KR100733082B1 - 우물통 설치 장치 및 그 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우물통 설치 장치 및 그 공법에 관한 것으로, 우물통 설치 장치는, 수면위로 부상할 수 있는 일정한 면적을 갖고 소정의 위치에 우물통을 축조하여 수중으로 내릴 수 있는 우물통 하강공간을 구비하는 부선과, 상기 부선의 우물통 하강공간을 중심으로 일정한 높이로 탑재된 거더와, 상기 부선의 우물통 하강공간을 따라 수중으로 하강되고 우물통 거푸집을 상부에 안착시켜 우물통 전체 길이에 해당하는 우물통을 축조할 수 있도록 안내하는 우물통 슈와, 상기 우물통 슈와 연결되어 상기 거더를 중심으로 우물통 슈를 지지하고 수중으로 하강 시키는 승강장치와, 상기 우물통 슈 내부에 장착되어 부력을 발생시키는 차수판 및 그 차수판의 해체를 위한 해체기구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

우물통 설치 공법은, 중앙에 우물통을 하강 시킬 수 있도록 구멍이 있고 그 구멍 주위에 중량물 승강장치가 부착된 거더를 탑재한 부선을 교각이 설치될 위치 상에 위치시켜 정착 시키는 단계와, 상기 부선에 탑재된 거더상의 승강장치에 차수판이 설치된 우물통 슈를 연결시키는 단계와, 상기 우물통 슈에 철근을 배근하고 콘크리트를 양생시킨 후 승강장치를 통해 적정 위치까지 내리거나 조절 한 뒤 상기 우물통 슈 상단부에 거푸집을 설치하고 그 거푸집에 콘크리트 작업을 실시하여 설치될 전체 우물통의 길이 만큼 우물통을 축조하는 단계와, 상기 우물통 슈 및 그 상부측으로 설치되는 우물통 거푸집의 적층에 비례하여 증가하는 중량 변동을 차수판을 통해 부선에 작용하는 부력을 자중으로 조절하는 단계와, 상기 부력 조절 단계를 통해 우물통 슈를 수면하에 안착시킨 상태에서 더 이상 침하가 진행되지 않으면 차수판을 해체하여 부력을 해제하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

우물통,교각,수중구조물,거푸집,차수판

Description

우물통 설치 장치 및 그 공법{Device of Bridge Pier Mould Construction and methed thereof}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 우물통 설치 장치의 전체 구성도

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 우물통 설치 장치의 개략적인구성도로서, (a)는 정면도, (b)는 평면도, (c)는 일측면도

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 우물통 슈의 상세 구성을 보인 도면

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 승강장치의 상세 구성 예로서, (a)는 정면도 이고, (b)는 일측면도

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 우물통 슈에 장착된 차수판의 구성을 평면 상태로 보인 도면

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차수판 해체기구의 구성 요부를 보인 것으로 (a)는 평면, (b)는 정면 구성도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:부선 11:하강공간

13:거더(girder) 14:우물통슈

15:승강장치 16:차수판

17:해체기구 20:승강대

21:유압잭뭉치 24:상판

25:하판 26:차수판본체

27:차수판프레임 28:수밀재

31:도킹핀 32:가이드블록

33:유압잭뭉치

본 발명은 우물통 설치 장치 및 그 공법에 관한 것으로 더 상세하게는 부선의 갑판 상에 우물통 공사에 필요한 장비를 탑재하여 자체 부력으로 중량에 관계없이 우물통의 조기 신속 시공 및 친환경적인 시공이 가능하게 하고 기상 조건에 영향 없이 효율적인 시공이 가능하면서도 충분한 현장 작업 조건을 제공하여 고품질의 우물통 시공으로 고성능 교량을 시공할 수 있도록 하는 것이다.

우물통은 수중에서 뻘층을 제거하고 침하시켜 암반위에 설치되는 구조물로서 교각을 받치고 교량의 하중을 지탱하여 교량의 성능과 안전에 가장 중요한 역할을 하는 구조물이다.

