 세그먼트 접촉면을 기준으로, 전방측에 위치된 회전휠(30)은 전방측 세그먼트를 후방측으로 이동시키도록 하고, 후방측에 위치된 회전휠(30)은 후방측 세그먼트를 전방측으로 이동시키도록 하여 연결부를 압착시키게 된다.

그리고 도 14j 및 도 14k에 도시된 바와 같이, 빈 케이지(40)를 후방 이동프레임 장치까지 이동시킨다(S7). 이동프레임 장치 상단측 종연결부재(20) 상면에 이송궤도가 설치되므로 케이지(40)는 이동휠(44)을 통해 이동프레임 장치(100) 상에서 후방측으로 이동된다. 그리고 후방 이동프레임 장치(100)의 고정을 해제하고 케이지(40)와 후방 이동프레임(100)을 함께 후방측으로 회수하게 된다(S8).

이러한 S1 ~ S8 단계는 시공이 완료될 때까지 연속적으로 반복되게 된다(S9).

도 15는 본 발명의 실시예에 따라 임시가설재를 적용하여 연결부를 연결하는 상황의 정면도를 도시한 것이다.

이러한 연속시공과정에서 연결되어지는 전방 세그먼트가 특정 길이이하인 경우에는 회전휠(30)에 의해 전방 세그먼트(1)를 이동시킬 수 없으므로, 임시가설재(4)를 전방 세그먼트(1) 전방에 위치시켜 임시가설재(4)를 후방측으로 이동시켜 후방 세그먼트와 전방 세그먼트 연결부를 압착시키도록 구성될 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 별도의 연결 시공용 이동프레임 장치를 적용하는 상황의 정면도를 도시한 것이다. 본 발명의 실시예에서는 앞서 언급한 이동프레임 장치(100)는 압착 연결 단계를 진행하지 않고, 연결 거치만으로 신속하게 반복 시공하고, 별도의 연결 시공용 이동프레임 장치(110)를 후방측에 배치하여, 세그먼트(1)간 연결부를 압착, 연결시키도록 시공할 수 있다.

이러한 연결 시공용 이동프레임 장치(110)는 앞서 언급한 이동프레임 장치(100)와 구성이 동일하며, 도 16에 도시된 바와 같이, 연결 시공용 이동프레임 장치(110)를 세그먼트 접촉면이 장치의 길이방향 중심에 오도록 위치시킨 후, 접촉면을 기준으로, 전방측에 위치된 회전휠(30)은 전방측 세그먼트를 후방측으로 이동시키도록 하고, 후방측에 위치된 회전휠(30)은 후방측 세그먼트를 전방측으로 이동시키도록 하여 연결부를 압착시키도록 구성된다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:콘크리트 튜브 세그먼트
2:고정장치
3:교각
4:임시가설재
5:궤도
10:횡 프레임
11:개폐부재
12:지지휠
20:종연결부재
30:회전휠
31:연결재
32:각도변경수단
33:위치변경수단
40:케이지
41:프레임
42:종연결단
43:개폐단
44:이동휠
45:인양수단
100:콘크리트 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치
110:연결 시공용 이동프레임 장치

Claims (15)

1. 튜브 세그먼트를 길이방향을 따라 연속적으로 연결 시공시키기 위한 이동프레임 장치로서,
   길이방향으로 서로 특정간격 이격되어 배치되는 횡 프레임; 상기 횡 프레임을 서로 연결시키는 복수의 종 연결부재; 및 상기 횡 프레임과 상기 종 연결부재에 구비되어 상기 이동프레임 장치 내에 배치된 상기 세그먼트를 길이방향 축을 기준으로 전방 또는 후방으로 이동시키는 가압수단;을 포함하고,
   상기 가압수단은, 회전휠과, 상기 회전휠을 상기 횡 프레임과 종 연결부재에 연결시키는 연결재, 상기 연결재의 길이방향을 기준으로 상기 회전휠의 각도를 변경하는 각도변경수단, 및 상기 회전휠과 상기 각도변경수단을 구동하는 구동부를 포함하며,
   상기 튜브는 콘크리트 튜브 또는 강재 튜브로 구성되고,
   상기 세그먼트 내부 수용시, 개폐되도록 상기 횡 프레임 상연 또는 하연에 구비되는 개폐부재와, 상기 회전휠의 위치를 변경시키는 위치변경수단; 및 하단에 구비되어 상기 이동프레임 장치를 궤도상에서 이동하도록 하는 지지휠; 및 내부에 상기 세그먼트가 수용되며, 상기 이동프레임 장치 상에서 이동가능하도록 구성되고, 길이방향으로 서로 특정간격 이격되어 배치되는 프레임과, 상기 프레임을 서로 연결시키는 복수의 종 연결단과, 하단에 설치되는 복수의 이동휠을 갖는 케이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상단측 상기 종연결부재 상면에 이송궤도가 설치되고, 상기 케이지는 이동휠을 통해 상기 이송궤도 상에서 길이방향으로 전방 또는 후방으로 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 케이지는, 상기 세그먼트를 상기 이동프레임 장치 내부로 수용시, 개폐되도록 상기 프레임 하연에 구비되는 개폐단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 케이지 내로 상기 세그먼트를 인양시키고, 내부에 수용된 상기 세그먼트를 상기 이동프레임 장치 내로 거치, 이동시키도록 구성되는 인양수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 세그먼트는 하이퍼루프 콘크리트 튜브 세그먼트인 것을 특징으로 하는 튜브 세그먼트 연속시공을 위한 이동프레임 장치.
   
