철근 조립체의 제조하기 위한 치구 조립체, 이 치구 조립체를 사용하여 철근 조립체의 제조 방법 및 이 철근 조립체를 이용한 시공방법{ZIG ASSEMBLY FOR PREPARING IROM BAR MESH, PROCESS FOR PREPARING IRON BAR MESH USING THE SAID ZIG ASSEMBLY, AND PROCESS FOR CONSTRUCTION, UTILIZING THE IRON BAR MESH}
본 발명은 교량 등의 철근 조립체를 제조하기 위한 치구 조립체, 이 치구 조립체를 사용하여 철근 조립체의 제조 방법 및 이 철근 조립체를 이용한 시공방법에 관한 것이다. 더 상세히는 양쪽에 1개 이상의 치구를 위치시키고, 이 양쪽의 치구의 하나에 우선 철근을 나사연결하고, 철근과 철근사이를 나사이음 커플러를 이용하여 길이방향으로 연결한 후, 다시 다른 쪽의 치구에 나사 연결하여 길이방향의 철근을 모두 연결한 후, 이렇게 형성된 길이방향의 철근의 횡방향의 띠를 철근으로 나사 이음으로 연결하여 철근망을 형성하는 방법과, 이렇게 형성된 철근망을 사용하여 교량 등에 연결하는 시공방법에 관한 것이다. 종래, 교량이나 고가도로 받침 기둥을 시공하기 위하여는 지하 기초공사를 한 후, 지상부에 나온 철근에 철근을 맞대어 잇는 방법(랫칭법)이 오래 전부터 행하여져 왔으나, 최근에는 철근의 일측 또는 양측에 나사를 형성하고, 이 나사부에 커플러를 이용하여 철근을 연결하는 방법이 개발되면서, 교량이나 고가도로의 받침 기둥(이하, 이를 단순히 "교량"이라 한다)을 이러한 철근의 나사이음법을 널리 채용하고 있다. 그러나, 교량에 사용되는 철근의 중량은 약 1 미터당 5 kg정도인 것이 사용되는 경우가 많고, 이러한 경우, 철근 1개의 무개가 25 kg 내지 40 kg 정도로 되어 1인 또는 2인이 철근 1개를 세우고 이를 커플러로 연결하는 것은 철근의 무게 중심을 갖고 일하는 것이 아니고, 한쪽 끝을 잡고 일하여야 하는 순간도 있기 때문에 철근의 이동 및 연결하기가 대단히 어려웁고, 또한 시간도 많이 걸린다. 또한, 이와 같이 무거운 철근을 연결부위로 이동하고, 커플러를 사용하여 연결하는 것은 노동력이 지나치게 많이 들기 때문에 크레인 등의 중장비를 사용하게 되고, 철근망을 조립시작부터 끝날 때까지 계속 크레인을 운전하면서 작업하지 않으면 안된다. 이렇게 조립하는 것은 크레인 등의 중장비를 계속 사용하는 관계상 중장비 사용비용이 많이 들게 되고, 더욱이 문제로 되는 것은 철근의 이동, 조립의 위험성 때문에 산업 재해가 흔히 발생하는 것이다. 이와 같이 크레인을 운전하면서 조립하여도 숙련공 1인의 하루 평균 노동력은 0.8톤의 철근을 조립할 수 있는 것으로 통계적으로 알려져 있다. 그리하여 철근 조립체를 안전하고, 용이하게 조립하는 것이 요구되어 왔다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 당 업계에서는 철근을 지하에 형성된 기초부분의 철근에 직접적으로 연결하는 종래의 방법으로는 상기 문제점을 해결할 수 없으므로 원형 치구에 철근을 연결하고, 이를 바닥에서 회전시키며, 철근 조립체를 제작하는 것이 개발되어 사용되고 있다(참조, 도 1). 