종래 우물통 시공 공법은 현장 여건에 따라 선별적으로 선택하여 시공하였으며, 대표적으로는 시트파일공법, 인공 섬을 조성하는 공법 및 인공 섬 조성과 시트파일공법을 병합한 공법을 적용하였다.

시트 파일 공법(sheet pile)은, 비교적 수심이 깊지 않은 현장에서 우물통 주변에 시트파일을 연암 지반까지 말뚝 박기하고 내부의 흙과 물을 제거하고 시트파일로 방수벽을 형성하여 내부에 작업자가 들어가서 1단(2~2.5m)씩 철근배근, 거푸집설치, 콘크리트 타설, 양생 등의 공정을 반복하여 설계 높이까지 상향 축조하는 공법으로 축조 후 다음 장소로 이동하여 상기와 같은 작업을 반복 시공한다. 그러나, 이 공법은 시공 과정 중 암반에 파일 항타시 암반이 교란되어 기초가 부실하게 될 수 있고, 그 틈새로 물이 침투하여 방수가 완벽하지 않아 기초 콘크리트의 강도가 저하되며 홍수시 시트파일이 수압에 견디지 못하여 파손되거나 하여 재시공 하는 등 공사기간이 길어져 공사비가 고가로 투입되는 문제점이 있다.

인공 섬 조성 공법은, 수심이 중간(15~20m) 정도 현장에서 우물통 위치에 하상의 흙을 긁어 모아서, 인공 섬을 수면 이상으로 성토하여 그 인공 섬에 시트파일을 말뚝 박기하고 경계를 구축하여 철재로 만들어진 우물통슈를 육상 구간에서 철근배근, 콘크리트타설, 양생후 우물통 내부의 흙을 제거하며 하강시키고 연속으로 시트파일을 용접하여 말뚝 박기를 하고 시트 파일 공법에서와 같이 1단씩 차례대로 철근배근, 거푸집설치, 콘크리트 타설, 양생으로 반복 축조하여 하단에 철재 슈를 갖춘 우물통을 암반까지 침하시킨 후 암반을 파쇄하여 우물통을 수직으로 정착시키는 하향식 공법이다. 그러나, 이 공법은 다량의 물이 유입되면 인공 섬이 유실되어 시트파일이 전도되거나 차수가 완벽치 않아 작업공간이 물에 잠길 수 있어서 홍수 때는 작업을 중지해야 하고 다시 재차 작업하려면 유실된 부분을 보완하여야 하므로 공사기간과 공사비가 증가되며 인공 섬 성토시 바닥에 적체 되어있던 오염물이 부상하여 식수오염의 중요 원인이 되어 상수원 보호구역인 내수면에서는 적용이 불가능하여 제한적으로 선택되는 공법이고 공사비는 시트 파일 공법에 비해 많이 투입되어 경제성과 효율성이 떨어진다.