10. 제 1항 및 제 6항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 이동프레임 장치를 이용한 튜브 세그먼트를 연속적으로 연결시키기 위한 시공방법으로서,
    지지휠을 통해 전방 이동프레임 장치를 전방측으로 이동시키는 제1단계;
    후방 이동프레임 장치 상에, 세그먼트가 장착된 케이지를 안착시키고, 상기 케이지가 안착된 상기 후방 이동프레임을 전방측으로 이동시키는 제2단계;
    상기 후방 이동프레임을 전방 이동프레임 장치에 연결 고정시키고, 이동휠을 통해 상기 케이지를 전방측으로 이동시키는 제3단계;
    상기 케이지 내부의 세그먼트를 전방 이동프레임 장치 내부로 거치시키는 제4단계;
    상기 이동프레임 장치의 회전휠을 구동하여 세그먼트 연결부를 압착하여 세그먼트를 연결하는 제5단계;
    상기 케이지를 상기 후방 이동프레임 장치까지 이동시키고, 상기 케이지와 상기 후방 이동프레임을 후방측으로 회수하는 제6단계;
    상기 제1단계 내지 제6단계를 반복하는 제7단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동프레임 장치를 이용한 튜브 세그먼트 연속시공방법.
    
11. 제 10항에 있어서,
    상기 제5단계에서,
    전방측에 위치된 회전휠은 전방측 세그먼트를 후방측으로 이동시키도록 하고, 후방측에 위치된 회전휠은 후방측 세그먼트를 전방측으로 이동시키도록 하여 연결부를 압착시키는 것을 특징으로 하는 이동프레임 장치를 이용한 튜브 세그먼트 연속시공방법.
    
12. 제 11항에 있어서,
    임시가설재를 상기 전방 세그먼트 전방에 위치시켜 임시가설재를 후방측으로 이동시켜 상기 전방 세그먼트와 후방 세그먼트 연결부를 압착시키는 것을 특징으로 하는 이동프레임 장치를 이용한 튜브 세그먼트 연속시공방법.
    
13. 제 12항에 있어서,
    별도의 연결 시공용 이동프레임 장치를 후방측에 배치하여, 세그먼트간 연결부를 압착, 연결시키도록 시공하고,
    상기 연결 시공용 이동프레임 장치의 길이방향 중심을 세그먼트 접촉면에 위치시킨 후, 상기 접촉면을 기준으로, 전방측에 위치된 회전휠은 전방측 세그먼트를 후방측으로 이동시키도록 하고, 후방측에 위치된 회전휠은 후방측 세그먼트를 전방측으로 이동시키도록 하여 연결부를 압착시키는 것을 특징으로 하는 이동프레임 장치를 이용한 튜브 세그먼트 연속시공방법.
    
14. 제 10항에 있어서,
    상기 제3단계 및 상기 제6단계에서,
    상기 이동프레임 장치 상단측 종연결부재 상면에 이송궤도가 설치되고, 상기 케이지는 이동휠을 통해 상기 이동프레임 장치 상에서 길이방향으로 전방 또는 후방측으로 이동되는 것을 특징으로 하는 이동프레임 장치를 이용한 튜브 세그먼트 연속시공방법.
    
15. 제 10항에 있어서,
    상기 제4단계에서,
    상기 케이지의 개폐단과 상기 이동프레임 장치의 개폐부재가 개방되고, 인양수단에 의해 상기 케이지 내의 세그먼트를 상기 이동프레임 장치 내로 거치시키는 것을 특징으로 하는 이동프레임 장치를 이용한 튜브 세그먼트 연속시공방법.

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