그러나, 이러한 조립방법은 직경이 0.8∼1.5 m의 소형 조립체를 제작하는 데에는 사용할 수 있으나, 그 이상의 중형이나 대형 조립체를 제작하는 데에는 전혀 사용할 수 없을 뿐 아니라, 더욱이 조립체의 형상이 뒤틀어지는 경우가 발생하기 쉽고, 또한 바닥에서 굴려가면서 제작하기 때문에 넓은 공간을 필요로 하고, 조립 작업시 작업자의 부상 등을 입힐 위험성이 있다. 따라서, 본 발명자는 치구의 형상을 개선하고, 이를 로울러상에 올려놓고, 이를 윈치 등을 이용하여 회전시키면서 조립하여 철근 조립체를 제작하고, 이를 현장으로 이송하여 현장의 지하 구조물상의 연결 철근과 커플러를 사용하여 연결하면 철근 공사의 품질향상, 현장 인력의 절감, 공기 단축, 공사비용의 절감을 도모할 수 있으며, 상기의 문제를 해결할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.
도 1은 치구을 사용하여 철근 조립체를 제작하는 종래의 방법을 나타낸 도이다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 치구의 형상을 나타낸다. 도 2a는 외측 치구(1)이고, 도 2b는 내측 치구(2)를 나타낸다. 도 3a는은 베이스(b)상에 로울러를 설치하고, 그 위에 2쌍의 치구를 위치시킨 상태의 정면도를 나타낸다. 도 3b는 도 3a의 측면도를 나타낸다. 도 4는 회전 액츄에이터(52)를 양쪽 치구에 각각 연결한 상태도를 나타낸다. 도 5a는 2쌍의 치구(1-2)와 크레인을 사용하여 베이스(b)상의 수평바(61)와 수평조절구(62)를 설치하고, 로울러(50)(51)와 수평바(61)(61') 위에 치구(1-2)를 올려놓는 상태의 정면도를 나타낸다. 도 5b는 도 5a의 측면도이다. 도 6은 2쌍의 치구(1-2)를 로울러(50)(51)와 수평바(61)(61')상에 올려놓았을 때, 치구(1-2)가 수평을 이루기 전의 상태를 나타낸다. 도 7a 및 도 7b는 수평조절구(62)(62)를 사용하여 도 6의 치구를 수평을 이루게 한 정면도 및 측면도를 나타낸다. 도 8a 및 도 8b는 도 7에서 수평이 맞춰진 2쌍의 치구(1-2)를 지지축(40)(41)(42)...를 나사나 크램프로 연결하여 치구(1-2)를 고정시키는 공정을 나타내는 정면도 및 측면도를 나타낸다. 도 9a는 도 8에서 2쌍의 치구(1-2)를 지지축(40)(41)(42)...를 나사나 크램프로 연결하여 치구(1-2)를 고정시킨 후, 수평바(61) 및 수평조절구(62)를 제거하는 공정을 나타낸 정면도이고, 도 9b는 그의 측면도이다. 도 10a 및 도 10b는 상기 2쌍의 치구(1-2)가 고정된 후, 이들 치구(1-2)의 내측 원형 부재에 회전 액츄에이터(52)의 선(53)을 연결한 상태의 정면도와 측면도를 나타낸다. 도 11a 및 11b는 도 10의 로울러의 한쪽(51)과 치구(1-2)의 한쪽을 동시에 외측으로 이동시켜 철근 조립체의 길이를 조정할 수 있도록 하는 상태의 정면도 및 측면도를 나타낸다. 도 12는 한쌍의 치구(1-2)가 고정된 상태를 나타낸 정면도이다. 도 13은 철근은 한쪽 치구(1-2)의 외측 치구(1)의 구멍(16)에서 다른 쪽 치구(1-2)의 내측 치구의 구멍(25)로 연결하고, 또한 한쪽 치구(1-2)의 내측 치구의 구멍(25')에서 다른 쪽 치구(1-2)의 외측 원형부재의 구멍(16')로 연결하는 상태를 나타내는 정면도이다. 