인공 섬에 시트 파일을 혼합한 공법은, 시트 파일 공법과 인공 섬 공법의 중간에 해당된다. 이 공법은 수심이 15~20m를 넘는 수심이 더 깊은 곳에 적용되는 공법으로서, 수심이 깊은 곳에서 수면 이상으로 인공 섬을 성토하려면 다량의 흙이 필요하고 하상에서 그만큼의 흙을 조달하기가 어려울 때 선택되는 공법이다. 수면 이하 수심중간 까지 인공 섬을 성토하고 시트파일을 항타하여 상단에 방수벽을 형성하고 내부의 물을 배수하여 육상조건을 만들어 우물통 슈를 내부에서 철근배근, 콘크리트타설, 양생의 과정을 반복하여 상향으로 1단씩 축조한 후 우물통 내부에서 흙을 제거하며 암반까지 침하시키고 암반을 파쇄하여 정착시키는 상향 축조 후 하향 침하식 공법이다. 이 공법은 시트 파일 공법과 인공 섬 조성 공법의 혼합 공법이므로 상수원 보호구역의 수질오염, 홍수 시, 인공 섬의 유실로 인한 시트 파일의 붕괴우려, 연속적 인공 섬 성토작업 등으로 공기가 연장될 수 있고, 계속 장비 투입에 의한 공사비 증가 등의 단점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 시트 파일 및 인공 섬 조성에 의한 우물통 시공상의 문제점을 개선하기 위한 새로운 우물통 설치 공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 우물통 시공에 있어서 기초가 부실해지거나 물이 침 투하여 방수가 완벽하지 않아 기초 콘크리트의 강도가 저하되는 문제점을 개선하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 우물통 시공에 있어서 홍수 등에 의한 수압에 의해 우물통의 유실 및 파손 등의 문제 없이 우물통을 시공할 수 있게 함으로서 공기를 단축하고 경제적으로 우물통을 시공할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 우물통 시공 중 오염물의 부상을 방지하여 상수원 보호구역인 내수면에서 경제적이고 효율적으로 우물통 시공을 가능하게 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 우물통 시공에 있어서 공기의 지연 없이 신속 시공이 가능하고, 현장 여건에 따르는 계속 장비 투입에 의한 공사비 가중의 문제점을 개선하기 위한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 우물통 설치 장치는, 수면위로 부상할 수 있는 일정한 면적을 갖고 소정의 위치에 우물통을 축조하여 수중으로 내릴 수 있는 우물통 하강공간을 구비하는 부선과,

상기 부선의 우물통 하강공간을 중심으로 일정한 높이로 탑재된 거더와,

상기 부선의 우물통 하강공간을 따라 수중으로 하강되고 우물통 거푸집을 상부에 안착시켜 우물통 전체 길이에 해당하는 우물통을 축조할 수 있도록 안내하는 우물통 슈와,

상기 우물통 슈와 연결되어 상기 거더를 중심으로 우물통 슈를 지지하고 수중으로 하강 시키는 승강장치와,

상기 우물통 슈 내부에 장착되어 부력을 발생시키는 차수판 및 그 차수판의 해체를 위한 해체기구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 우물통 설치 공법은,

교각을 시공하기 위하여 교각이 설치되는 위치에 기초 우물통을 설치하는 공법에 있어서,

중앙에 우물통을 하강 시킬 수 있도록 구멍이 있고 그 구멍 주위에 중량물 승강장치가 부착된 거더를 탑재한 부선을 교각이 설치될 위치 상에 위치시켜 정착 시키는 단계와,

상기 부선에 탑재된 거더상의 승강장치에 차수판이 설치된 우물통 슈를 연결시키는 단계와,

상기 우물통 슈에 철근을 배근하고 콘크리트를 양생시킨 후 승강장치를 통해 적정 위치까지 내리거나 조절 한 뒤 상기 우물통 슈 상단부에 거푸집을 설치하고 그 거푸집에 콘크리트 작업을 실시하여 설치될 전체 우물통의 길이 만큼 우물통을 축조하는 단계와,

상기 우물통 슈 및 그 상부측으로 설치되는 우물통 거푸집의 적층에 비례하여 증가하는 중량 변동을 차수판을 통해 부선에 작용하는 부력을 자중으로 조절하는 단계와,

상기 부력 조절 단계를 통해 우물통 슈를 수면하에 안착시킨 상태에서 더 이상 침하가 진행되지 않으면 차수판을 해체하여 부력을 해제하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 도면 1 내지 도 6을 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 우물통 설치 장치의 전체 구성도 이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 우물통 설치 장치의 개략적인 구성도로서, (a)는 정면도, (b)는 평면도 (c)는 일측면도 이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 우물통 슈의 상세 구성을 보인 것이다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 승강장치의 상세 구성 예로서, (a)는 정면도 이고, (b)는 일측면도 이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 우물통 슈에 장착된 차수판의 구성을 평면 상태로 보인 것이다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차수판 해체기구의 구성 요부를 보인 것으로 (a)는 평면, (b)는 정면 구성이다.

