KR100523238B1

KR100523238B1 - 앵커를 이용한 오탁방지막의 설치방법

Info

Publication number: KR100523238B1
Application number: KR1020050005606A
Authority: KR
Inventors: 전명춘
Original assignee: 전명춘
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2005-10-24

Abstract

본 발명은 하천, 해안 또는 해저에서의 매립준설공사시 발생되는 오탁수가 주변의 하천수나 해수로 확산되는 것을 차단하는 앵커를 이용한 오탁방지막의 설치방법에 관한 것으로, 특히 앵커로프의 길이를 종래의 1/2정도 사용하여도 커튼 막체가 흔들리지 않게 함과 동시에 닻가지가 하나 또는 복수 개인 앵커를 앵커로프 오탁방지막에 사용하여 오탁방지막의 설치 작업을 간단히 함과 동시에 설치 후 홍수시나 태풍시에 담수 또는 해수의 유동이 심한 경우에 오탁방지막이 찢어지는 현상을 방지할 수 있는 오탁방지막의 설치방법에 관한 것이다.

본 발명의 앵커를 이용한 오탁방지막의 설치공법은 플로트부, 상기 플로트부와 하단에 연결되어 오탁수가 공사장 밖으로 유출되는 것을 방지하고 그 하단에 무게중심수단이 장착되고 가로 20m, 세로 3m인 커튼부로 이루어진 오탁방지막을 준비하는 단계;

상기 플로트부의 양 방향으로 대칭되게 앵커로프의 일단을 연결하는 단계;

상기 앵커로프의 타단을 앵커에 연결하는 단계;

상기 앵커를 해수속으로 매설하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

앵커를 이용한 오탁방지막의 설치방법{INSTALLATION METHOD OF FLOAT FENCE USING ANCHORS}

종래에 오탁수가 주변의 하천수나 해수로 확산되는 것을 차단하는 앵커를 이용한 오탁방지막의 설치방법으로 등록특허 10-0188519, 공개특허공보 특2003-0063939, 일본공개특허공보 소56-48420가 공지되어 있다.

등록특허 10-0188519의 경우에는 오탁방지막(10, 20)의 상단과 하단을 각각 앵커(40)와 앵커로프(30)를 사용하여 연결하고 있는 것을 특징으로 하고 있으나, 이 특허의 경우 오탁방지막을 상부, 하부에서 고정시키므로 오탁방지막을 단단히 고정할 수 있는 장점이 있지만 앵커로프(30)가 그 만큼 소요되어 시공비가 올라가는 점, 해수면이 낮아질 경우 앵커로프(30)가 꼬이는 문제점, 오탁방지막이 너무 단단히 고정되어 해수의 속도가 빨라지거나 할 경우 수압을 이기지 못하여 오탁방지막의 커튼부가 찢어지는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 특2003-0063939 및 일본공개특허공보 소56-48420는 명세서 및 도면에 기재된 것처럼 오탁방지막의 커튼부에 앵커로프를 사용하여 앵커를 연결하여 사용하는 방법이 도시되어 있지만, 앵커를 하나 더 설치하여야 하는 문제점이 있고, 앵커가 고가인 점을 생각할 경우에 그리 효과적인 방법이 아니고, 또한, 앞선 경우와 마찬가지로 오탁방지막이 너무 단단히 고정되어 해수의 속도가 빨라지거나 할 경우 수압을 이기지 못하여 오탁방지막의 커튼부가 찢어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 앵커로프의 길이를 줄임으로서 시공비용을 줄이는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수중에 단단히 고정되어 있는 오탁방지막의 커튼부가 찢어지는 현상을 방지하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 오탁방지막 설치후 앵커로프가 꼬이는 현상을 방지하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 오탁방지막의 설치를 간단히 하는 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로,

본 발명의 앵커를 이용한 오탁방지막의 설치방법은

플로트부, 상기 플로트부와 하단에 연결되어 오탁수가 공사장 밖으로 유출되는 것을 방지하고 그 하단에 무게중심수단이 장착되고 가로 20m, 세로 3m인 커튼부로 이루어진 오탁방지막을 준비하는 단계;

상기 앵커로프의 타단을 앵커에 연결하는 단계;

또한, 상기 오탁방지막의 커튼부 하단에 장착되는 무게중심수단은 일정간격으로 연결된 체인이고, 상기 커튼부와 체인은 와이어로 결속된 것을 특징으로 하는 오탁방지막의 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체인은 3.8Kg/m인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 앵커는 하부가 만곡 연장된 닻채, 상기 닻채 하단에 구비되는 편편한 닻혀로 이루어지되,