도 14는 양쪽의 2쌍의 치구(1-2) 사이를 철근으로 연결한 후, 철근과 철근 사이를 연결하여 띠를 형성하는 것을 나타내는 정면도이다. 도 15는 한쌍의 치구(1-2)에 주철근과 띠철근을 단철근으로 조립한 상태를 나타낸 정면도이다. 도 16은 한쌍의 치구(1-2)에 주철근을 복철근으로 띠철근을 단철근으로 조립한 상태의 정면도를 나타낸다. 도 17은 한쌍의 치구(1-2)에 주철근과 띠철근을 모두 복철근으로 조립한 상태의 정면도이다. 도 18은 본 발명에 따라 조립된 수평 철근 조립체를 크레인 와이어에 연결한 상태를 나타낸 정면도이다. 도 19는 도 18의 크레인 와이어에 연결된 조립체를 세워 수직으로 한 후, 하부의 치구(1-2)를 분리한 상태를 나타내는 정면도이다. 도 20은 도 19의 철근 조립체를 지하 구조물의 기초에 연결되어 있는 철근에 커플러로 연결하는 상태를 나타내는 정면도이다. 도 21a은 도 20에서 철근 구조물의 하부의 주철근을 지하 구조물의 기초에 연결되어야 하는 철근에 커플러로 연결한 후, 다시 띠철근의 연결을 시작하는 단계를 나타내는 정면도이고, 도 21b는 도 21a의 띠철근의 연결을 완성한 상태를 나타내는 정면도이다. 도 22는 도 21의 공정후, 상부 치구(1-2)를 분리하는 상태를 나타내는 정면도이다.
이하, 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 치구의 형상을 나타낸다. 도 2a는 외측 치구(1)이고, 도 2b는 내측 치구(2)를 나타낸다. 외측 치구(1)는 외측 원형 부재(10)와 내측 원형부재(11)로 구성되며, 이들 내측 및 외측 원형부재는 다수의 지지편(12)(12')...로 지지된다. 외측 원형부재(10)는 최외측에 후술하는 로울러(50)(51)상에서 회전할 수 있도록 날(13)을 형성하고 있으며, 날(13)의 내측으로 테두리(14)를 경계로 하여 내면(15)과 외면(16)으로 구획되고, 이들 내면(15)과 외면(16)에는 철근이 나사 연결되는 다수의 구멍(17)(17')...을 갖는다. 이 외측 치구(1)의 내부의 일정거리에 내측 치구(2)가 위치하며, 이들 외측 치구(1)와 내측 치구(2)는 다수의 지지축(30)(31)(32)...에 의해 서로 연결된다. 이 외측치구(1)외 내측치구(2)를 한쌍(이하, 치구(1-2)라 한다)으로 구성하고, 이러한 치구(1-2)의 2쌍을 사용하여 철근 조립체를 제작한다. 여기서, 외측 치구(1)에 연결된 내측치구(2)는 테두리(23)을 경계로 하여 내면(22)과 외면(21)으로 구획되고, 이들 내면(22)과 외면(21)에는 철근이 나사 연결되는 다수의 구멍(25)(25')...을 가지며, 내면(22)과 외면(21)의 각각의 구멍(25)(25') 사이에 홈(24)을 형성하여 외측 치구(1)에 결합된 주철근이 이 홈(24) 사이로 통과하여 연결되도록 구성되어 있다. 상기에서, 외측치구(1)가 복렬의 구멍을 갖는 것을 예시하였으나, 이를 필요에 따라, 3단열을 갖는 외측치구를 사용할 수 있다. 이 때, 별도의 3단열의 내측치구를 사용하지 않아도 전술한 3단 외측치구를 사용할 수 있다. 도 3a는 베이스(b)상에 로울러(50)(51)를 설치하고, 그 위에 2쌍의 치구(1-2)를 위치시킨 상태를 나타낸다. 