KR100612607B1 - 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중암반층에 고정설치된 교각 하단에 위치된 우물통 기초와; 내주연은 상기 우물통 기초 외주연과 교각 하단부를 감싸고 상단은 수면 위로 돌출되며 외주연 중심부에서 하단은 수중암반층에 원뿔형상으로 안착고정되되 하단 외주연에는 링망체가 형성되고 좌측과 우측으로 각각 분리된 상태로 고정되어 상단과 하단이 개방된 좌우한쌍의 세굴방지통체와; 상기 좌우한쌍의 세굴방지통체를 외측에서 하나로 감싸는 체결링과; 내부에 공기 또는 액체가 충진되어 상기 세굴방지통체의 내부에 각각 위치되는 세굴방지튜브와; 상단에 눈금자가 직립설치되고 외주연에 승하강을 원활하게 유도하는 볼베어링이 장착되며 저면에 외측으로 갈수록 두께가 두꺼워지는 내향경사면이 형성되고 세굴방지튜브의 상부에 위치되어 세굴방지통체 내에서 세굴방지튜브를 자중에 의해 하부로 누르는 중량체인 자중체와; 상단에 상기 자중체의 눈금자가 돌출되는 통공이 형성되고 상기 세굴방지통체의 상단을 밀폐시키는 덮개를 구비하는 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 교각의 우물통 기초의 외경부에 자중체에 의해서 세굴에 의한 공극을 메우는 튜브를 장착설치함으로써, 보다 적은 비용과 장비로도 손쉽게 우물통 기초의 하부가 변형되는 것을 방지하고 또한, 세굴의 진행을 보다 지연시킴으로써 교량의 수명을 보다 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

세굴방지통체, 세굴방지튜브, 자중체, 체결링, 덮개

Description

교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치{Breaking prevention equipment and breaking perception sensor of well box basis for bridge}

도 1은 본 발명 실시 예인 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치의 결합모습을 보인 분리 사시도,

도 2는 본 발명 실시 예인 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치의 시공모습을 보인 사시도,

도 3은 본 발명 실시 예인 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치의 평면도,

도 4는 본 발명 실시 예인 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치의 측단면도,

도 5는 본 발명 실시 예인 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치의 하부에 세굴에 의한 공극이 발생된 모습을 보인 측단면도,

도 6은 본 발명 실시 예인 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치인 세굴방지튜브에 의해 공극이 메워지는 모습을 보인 사용상태 측단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 세굴방지통체 11 : 링망체

20 : 세굴방지튜브 21 : 공기 또는 액체

30 : 자중체 31 : 눈금자

32 : 볼베어링 33 : 내향경사면

40 : 체결링 50 : 덮개

51 : 통공 60 : 우물통

70 : 교각

본 발명은 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교각의 우물통 기초의 외경부에 자중체에 의해서 세굴에 의한 공극을 메우는 튜브를 장착설치함으로써, 보다 적은 비용과 장비로도 손쉽게 우물통 기초의 하부가 변형되는 것을 방지하고, 또한 세굴의 진행을 보다 지연시킴으로써 교량의 수명을 보다 연장시킬 수 있는 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치에 관한 것이다.

교량(Bridge; 또는 다리)은 하천, 호소(湖沼), 해협, 만(灣), 운하, 저지 또는 다른 교통로나 구축물(構築物) 위를 건너갈 수 있도록 만든 고가구조물로, 지지할 시설의 종류 및 건너야 할 것의 종류에 따라 다종다양한 다리가 있다. 그러나 다리의 역할은 거의 같아서 첫째, 다리가 받쳐주는 통로와 시설의 기능을 안전하게 유지하는 일이며, 그러기 위해서는 충분한 강도와 내구성(耐久性)을 갖추어야 한다. 다음에 거의 모든 다리는 공공적(公共的)인 성격을 지니고 있으므로, 가급적 경제적으로 만들 것이 요구되며, 그러기 위해서 구조공학의 정수(精髓)를 모아 사용재료 ·구조형식 등을 비교 검토하여 가장 합리적인 안전성과 사용성 및 경제성이 확보되도록 해야 한다. 또 그것이 만들어지는 환경에 어울리게 아름다워야 한다

이런 교량은 통상적으로 상,하부구조로 나뉘어져 설명되어지는데 상부구조라 함은 차량하중을 직접 지지하는 부분으로 상판 바닥틀과 주형으로 구성되어 있고, 하부구조라 함은 상부구조로 부터의 하중을 지반으로 전달하는 역할을 하는 부분으로 교대, 교각 및 기초(말뚝 기초,우물통 기초등)로 구성되어 있다.