상기 닻채에는 뒤창보강재가 구비되며, 닻장고정파이프에 삽설되는 닻장파이프가 부착되고, 앵커로프와 연결되기 위한 고리가 연결되고, 이송을 편리하게 하기 위한 고리를 포함하여 이루어지고,

수중에서 앵커가 변형되는 것을 방지하기 위하여 닻채와 닻채의 연결상태를 보강하기 위한 보강용 띠장을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 앵커는 좌우대칭을 이루고 있으며 그 중앙에는 닻장파이프를 연결하기 위한 닻장고정파이프를 포함하는 닻혀,

상기 닻혀와 연결되는 닻채를 포함하여 이루어지되,

상기 닻혀에는 닻장고정파이프에 삽설되는 닻장파이프가 더 구비되고,

상기 닻채의 양 측면에는 닻채의 변형을 방지하기 위한 닻채보강재가 더 구비되고,

상기 닻혀와 닻채의 변형을 방지하기 위한 연결부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 닻혀의 바닥 중앙에는 앵커의 중심을 잡기 위한 가이드가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 앵커에 연결된 앵커로프는 해수면을 기준으로 30 내지 40도를 향하고 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 1 내지 5에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a, 2b, 2c, 2d, 2e는 본 발명에 의한 외닻형 앵커를 이용한 설치공법을 나타내는 상세도이고, 도 3a, 3b는 외닻형 앵커를 나타내는 도면이고, 도 4a, 4b, 4c, 4d, 4e는 본 발명에 의한 양닻형 앵커를 이용한 설치공법을 나타내는 상세도이고, 도 5a, 5b는 외닻형 앵커를 나타내는 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 설치공법은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이,

플로트부(10), 가로 20m, 세로 3m인 커튼부(20)로 이루어진 오탁방지막을 준비하는 단계;

상기 플로트부(10)의 양 방향으로 대칭되게 앵커로프(30)의 일단을 연결하는 단계;

상기 앵커로프(30)의 타단을 앵커(60)에 연결하는 단계;

상기 앵커(60)를 해수속으로 매설하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

상기 커튼부(20)에는 플로트부(10) 하단에 연결되어 오탁수가 공사장 밖으로 유출되는 것을 방지하는 기능을 하고, 하단에 일정간격으로 체인(50)이 설치된다.

상기 체인(50)은 오탁방지막이 해수면을 기준으로 90도로 서게 하는 역할을 하고, 해수의 급격한 변동이 있거나 태풍이 있는 경우에 수압의 방향에 따라 스윙운동했다가 원래 상태로 복귀되기 때문에 오탁방지막의 커튼부(20)가 찢어지지 않게 되는 효과가 있다.

상기 커튼부(20)의 폭은 설계조위(H.W.O.S.T.)를 감안한 총 소요수심이 10m 이상일때 커튼부(20) 폭은 총 소요수심의 1/3를 보고, 10m이하일 때 총 소요수심의 2/3를 커튼부(20) 폭으로 하는데, 본 발명의 실시예에서는 그 폭을 3m로 한다.

상기 커튼부(20)와 체인(50)은 와이어(52)로 결속시키는 것이 바람직하고, 다른 결합수단을 써도 무방하다.

또한, 상기 체인(50)은 3.8Kg/m인 것을 쓰는 것이 바람직한데, 그 이유는 단위 m당 Kg이 많이 나가는 경우에는 오탁방지막의 이송이 어려운 문제점이 있고, 단위 m당 Kg이 적게 나가는 경우에는 오탁방지막의 커튼부(20)의 무게중심을 잡지 못하는 단점이 있기 때문이고, 그 임계점이 3.8Kg/m이다.

또한, 앵커(60)에 연결된 앵커로프(30)는 해수면을 기준으로 30 내지 40도로 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 본 발명은 오탁방지막의 플로트부(10)에만 앵커로프(30)를 연결시키므로 오탁방지막의 커튼부(20)에 장착되는 앵커로프(30)를 앵커(60)에 연결시키지 않아도 되기 때문이다.

또한, 상기 앵커(60)는 하부가 만곡 연장된 닻채(64), 상기 닻채(64) 하단에 구비되는 편편한 닻혀(62)로 이루어지되, 상기 닻채(64)에는 뒤창보강재(65)가 구비되며, 닻장고정파이프(69)에 삽설되는 닻장파이프(69a)가 부착되고, 앵커로프(30)와 연결되기 위한 고리(66)가 연결된다.