이들 2쌍의 치구는 다수의 지지축(40)(41)(42)에 의해 서로 고정된다. 도 3b는 도 3a의 측면도이다. 이들 도에서 부호 52는 치구를 회전시키기 위한 장치를 의미하며, 이러한 장치로는 윈치, 체인 블록커, 모터 등의 회전 액츄에이터로서 편의에 따라 적의 선택할 수 있다. 회전 액츄에이터(52)에서 선을 내측 치구(2)의 일정 부위에 연결하여 회전시킬 수 있다. 도 4는 회전 액츄에이터(52)를 양쪽 치구에 각각 연결하여 동시에 회전시킴으로서 반대편의 회전의 역전을 방지하는 것을 예로 든 것이다. 이하, 상기의 치구를 사용하여 철근 조립체의 제작공정을 설명한다. 도 5a는 2쌍의 치구(1-2)와 크레인을 사용하여 베이스(b)상의 수평바(61)와 수평조절구(62)를 설치하고, 로울러(50)(51)와 수평바(61)(61') 위에 치구(1-2)를 올려놓는 상태의 정면도를 나타낸다. 도 5b는 도 5a의 측면도이다. 도 6은 2쌍의 치구(1-2)를 로울러(50)(51)와 수평바(61)(61')상에 올려놓았을 때, 치구(1-2)가 수평을 이루지 못하 상태를 나타낸다. 도 7a 및 도 7b는 수평조절구(62)(62)를 사용하여 도 6의 치구를 수평을 이루게 한 정면도 및 측면도를 나타낸다. 도 8a 및 도 8b는 도 7에서 수평이 맞춰진 2쌍의 치구(1-2)를 지지축(40)(41)(42)...를 나사나 크램프로 연결하여 치구(1-2)를 고정시키는 공정을 나타내는 정면도 및 측면도를 나타낸다. 도 9a 및 도 9b는 도 8에서 2쌍의 치구(1-2)를 지지축(40)(41)(42)...를 나사나 크램프로 연결하여 치구(1-2)를 고정시킨 후, 수평바(61) 및 수평조절구(62)를 제거하는 공정을 나타낸다. 도 10a 및 도 10b는 상기 2쌍의 치구(1-2)가 고정된 후, 이들 치구(1-2)의 내측 원형 부재에 회전 액츄에이터(52)의 선(53)을 연결한 상태의 정면도와 측면도를 나타낸다. 도 11a 및 11b는 도 10의 로울러의 한쪽(51)과 치구(1-2)의 한쪽을 동시에 외측으로 이동시켜 철근 조립체의 길이를 조정할 수 있도록 하는 상태의 정면도 및 측면도를 나타낸다. 이하, 상기에서 조립된 2쌍의 치구(1-2)를 사용하여 철근 조립체의 제작공정을 하기 도 설명한다. 도 12는 상기에서 설명한 바의 한쌍의 치구(1-2)가 고정된 상태를 나타낸다. 도 13은 철근은 한쪽 치구(1-2)의 외측 치구(1)의 구멍(17)(17')...에서 다른 쪽 치구(1-2)의 내측 치구의 구멍(25)(25')...로 연결하고, 또한 한쪽 치구(1-2)의 내측 치구의 구멍(25)(25')...에서 다른 쪽 치구(1-2)의 외측 원형부재의 구멍(16)(16')...으로 연결하는 상태를 나타내는 정면도이다. 외측 치구의 구멍(17)(17)...의 외부까지 나온 철근의 나사부분을 나사로 고정한다. 이때 내측 치구(2)의 홈(24)(24')...을 통과하여 외측 치구(1)의 구멍(17)(17')...까지 연결된다. 이와 같은 방법으로 외측 치구(1)의 복렬의 구멍중 일렬의 구멍 또는 복렬구멍의 모든 구멍(16)(16')...과 내측치구의 일렬의 구멍 또는 복렬의 모든 구멍(25)(25')...의 모두가 나사로 연결고정되고, 한편 철근의 길이가 한쪽 치구(1-2)와 다른 쪽 치구(1-2)로 연결되기에 짧은 경우, 커플러를 이용하여 철근을 나사이음하여 연장시킨다. 