이와 같이 상,하부구조로 이루어진 교량 중 해상에 가설되는 교량은 그 시공이 매우 어려울 뿐만 아니라 시공후 유지관리하는데 있어서도 매우 어려운 문제가 있었다.

특히, 시공단계에서 수중발파에 의해 형성된 수중암반층 구멍의 내경과 이에 매설되는 우물통 기초의 외경 사이에 필히 형성되는 소정의 이격공간부에 의해 세굴현상이 급속히 진행되게 되어 우물통 기초를 지지하고 있는 수중암반층의 침하마져 초래토록 하는 등의 문제를 발생시켰기 때문이다.

이는, 교량의 사용기간을 대폭적으로 단축시키는 문제는 물론이고, 지지력 저하에 의한 낙교 등의 대형사고를 유발시키는 문제의 원인을 제공하였다. 그러므로 최근에는 상술한 문제를 치유할 수 있도록 하는 방법이 다각도로 모색되고 있다.

참고로 지금까지 보편적으로 취해왔던 치유 방법은 세굴에 영향을 미치는 주요인자인 흐름의 유속과 수심, 교각의 폭, 우물통의 크기 등에 대응할 수 있게 상 기 우물통 기초의 하부 외벽과 절취된 수중암반층 사이에 형성되어 있는 소정의 이격공간부에 사석이나 돌망태, 폐콘크리트를 활용한 콘크리트 블록 등을 설치하는 것이었다.

이는 시공과 굴요성, 경제성 및 유지관리 면뿐만 아니라 세굴에 대한 안정성도 어느 정도 확보할 수 있는 이점이 있는 반면에, 악천우와 같은 기후 조건에 의해 유속의 흐름이 급격히 빨라지게 될 경우에는 토사와 함께 휩쓸려 내려가 사실상 우물통 기초를 효과적으로 보호하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 상술한 이유로 인하여 지속적인 관찰을 통해 휩쓸려간 부위에는 그때 그때마다 보충 설치해 주어야하므로 유지 관리상의 불편한 문제와 비경제적인 문제점 등이 있었다.

이런 종래의 문제점을 해결하기 위해서, 우물통 기초의 외부에 위치되어 있는 토사 즉, 우물통 기초 하부 외벽과 절취된 수중암반층 사이에 형성되어 있는 소정의 이격공간부 내측과 인접한 수중암반층 상에 위치되어 있는 토사를 제거하는 제거과정과; 제거과정이 완료된 이격공간부 상부에 건식 시멘트몰탈이 내측에 주입된 고밀도 2중 토목 섬유봉을 작업바지선에 위치되어 있는 크레인을 통해 진수시켜 이 이격공간부를 폐쇄하는 폐쇄과정과; 폐쇄과정 완료 후 잠수부 작업을 통해 작업바지선에 설치되어 있는 응결재 주입장치의 노즐을 상기 이격공간부를 폐쇄하고 있는 고밀도 2중 토목 섬유봉 상에 등간격으로 수개 형성되어 있는 주입공에 삽입 설치한 후, 그라우팅액과 같은 응결재를 일정량 충전 주입토록 하여 고결시키는 주입고결과정을 단계적으로 거쳐 세굴방지시설을 시공토록 함을 특징으로 해상 교량용 우물통 기초의 세굴방지시설 시공방법이 특허등록 제 402437호로 2003년 10월 22일자로 등록공고된바 있었다.