본 발명의 실시예에 의한 앵커(60)는 뒤창보강재(65)가 설치되어 있어 닻채(64)가 수압에 의하여 변형되는 것을 방지할 수 있고, 앵커(60)의 소정의 위치 즉 닻채(64)가 만곡 연장되게 설치되는 그 지점에 고리(67)를 설치하여 앵커(60)의 이송을 편리하게 할 수 있다.

또한, 수중에서 앵커(60)가 변형되는 것을 방지하기 위하여 닻혀(62)와 닻채(64)의 연결상태를 보강하기 위한 보강용 띠장(68)을 더 포함시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 설치공법은 도 4 및 도 5에 도시되어 있고, 이 공법은 도 2 및 도 3에 도시된 실시예 중 앵커만을 제외하고는 모두 동일하므로, 도 4 및 도 5에 도시된 앵커만 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5에 도시된 상기 앵커(70)는 좌우대칭을 이루고 있으며 그 중앙에는 닻장파이프(75)를 연결하기 위한 닻장고정파이프(74)가 삽입설치된 닻혀(72), 상기 닻혀(72)와 연결되는 닻채(76)를 포함하여 이루어진다.

상기 닻혀(72)에는 닻장고정파이프(74)에 삽설되는 닻장파이프(75)가 더 구비케 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 닻혀(72)가 수중에서 고정되게 한다.

상기 닻채(76)의 양 측면에는 닻채(76)의 변형을 방지하기 위한 닻채보강재(77)가 더 구비되고, 상기 닻혀(72)와 닻채(74)의 변형을 방지하기 위한 연결부재(78)를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 닻혀(72)의 바닥 중앙에는 가이드(79)가 돌출 형성되어 있어 수중에 있는 점토에 묻힐 때 앵커(70)의 중심을 잡게 하는 역할을 한다.

실시예

오탁방지막은 수중에서 받는 힘은 커튼부가 받는 힘이 대부분이므로, 상기 커튼부를 외력으로부터 지지하기 위하여는 커튼부를 고정하는 앵커가 필요하고, 이 앵커를 이용하여 오탁방지막을 설치하고자 할 경우 외력계산을 해 보았다.

본 발명의 실시예에서의 계산식은 항만청에서 오탁방지막의 외력을 계산하기 위한 식을 사용하며, 이 식에 본 발명의 출원인이 사용하는 앵커를 설계하여 반영하였고, 와닻형 앵커의 외력계산만을 하였다.

1. 설계조건

설계조건 항목	단위	현장조건
파고(F)	m	2.00
풍속(U)	m/sec	20.00
조류속도(V)	m/sec	0.74(환경영향평가서 참조)
주기(T)	sec	5.30
수심(h)	m	7.00(H.W.O.S.T. 기준)
파장(L)	m	35.00
CURTAIN 폭(B)	m	3.00
FLOAT두께	m	0.35

여기서 커튼부 폭은 설계조위(H.W.O.S.T.)를 감안한 총 소요수심이 10m 이상일때 커튼부 폭은 총 소요수심의 1/3를 보고, 10m이하일 때 총 소요수심의 2/3를 커튼부 폭으로 한다.

2. 앵커조건

가. 풍저항 : 플로트에 작용하는 공기저항

P1=26.32Kg/㎡

나. 수저항 : 커튼부에 작용하는 유슈저항

P2=32.5Kg/㎡

다. 파력저항 : 커튼부에 작용하는 파력

P3=73.2Kg/㎡

3. 오탁망지막의 장력산정

커튼부는 외력(등분포하중)에 대하여 변형되며, 변형 후 막면에 발생하는 장력을 산출한다.

가. 플로트의 장력(T1)

T1 = (P1×a×)/(2×f)=354.34kg/m

여기서) P1 = 풍저항(kg/㎡)

2a = Anchor 간격(10.0m)

f = 변형량(0.1 × 2a = 1.0m)

T1 : 풍저항으로 생기는 플로트의 막면 장력

나. 커튼부의 막체장력

T2 =((P2+P3)×a×)/(2×f)= 1, 768kg/m

T2 = 수저항 및 파력저항에 의하여 생기는 Curtain부의 막면 장력(kg/m)

여기서) P2 = 수평저항(kg/㎡)

P3 = 파력저항(kg/㎡)

다. 전체막 장력

T3 = T1×d + T2×B = 353.34×0.35 + 1.768×3 = 5,415.65kg

T3 = 플로트 및 커튼부의 막면 장력에 의한 전체장력

여기서) d = 플로트의 직경(0.35m)

B = 커튼부의 폭(3m)

라. 오탁방지막의 산정

산출된 커튼부의 막면장력에 대하여 공사내용 사용조건 등에 의한 적정한 안전율을 곱한 강도 이상의 재질을 막체 재료로 선정한다.

