KR100473776B1 - 강재 파일의 보수 공법 및 그 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해상이나 육상에 설치된 강재 파일(1)이 강한 외부 충격이나 상부 구조물(3)의 자체 하중에 의해 손상된 경우 손상된 강재 파일(1')을 효율적으로 보수 시공할 수 있도록 된 강재 파일의 보수 공법 및 그 구조물에 대한 것으로서, 이는 강재 파일(1')의 손상된 부분을 절단하여 제거한 후, 분리된 강재 파일(11, 12)의 단부 내측에 강재로 제작된 내부 파일(13a, 13b, 14a, 14b)을 설치하여 외부 파일(15a, 15b)의 설치를 용이하게 함은 물론 내부 파일(13a, 13b, 14a, 14b)이 외부 파일(15a, 15b)을 견고하게 지지하도록 함으로써 강재 파일(1')의 내하력을 보다 향상시키고, 새로운 강재 파일의 설치가 요구되지 않아 보수 시공비도 절감할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

Description

강재 파일의 보수 공법 및 그 구조물{Method and Structure for repairing a steel pile}

본 발명은 강재 파일에 대한 것으로서, 특히 외부 충격이나 구조물 자체 하중에 의해 손상된 강재 파일을 효율적으로 보수 시공할 수 있도록 된 강재 파일의 보수 공법 및 그 구조물에 대한 것이다.

일반적으로 해상에 설치되는 항만 접안 시설이나 교량, 그리고 육상에 설치되는 대형 물탱크나 정유시설 등의 콘크리트/강재 구조물은 토양에 항타된 다수의 강재 파일에 의해 지지된다. 이러한 강재 파일은 해상의 선박이나 큰 부유물, 또는 육상의 차량이나 인접된 다른 구조물과의 충돌이나 구조물의 자체 하중에 의해 손상된 부분이 구부러지거나 절단되는 사고가 종종 발생되며, 이는 강재 파일의 상부에 설치된 구조물의 안전에 심각한 영향을 미치게 된다. 따라서 강재 파일에 대한 파손 사고 있는 경우 그 손상 부분에 대한 보수 공사를 수행하여 안전 사고를 미연에 방지하게 된다.

종래 강재 파일의 보수 공법은 강재 파일의 손상된 부분을 부분적으로 교체 시공하는 방법과 새로운 강재 파일을 항타하여 손상된 강재 파일을 대체하는 방법이 제안되어 있다. 첫 번째 방법의 경우 도 1과 같이 외부 충격에 의해 파손된 강재 파일(1')에서 손상된 부분(L1)을 절단하여 제거한 후, 양 절단 부위(C1, C2)의 길이에 맞게 밴드식 링 형상의 강재 파일 조각(2)을 용접하는 방식으로 보수 시공을 하게 된다. 두 번째 방법의 경우 도 2와 같이 외부 충격에 의해 손상된 강재 파일(도시되지 않음)을 제거한 후, 이를 대체하는 새로운 강재 파일(4)을 항타하여 보수 시공을 하게 된다.

도 1의 공법의 경우 시공의 경제성이 보장되고, 보수 공정이 비교적 간단한 장점은 있으나, 양 절단 부위(C1, C2)에 대한 용접 작업이 용이하지 않으며, 보수된 강재 파일(1')의 내하력이 기존 강재 파일(1)의 내하력 보다 떨어지므로 강재 파일(1, 1')의 상부에 설치된 구조물(3)의 안전에 심각한 영향을 미치게 된다. 또한 도 2의 공법의 경우 손상된 강재 파일을 대체하여 새로운 파일(4)을 항타하므로 보수 안정성이 우수한 장점은 있으나, 기존 강재 파일(1)의 상부에 구조물(3)이 위치된 상태로 새로운 파일(4)을 항타해야 하는 어려움이 있으며, 시공비가 많이 드는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 강한 외부 충격이나 상부 구조물의 자체 하중에 의해 손상된 강재 파일의 원상 복구 시 그 내하력을 증대시키면서도 보수 시공비를 절감할 수 있도록 된 강재 파일의 보수 공법 및 그 구조물을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강재 파일의 보수 공법은 내부가 비어 있는 원통형 강재 파일의 손상된 부분을 절단하여 제거하는 제1 단계와, 상기 강재 파일의 양 절단부위 중 적어도 일측에 원통형의 내부 파일이 외부로 돌출되도록 삽입 설치하는 제2 단계와, 상기 내부 파일의 돌출된 부분과 그 내주면 일측이 밀착되고 그 내주면이 상기 강재 파일의 제거된 부분을 둘러싸는 원통형의 외부 파일을 고정되게 설치하는 제3 단계 및, 상기 외부 파일과 상기 강재 파일의 양 연결 부위를 둘러싸도록 소정의 보호부재를 고정되게 설치하는 제4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강재 파일의 보수 구조물은 손상된 부분을 절단하여 제거한 원통형의 강재 파일을 보강하는 구조물에 있어서, 상기 강재 파일의 양 절단부위 중 적어도 일측에 고정되게 삽입되어 그 절단부위의 외부로 소정 길이 만큼 돌출된 원통형의 내부 파일과, 상기 내부 파일의 돌출된 부분과 그 내주면 일측이 밀착되고 상기 강재 파일의 제거된 부분을 둘러싸는 원통형의 외부 파일 및, 상기 강재 파일과 상기 외부 파일의 양 연결부위를 둘러싸는 소정 보호부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