그러나, 이러한 해상 교량용 우물통 기초의 세굴방지시설은 그 과정이 복잡하면서도, 바지선이나 그외의 많은 장비들을 필요로 하는바, 시공과정이 매우 복잡하고 작업시간이 오래 소요되어 시공비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 교각의 우물통 기초의 외경부에 자중체에 의해서 세굴에 의한 공극을 메우는 튜브를 장착설치함으로써, 보다 적은 비용과 장비로도 손쉽게 우물통 기초의 하부가 변형되는 것을 방지하고, 또한 세굴의 진행을 보다 지연시킴으로써 교량의 수명을 보다 연장시킬 수 있는 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수중암반층에 고정설치된 교각 하단에 위치된 우물통 기초와;

내주연은 상기 우물통 기초 외주연과 교각 하단부를 감싸고 상단은 수면 위로 돌출되며 외주연 중심부에서 하단은 수중암반층에 원뿔형상으로 안착고정되되 하단 외주연에는 링망체가 형성되고 좌측과 우측으로 각각 분리된 상태로 고정되어 상단과 하단이 개방된 좌우한쌍의 세굴방지통체와;

상기 좌우한쌍의 세굴방지통체를 외측에서 하나로 감싸는 체결링과;

내부에 공기 또는 액체가 충진되어 상기 세굴방지통체의 내부에 각각 위치되는 세굴방지튜브와;

상단에 눈금자가 직립설치되고 외주연에 승하강을 원활하게 유도하는 볼베어링이 장착되며 저면에 외측으로 갈수록 두께가 두꺼워지는 내향경사면이 형성되고 세굴방지튜브의 상부에 위치되어 세굴방지통체 내에서 세굴방지튜브를 자중에 의해 하부로 누르는 중량체인 자중체와;

상단에 상기 자중체의 눈금자가 돌출되는 통공이 형성되고 상기 세굴방지통체의 상단을 밀폐시키는 덮개를 구비하는 특징이 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 실시 예인 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치의 결합모습을 보인 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명 실시 예인 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치의 시공모습을 보인 사시도이며, 도 3은 본 발명 실시 예인 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치의 평면도이고, 도 4는 본 발명 실시 예인 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치의 측단면도이며, 도 5는 본 발명 실시 예인 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치의 하부에 세굴에 의한 공극이 발생된 모습을 보인 측단면도이고, 도 6은 본 발명 실시 예인 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치인 세굴방지튜브에 의해 공극이 메워지는 모습을 보인 사용상태 측단면도이다.

참고로 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세 한 설명을 생략하였다.

또한, 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것임은 물론이다.

본 발명 교량 우물통의 세굴방지용 설비 및 세굴 감지장치는, 수중암반층에 고정설치된 교각(70) 하단과 우물통(60) 기초를 감싸는 한쌍의 세굴방지통체(10)와, 한쌍의 세굴방지통체(10)를 하나로 지지하는 체결링(40)과, 세굴방지통체(10) 내부에 충진되는 세굴방지튜브(20)와, 세굴방지튜브(20) 하부로 누르는 중량체인 자중체(30)와, 세굴방지통체(10)의 상단을 밀폐시키는 덮개(50)로 구성된다.

상기 세굴방지통체(10)는 상단과 하단이 개방된 반원형상으로 좌우가 한 쌍인 원통체로, 내주연은 상기 우물통(60) 기초 외주연과 교각(70) 하단부를 감싸고, 상단은 수면 위로 돌출되며, 외주연 중심부에서 하단까지는 수중암반층에 원뿔형상으로 안착고정되되, 하단 외주연에는 링망체(11)가 형성되고 좌측과 우측으로 각각 분리된 상태로 고정된다.

상기 세굴방지튜브(20)는 내부에 공기 또는 액체(21)가 충진되어 상기 세굴방지통체(10)의 내부에 각각 위치되는 튜브로, 수중암반충에 세굴에 의한 공극이 발생되면, 세루방지튜브(20)의 공기 또는 액체(21)가 공극을 신속하게 메꾸어 세굴의 진행을 방지하게 된다.