бn ≥ б

여기서) бn : Canvas 재료의 인장강도(t/m)

б : 안전율을 고려한 막체의 인장강도(t/m)

커튼부와 플로트를 일체로 제작하는 것으로 한다고 가정하고,

б = Tmax·FS ≤ бn = 1,768×3 = 22,98t/m

따라서, 막체의 인장강도는 25t/m를 사용한다.

여기서) Tmax = T1과 T2 중 큰 값

FS = 통상적으로 10~15를 사용하고 상기 계산식에서는 13을 사용

4. 닻가지형 Anchor BLOCK 계산

가. 개요

해당 수역에서 외력에 의한 방지막의 유동을 방지하기 위하여 해저면에 Anchor를 오탁방지막의 플로트와 연결하여 고정시키는 역할을 하며 현장조건에 따라 Anchor의 종류 및 크기등을 계산하여야 하고, Anchor의 수중중량이 막체가 받는 전체 중량보다 커야 한다.

나. Anchor 크기 및 중량 결정

(1) 전체 하중: 전체막 장력(T3)의 수류방향 성분에 한 구간당의 막면 수직 방향의 하중

(2) 앵커 결정

1) 전체막 장력(T3)의 수류방향 성분에 한 구간당의 막면 수직방향의 하중

F = 2×T3 ×sin21.8 = 3,636.94kg

여기서) α = 막면의 휨 강도= 21.8, tanα = (4×f)/(2×α) = 0.4

α =21.8

2) 닻가지형 앵커의 수평지지력(Fh) 계산

① 40관급

· 활동면적 = (측면적×2)+ 하부면적

∑A = {1/2×(1.2/)×2} + 1/2{(0.35+0.35) + (1.2/×2)} ×1.2/ = 1.697 + 1.725 = 3.422 ㎡

Fh1 =∑A·τ·f = 6156.00 kg

Fh2 = 해수 중 앵카의 무게 = 0.869×150kg = 130.85kg

Fh3 = 앵카에 사용되는 해수 중 중량 = 0.869×(와이어길이×와이어의 단위 길이)

= 31.3kg ---> 통상적인 와이어 길이 30.0

·수평지지력

Fh = Fh1 + Fh2 + Fh3 = 6318.15 kg

FS=T·S×F = 1.2×3,636.94 =4364.33 kg

·설계조건

1) Fh 〉Fs

2) 본 40관급 앵커의 Fh는 6318.15 kg 이고, FS는 4364.33 kg 이므로 설계조건에 만족된다.

여기서, τ·f : 원지반 토질의 전단 응력 1,800kg/㎡, 단 점토성 지반으로 가정

T·S : 1.2 (안전률: 항만시설물 설계기준서 참조)

T : 3,636.94 전체하중 Kg

② 50관급

· 활동면적 = (측면×2)+ 하부면적

∑A = {1/2×((1.2/)×2} + 1/2{(0.35+0.35) + ((1.2/×2)}×(1.2/ )

= 1.980 + 1.725

= 3.705 ㎡

Fh1 =∑A·τ·f = 6669.00 kg

Fh2 = 해수 중 앵카의 무게 = 0.869×150kg = 130.85kg

Fh3 = 앵커에 사용되는 해수 중 중량 = 0.869×(와이어길이×와이어의 단위 길이)

= 31.3kg ---> 통상적인 와이어 길이 30.0

·수평지지력

Fh = Fh1 + Fh2 + Fh3 = 6831.15 kg

FS=T·S×F = 1.2×3,636.94 =4364.33 kg

·설계조건

1) Fh 〉Fs

2) 본 40관급 앵커의 Fh는 6831.15 kg 이고, FS는 4364.33 kg 이므로 설계조건에 만족된다.

T·S : 1.2 (안전률: 항만시설물 설계기준서 참조)

T : 3,636.94 전체하중 Kg

5. 앵커로프의 결정

Br≥(F·S×F)/sinθ = 11,295.66kg

여기서) Br : 앵커로프의 절단 하중

F·S: 3.0(안전률)

F : 3,636.94kg

θ : 앵커로프와 해면과의 벌림각도(35)

Br=11,3t의 하중을 버틸 수 있는 두께 20.00mm인 앵커로프를 사용하면 된다.

종래의 앵커로프오탁방지막 상하단에 연결한 경우에는 해면과의 벌림각도가 25인 점을 감안할 때 앵커로프의 두께가 18mm인 반면, 본 발명에서 와탁방지막 상단에만 와이어로플르 장착할 때는 앵커로프를 20mm로 사용하면 된다. 따라서, 종래의 오탁방지막 설치공법에서의 오탁방지막 하단에 커튼부를 지지하기 위하여 연결하는 앵커로프를 사용하지 않아도 되므로 설치시공비가 감소된다.