여기서, 치구(1-2)와 치구(1-2)를 연결하는 철근은 "주철근"이라 한다. 주철근의 이음방법은 철근의 단부에 나사를 가공하여 암나사가 가공된 커플러를 사용하여 연결한다. 도 14는 양쪽의 2쌍의 치구(1-2) 사이를 철근으로 연결한 후, 철근과 철근 사이를 연결하여 띠를 형성하는 것을 나타내는 정면도이다. 도 14에서는 주철근의 일부만을 연결하고 띠철근을 형성하는 것으로 나타내었으나, 실제는 주철근을 완전히 연결한 후 띠철근을 형성하나, 이렇게 하면 도면상 파악하기 힘들므로 주철근의 연결 상태를 일부만 하고, 띠철근의 연결상태를 나타내었다. 나선철근 및 띠철근 이음방법은 철근 단부의 별도의 가동이 필요하지 않은 직접 체결식 커플러을 사용하여 연결할 수도 있다. 도 15는 한쌍의 치구(1-2)에 주철근과 띠철근을 조립한 상태를 나타낸다. 도 16은 한쌍의 치구(1-2)에 주철근을 복철근으로 띠철근을 단철근으로 조립한 상태의 정면도를 나타낸다. 도 17은 한쌍의 치구(1-2)에 주철근과 띠철근을 모두 복철근으로 조립한 상태의 정면도를 나타낸다. 도 18은 본 발명에 따라 조립된 수평 철근 조립체를 크레인 와이어에 연결한 상태를 나타낸 평면도이다. 도 19는 도 18의 크레인 와이어에 연결된 조립체를 세워 수직으로 한 후, 하부의 치구(1-2)를 분리한 상태를 나타내는 평면도이다. 이렇된 하부 치구를 분리하고, 분리된 치구는 다음에 다시 사용한다. 도 20은 도 19의 철근 조립체를 지하 구조물의 기초에 연결되어 있는 철근에 커플러로 연결하는 상태를 나타내는 평면도이다. 이 도면에서 나타나는 바와 같이 철근 조립체의 하부는 띠철근이 형성되어 있지 않는 것이 바람직하다. 만일 띠철근이 하부까지 형성되어 있으면 지하 구조물의 기초에 연결되어야 하는 철근과 정확히 일치하지 않으면 연결할 수 없게 된다. 그러나, 띠철근이 하부에 연결되어 있지 않으면 어느 정도 자유 이동 공간이 주어지기 때문에 주철근을 지하 구조물의 기초에 연결하기 쉽게 된다. 도 21a은 도 20에서 철근 구조물의 하부의 주철근을 지하 구조물의 기초에 연결되어야 하는 철근에 커플러로 연결한 후, 다시 띠철근의 연결을 시작하는 단계를 나타내고, 도 21b는 도 21a의 띠철근의 연결을 완성한 상태를 나타내는 정면도이다. 도 22는 도 21의 공정후, 상부 치구(1-2)를 분리하는 상태를 나타내는 정면도이다. 철근 조립체가 지하구조물의 기초의 철근에 완전히 연결되고, 띠철근 공정도 종료된 후에는 상부 치구(1-2)에 나사 연결된 철근의 나사를 해체하고 치구(1-2)를 들어 올리면 치구와 지지축(40)(41)(42)...이 조립체로부터 빠져나오게 된다. 이렇게 빼낸 치구와 지지축은 다른 철근 조립체를 제조하는 데 사용하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 철근 조립체를 사용하면, 종래 교량 등에서 직접적으로 철근을 연결하는 경우의 많은 문제점, 즉, 열악한 시공성 및 안정성, 인접 철근의 결속이 어려움, 철근 이송에 따른 계속적인 크레인 등의 중장비의 사용으로 인한 비용 증가, 공기의 지연 등의 문제점을 해소할 수 있고, 철근 공사의 품질을 향상하고, 현장인력의 절감, 공기 단축 및 공사비용의 절감을 효과적으로 이루어질 수 있다. |