본 발명의 실시 예에 따른 우물통 설치를 위한 장치의 구성 및 그 장치를 이용한 우물통 설치 공법의 예는 다음과 같다.

본 발명의 실시 예에 따른 우물통 설치 장치는, 도 1 내지 도 6과 같이, 수면위로 부상할 수 있는 일정한 면적을 갖고 소정의 위치에 우물통을 축조하여 수중으로 내릴 수 있는 우물통 하강공간(11)을 구비하는 부선(10)이 있다. 이 부선(10)은 수면위에 부상될 수 있으며, 일정한 공간의 갑판을 갖는 형태이다.

상기 부선(10)의 우물통 하강공간(11)을 중심으로 일정한 높이로 거더(13)가 탑재되어 있으며, 그 거더(13)의 탑재 구조는 문형의 형태이다.

상기 부선(10)의 우물통 하강공간(11)을 따라 수중으로 하강되고 우물통 거푸집을 상부에 안착시켜 우물통 전체 길이에 해당하는 우물통을 축조할 수 있도록 안내하는 우물통 슈(14)가 있다.

상기 우물통 슈(14)는 승강장치(15)로 연결되어 있으며, 그 승강장치(15)는 거더(13)를 중심으로 우물통 슈(14)를 지지하고 수중으로 하강 시킬 수 있게 되어 있다.

상기 우물통 슈(14) 내부에는 부력을 발생시키는 차수판(16)이 장착되어 있으며, 그 차수판(16)은 해체를 위한 해체기구(17)를 갖는다.

더 구체적으로 보면, 우물통 슈(14)는 도 3과 같이, 내피(14a)와 외피(14b) 그리고 내피(14a)와 외피(14b) 사이에 다수의 슈골격(14c)을 장착한 구조물로 이루어지고, 상기 내피(14a)는 하상 암반에 대한 정착성을 유지하기 위해 하부로 갈수록 단부가 뾰족한 모양을 형성하도록 일정한 기울기를 갖는 것으로 되어 있다.

승강장치(15)는, 도 4와 같이, 일단이 우물통 슈(14)와 연결되어 거더(13)에 지지되어 우물통 슈(14)를 하강 시키는 승강대(20)와, 승강대(20)를 거더(13)에 결합하여 고정하면서 가동 시키는 유압잭뭉치(21)로 되어 있다. 이 유압잭뭉치(21)는 유압잭(21a)을 통한 유압으로 승강대(20)를 상승 또는 하강 시키는 통상의 유압잭장치의 적용이 가능하며, 이에 대한 상세 구조 설명은 생략한다. 유압잭(21a)을 중심으로 승강대(20)의 위치 규제 및 유압 작용을 위한 스토퍼(22a)(22b)를 승강대(20)에 장착할 수 있으며, 유압잭(21a)은 잭베이스(23)를 통해 지지할 수 있다.

차수판(16)은, 도 5 및 도 6과 같이, 우물통 슈(14) 내부에 대응되는 크기로 형성되고 상판(24)과 하판(25)으로 된 차수판 본체(26), 그 차수판 본체(26)를 보강하기 위하여 상판(24)과 하판(25) 사이에 장착된 다수개의 차수판 프레임(27)들로 구성되어 있으며, 그 차수판 프레임(27)들은 강성과 강도 유지를 위하여 등간격 배칭 연속적인 배열로 되어 있다.

차수판(16)의 끝단면과 우물통 슈(14)의 내피(14a)가 접하는 접선면을 따라 누수를 막기 위한 수밀재(28)를 선택적으로 설치함으로서, 우물통 슈(14) 내부에 대한 수밀성을 유지할 수 있다.