또한, 본 발명에 의한 오탁방지막의 설치공법은 오탁방지막 하단에 앵커로프를 장착시키기 않아도 되므로 해수면이 내려가 커튼부가 해저면과 닿을 때 앵커로프가 꼬이는 현상을 방지할 수 있고, 강한 수력에 의하여 커튼부가 찢어지는 현상을 방지할 수 있게 된다.

본 발명에 의하면,

오탁방지막 상단, 하단에 앵커로프를 사용하여 앵커에 연결하는 종래의 시공방법에서 오탁방지막 하단에 설치되는 앵커로프 대신에 오탁방지막 하단에 무게중심수단을 구비케 함으로서 앵커로프의 길이를 줄여 시공비용을 줄일 수 있음과 더불어 수중에 단단히 고정되어 있는 오탁방지막의 커튼부가 찢어지는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 오탁방지막 하단에 앵커로프를 설치하지 않으므로 수심이 낮아질 때 오탁방지막 상단, 하단에 연결된 앵커로프가 설로 꼬이는 현상을 방지할 수 있고, 그 만큼 오탁방지막을 간단히 설치할 수 있다.

도 1은 종래의 앵커를 이용한 오탁방지막의 설치상태를 나타낸 개략도.

도 2a, 2b, 2c, 2d, 2e는 본 발명에 의한 외닻형 앵커를 이용한 설치공법을 나타내는 상세도.

도 3a, 3b는 외닻형 앵커를 나타내는 도면.

도 4a, 4b, 4c, 4d, 4e는 본 발명에 의한 양닻형 앵커를 이용한 설치공법을 나타내는 상세도.

도 5a, 5b는 양닻형 앵커를 나타내는 도면.

*도면의 주요부호에 대한 설명*

10: 플로트부 20: 커튼부 30: 앵커로프

40: 앵커 50: 체인 52: 와이어

60: 앵커 62: 닻혀 64: 닻채

65: 뒤창보강재 66, 67: 고리 68: 보강용 띠장

69: 닻장고정파이프 69a: 닻장파이프 70: 앵커

72: 닻혀 74: 닻장고정파이프 75: 닻장파이프

76: 닻채 77: 닻채보강재 78: 연결부재

79: 가이드

Claims

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플로트부(10), 상기 플로트부(10)의 하단에 연결되어 오탁수가 공사장 밖으로 유출되는 것을 방지하고 일정간격으로 연결된 3.8Kg/m 체인(50)으로 구성된 무게중심수단이 장착되고, 가로 20m, 세로 3m인 커튼부(20)로 이루어진 오탁방지막을 준비하는 단계;

상기 플로트부(10)의 양 방향으로 대칭되게 앵커로프(30)의 일단을 연결하는 단계;

하부가 만곡 연장되고 끝단에 고리(66)가 형성된 닻채(64), 상기 닻채(64) 하단에 구비되는 편편한 닻혀(62), 상기 닻채(64)가 만곡 연장되게 설치되는 지점에 마련된 고리(67)를 포함하여 이루어진 앵커(60)의 고리(66)에 상기 앵커로프(30)의 타단을 연결하는 단계;

상기 앵커(60)를 해수속으로 매설하는데 단계를 포함하여 이루어진 앵커를 이용한 오탁방지막의 설치방법에 있어서,

상기 커튼부(20)와 체인(50)은 와이어(52)로 일정간격으로 결속되어 있어 무게중심수단인 체인(50)의 중량을 분산시켜 커튼부(20)가 찢어지는 현상을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하고,

상기 앵커(60)를 해수속으로 매설하는데 단계에서는 상기 앵커(60)의 닻채(64)가 만곡 연장되게 설치되는 지점에 마련된 고리(67)를 사용하여 들어올린 다음 앵커(60)를 해수속으로 운반하는 것을 특징으로 하고,

상기 앵커(60)의 닻채(64)에는 뒤창보강재(65)가 구비되며, 닻장고정파이프(69)에 삽설되는 닻장파이프(69a)가 부착되고, 수중에서 앵커(60)가 변형되는 것을 방지하기 위하여 닻혀(62)와 닻채(64)의 연결상태를 보강하기 위한 보강용 띠장(65)을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하고,

앵커에 연결된 앵커로프는 해수면을 기준으로 30 내지 40도를 향하고 있는 것을 특징으로 하는 앵커를 이용한 오탁방지막의 설치방법.
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