따라서 상기한 구성에 의하면, 외부 충격이나 상부 구조물의 자체 하중에 의해 손상된 강재 파일의 내하력을 향상시키고 시공비를 절감할 수 있게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 3은 해상의 선박이나 부유물, 또는 육상의 차량이나 인접된 다른 구조물에 의한 외부 충격이나 상부 구조물(3)의 자체 하중에 의해 손상된 강재 파일(1')을 나타낸 것이다. 본 발명은 도 3에서 강재 파일(1')의 손상된 부분(L1)를 절단하여 제거한 후, 그 절단 부위의 내측에 소정 내부 파일을 설치하고, 내부 파일의 일측면과 손상 부분(L1)의 전체를 소정 외부 파일로 보강하여 강재 파일(1')을 보수하도록 된 것이다.

도 4 내지 도 6은 각각 본 발명의 일실시예에 따른 강재 파일의 보수 공법을 설명하기 위한 분해 사시도, 투시도 및, 외관 사시도를 나타낸 것으로서, 이는 도 3에서 보수 작업이 이루어지는 영역(R1)을 작업 공정별로 확대하여 나타낸 것이다.

먼저 도 3의 강재 파일(1')에서 손상된 부분(L1)을 절단한 후, 도 4와 같이 분리된 강재 파일(11, 12)의 내측 단부에 강재로 된 내부 파일(13a, 13b, 14a, 14b)을 용접하여 부착시킨다. 이때 내부 파일(13a, 13b, 14a, 14b)의 일부는 강재 파일(11, 12)의 외부로 돌출되어 강재로 된 외부 파일(15a, 15b)의 내측면에 밀착된다. 내부 파일(13a, 13b, 14a, 14b)은 용접과 부착이 용이하도록 다수의 조각으로 분리하여 설치하는 것이 바람직 할 것이다.

도 5는 내부 파일(13a, 13b, 14a, 14b)과 외부 파일(15a, 15b)의 결합 상태를 나타낸 투시도로서, 도 5와 같이 내부 파일(13a, 13b, 14a, 14b)의 돌출된 부분과 외부 파일(15a, 15b)의 내주면을 밀착시킨 후, 양 강재 파일(11, 12)과 외부 파일(15a, 15b)의 연결 부위를 용접하여 강재 파일(11, 12)에 외부 파일(15a, 15b)을 고정시키게 된다. 이때 외부 파일(15a, 15b)은 그 직경이 강재 파일(1')의 직경과 동일한 것을 이용하며, 내부 파일(13a, 13b, 14a, 14b)은 외부 파일(15a, 15b)이 견고하게 고정되도록 지지하여 강재 파일(1')의 내하력을 보강하는 역할을 한다.

이후 분리된 강재 파일(11, 12)과 외부 파일(15a, 15b)의 양 용접부위를 보호하기 위한 보호부재로 예컨대, 도 6과 같이 PVC나 F.R.P 수지와 같은 방식성(防蝕性) 밴딩부재(16, 17)를 감거나, 도 7과 같이 둘 이상의 조각으로 분리된 강재 링(18, 19)을 용접하여 부착시키는 방식으로 양 용접부위의 파손이나 부식을 방지하게 된다. 그리고 도 8은 상기한 공법에 따라 설치된 강재 파일의 보수 구조물의 설치 상태도를 나타낸 것이다.

본 실시예에서 내부 파일(13a, 13b, 14a, 14b)과 외부 파일(15a, 15b)은 각각 두 조각으로 분리하여 설치하였으나, 각 파일(13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b)은 강재 파일(1')의 직경을 고려하여 세 개 이상의 조각으로 분리하여 설치하는 것도 가능하다. 또한 강재 파일(1')의 직경이 비교적 작은 경우 그 절단 부위의 상단에 설치된 내부 파일(13a, 13b)과 하단에 설치된 내부 파일(14a, 14b)을 각각 분리되지 않은 원통형 파일(도시되지 않음)로 설치하는 것도 가능하다. 또한 본 실시예에서는 내부 파일(13a, 13b, 14a, 14b)과 외부 파일(15a, 15b)을 용접하여 설치하도록 하였으나, 이를 볼트로 체결하도록 하는 것도 가능하다.