상기 자중체(30)는 세굴방지튜브(20)의 상부에 위치되어 세굴방지통체(10) 내에서 세굴방지튜브(20)를 자중에 의해 하부로 누르는 중량체로, 상단에는 눈금자(31)가 직립설치되고, 외주연에는 승하강을 원활하게 유도하는 볼베어링(32)이 장착되며, 저면에는 외측으로 갈수록 두께가 두꺼워지는 내향경사면(33)이 형성된다.

상기 체결링(40)은 상기 좌우측으로 분리된 한쌍의 세굴방지통체(10)를 외측에서 하나로 감싸 고정시키는 링형상이다.

상기 덮개(50)는 상기 세굴방지통체(10)의 상단을 밀폐시키는 반원형상으로, 상단에는 상기 자중체(30)의 눈금자(31)가 관통되어 돌출되는 통공(51)이 형성된다.

이와 같은 본 발명의 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 두개의 반원체가 한 쌍을 이루는 세굴방지통체(10)의 내측면을 우물통(60) 기초부와 교각(70) 하단부의 외경부에 밀착시킨 다음, 세굴방지통체(10)의 외주연을 체결링(40)으로 결합시킨다.

이 상태에서, 세굴방지통체(10)의 내부에 공기 또는 액체(21)가 여유롭게 충진된 세굴방지튜브(20)를 각각 투입시키고, 세굴방지튜브(20)의 상부에 승하강을 이룰 수 있는 자중체(30)를 위치시킨다.

이 다음, 세굴방지통체(10)의 상단을 덮개(50)로 밀폐시키면 된다. 이때, 자중체(30)의 눈금자(31)는 통공(51)을 통해 외부로 돌출된다.

이 상태에서 수중암반층이 수류에 의해서 도 5와 같이, 세굴현상이 발생되면, 도 6과 같이 자중체(30)의 자중에 의해서 하부로 눌리는 세굴방지튜브(20) 내부의 공기 또는 액체(21)는 세굴에 의한 공극을 신속히 메꾸게 되므로 세굴의 진행 을 방지할 수 있게 된다.

이에 따라, 세굴이 발생된 곳의 눈금자(31)는 자중체(30)의 하강 이동에 따른 하강이동으로 세굴현상의 진행을 외부에서 육안으로도 손쉽게 파악할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명은 교각의 우물통 기초의 외경부에 자중체에 의해서 세굴에 의한 공극을 메우는 튜브를 장착설치함으로써, 보다 적은 비용과 장비로도 손쉽게 우물통 기초의 하부가 변형되는 것을 방지하고, 또한 세굴의 진행을 보다 지연시킴으로써 교량의 수명을 보다 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (1)

1. 수중암반층에 고정설치된 교각 하단에 위치된 우물통 기초와;

   내주연은 상기 우물통 기초 외주연과 교각 하단부를 감싸고 상단은 수면 위로 돌출되며 외주연 중심부에서 하단은 수중암반층에 원뿔형상으로 안착고정되되 하단 외주연에는 링망체가 형성되고 좌측과 우측으로 각각 분리된 상태로 고정되어 상단과 하단이 개방된 좌우한쌍의 세굴방지통체와;

   상기 좌우한쌍의 세굴방지통체를 외측에서 하나로 감싸는 체결링과;

   내부에 공기 또는 액체가 충진되어 상기 세굴방지통체의 내부에 각각 위치되는 세굴방지튜브와;

   상단에 눈금자가 직립설치되고 외주연에 승하강을 원활하게 유도하는 볼베어링이 장착되며 저면에 외측으로 갈수록 두께가 두꺼워지는 내향경사면이 형성되고 세굴방지튜브의 상부에 위치되어 세굴방지통체 내에서 세굴방지튜브를 자중에 의해 하부로 누르는 중량체인 자중체와;

   상단에 상기 자중체의 눈금자가 돌출되는 통공이 형성되고 상기 세굴방지통체의 상단을 밀폐시키는 덮개를 구비하는 교량 우물통의 세굴방지장치.

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