한편 도 9 및 도 10은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 강재 파일의 보수 공법을 설명하기 위한 분해 사시도와 투시도를 나타낸 것으로서, 도 9 및 도 10에서 도 4 및 도 5에 도시된 구성과 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조번호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이는 도 9 및 도 10에 도시된 것처럼 양 강재 파일(11, 12)의 일측에만 내부 파일(13a, 13b)을 설치하고, 타측에는 도 1의 종래 공법과 동일하게 내부 파일을 설치하지 않는 구조로 된 것이다. 그리고 이 경우 또한 내부 파일(13a, 13b)을 분리되지 않은 원통형 강재 파일로 설치하는 것이 가능하다.

또한 도면에는 도시되지 않았으나, 하부의 강재 파일(12)에만 내부 파일을 설치하는 것도 가능하다. 그리고 강재 파일(1')의 손상된 부분이 비교적 긴 경우 외부 파일의 설치를 위한 공간 확보가 비교적 용이하므로 외부 파일을 단일의 원통형 파일로 제작하고, 그 외부 파일의 상단부를 내부 파일(13a, 13b)에 끼워 맞춘 후, 크레인 등을 이용하여 외부 파일의 하단부를 강재 파일(12)의 상단에 위치시켜 용접하도록 하는 것도 가능할 것이다. 그리고 본 실시예에서 강재 파일(11, 12)과 외부 파일(15a, 15b)의 양 용접부위에 대한 보호부재는 도 6 및 도 7에서 설명한 방식을 선택적으로 이용하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기한 실시예에 의하면, 외부 충격이나 상부 구조물의 자체 하중에 의해 손상된 강재 파일의 파손 부위를 절단하여 제거한 후, 분리된 강재 파일의 적어도 일측에 강재로 된 내부 파일을 설치하여 외부 파일의 설치를 용이하게 함은 물론 내부 파일이 외부 파일을 견고하게 지지하도록 하여 보수된 강재 파일의 내하력을 보다 향상시킬 수 있으며, 새로운 강재 파일의 설치가 요구되지 않기 때문에 보수 시공비를 절감할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 손상된 강재 파일의 보수 시 강재로 된 내부 파일을 설치하여 보수된 강재 파일의 내하력을 보다 향상시킴은 물론 보수 작업을 보다 경제적으로 수행할 수 있게 된다.

도 1 및 도 2는 종래 강재 파일의 보수 공법을 설명하기 위한 도면.

도 3은 외부 충격에 의해 손상된 강재 파일을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 강재 파일의 보수 공법을 설명하기 위한 분해 사시도.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 강재 파일의 보수 공법을 설명하기 위한 투시도.

도 6 및 도7은 본 발명의 일실시예에 따른 강재 파일의 보수 공법을 설명하기 위한 외관 사시도.

도 8은 본 발명에 따른 강재 파일의 보수 구조물의 설치 상태도.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 강재 파일의 보수 공법을 설명하기 위한 분해 사시도.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 강재 파일의 보수 공법을 설명하기 위한 투시도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1, 1', 4 : 강재 파일, 2 : 강재 파일 조각,

3 : 콘크리트 구조물, 13a, 13b, 14a, 14b : 내부 파일,

15a, 15b : 외부 파일, 16, 17 : 밴딩부재,

18, 19 : 강재 링.

Claims (6)

1. 내부가 비어 있는 원통형 강재 파일의 손상된 부분을 절단하여 제거하는 제1 단계,

   상기 강재 파일의 양 절단부위 중 적어도 일측에 원통형의 내부 파일이 외부로 돌출되도록 삽입 설치하는 제2 단계,

   상기 내부 파일의 돌출된 부분과 그 내주면 일측이 밀착되고 그 내주면이 상기 강재 파일의 제거된 부분을 둘러싸는 원통형의 외부 파일을 고정되게 설치하는 제3 단계 및,

   상기 외부 파일과 상기 강재 파일의 양 연결 부위를 둘러싸도록 소정의 보호부재를 고정되게 설치하는 제4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 강재 파일의 보수 공법.
2. 손상된 부분을 절단하여 제거한 원통형의 강재 파일을 보강하는 구조물에 있어서,

   상기 강재 파일의 양 절단부위 중 적어도 일측에 고정되게 삽입되어 그 절단부위의 외부로 소정 길이 만큼 돌출된 원통형의 내부 파일,

   상기 내부 파일의 돌출된 부분과 그 내주면 일측이 밀착되고 상기 강재 파일의 제거된 부분을 둘러싸는 원통형의 외부 파일 및,

   상기 강재 파일과 상기 외부 파일의 양 연결부위를 둘러싸는 소정 보호부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 강재 파일의 보수 구조물.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 내부 파일과 상기 외부 파일은 강재로 구성된 것을 특징으로 하는 강재 파일의 보수 구조물.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 내부 파일과 상기 외부 파일은 다수의 조각으로 분리된 것을 특징으로 하는 강재 파일의 보수 구조물.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 보호부재는 방식성 밴딩부재인 것을 특징으로 하는 강재 파일의 보수 구조물.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 보호부재는 강재 링인 것을 특징으로 하는 강재 파일의 보수 구조물.