차수판(16)의 해체기구(17)는, 도 6과 같이, 우물통 슈(14)의 내피(14a) 벽면을 보강하면서 도킹핀(31)의 진입과 이탈을 안내하기 위해 차수판 프레임(27)에 대응되는 내피(14a)의 벽면에 장착되고 도킹핀(31)에 대응되는 형상의 홀이 가공된 가이드블록(32)과, 가이드블록(32)에 형성된 홀을 따라 진입되고 이탈되는 도킹핀(31)과, 상기 도킹핀(31)을 가동시키기 위해 끝단이 도킹핀(31)에 연결되어 개개의 차수판 프레임(27)들에 장착된 유압잭뭉치(33)로 이루어질 수 있다. 이 유압잭뭉치(33)는 유압잭에 도킹핀(31)을 연결하여 직선 운동 시킬 수 있는 통상의 유압기구이다.
참고로, 차수판(16)은 우물통 슈(14) 내부에 장착되는 일종의 판형상의 물막이로서, 이는 우물통의 중량과 부선의 부력과 상호 관련하여 자동적으로 이완되거나 해제되는 것이 아니고, 작업자가 판단하여 차수판(16)의 외주를 따라 설치된 해체기구(17)를 작동시켜 우물통 슈(14)로부터 차수판(16)을 해체할 수 있게 된 것이다.
해체방법은, 차수판(16)의 외주를 따라 설치된 해체기구(17)의 도킹핀(31)을
가동시켜 실행한다. 즉, 차수판(16)이 우물통 슈(14)에 장착된 상태는 도킹핀(31)이 우물통 슈(14)의 내벽에 형성된 가이드블록(32)에 삽입된 상태이며, 각각의 도킹핀(31)은 유압잭뭉치(33)로 가동되도록 되어 있어 이것을 가동시켜 통해 인위적으로 차수판(16)을 우물통 슈(14)에서 해체할 수 있게 된다. 도 6(a)(b)와 같이 차수판(16)이 우물통 슈(14)의 가이드블록(32)에 도킹핀(31)으로 장착되어 있는 상태에서, 유압잭뭉치(33)를 작동시켜 도킹핀(31)을 당기면, 도킹핀(31)이 가이드블록(32)으로부터 이탈되어 차수판(16)을 우물통 슈(14)에서 해체할 수 있다.

본 발명에 따른 우물통 설치 장치에 따르면 다음과 같은 특징적인 우물통 설치 공법에 따라 우물통이 시공 된다.

중앙에 우물통을 하강 시킬 수 있도록 구멍이 있고 그 구멍 주위에 중량물 승강장치(15)가 부착된 거더(13)를 탑재한 부선(10)을 교각이 설치될 수면 상에 위치시켜 정착 시키는 단계, 부선(10)에 탑재된 거더(13)상의 승강장치(15)에 차수판(16)이 설치된 우물통 슈(14)를 연결시키는 단계, 우물통 슈(14)에 철근을 배근하고 콘크리트를 양생시킨 후 승강장치(15)를 통해 적정 위치까지 내리거나 조절 한 뒤 우물통 슈(14) 상단부에 거푸집을 설치하고 그 거푸집에 콘크리트 작업을 실시하여 설치될 전체 우물통의 길이 만큼 우물통을 축조하는 단계, 우물통 슈(14) 및 그 상부측으로 설치되는 우물통 거푸집의 적층에 비례하여 증가하는 중량 변동을 차수판(16)을 통해 부선(20)에 작용하는 부력을 자중으로 조절하는 단계, 부력 조절 단계를 통해 우물통 슈(14)를 수면하에 안착시킨 상태에서 더 이상 침하가 진행되지 않으면 차수판(16)을 해체하여 부력을 해제하는 단계로 우물통이 설치된다.

여기서, 부선(10)의 갑판 상에 우물통 공사에 필요한 장비를 탑재하여 부선(10)의 갑판을 우물통 설치를 위한 작업 공간으로 활용하는 것이 가능해진다.

또한, 우물통 슈(14)에 적층되는 거푸집 및 그 거푸집을 통해 양생되는 중량물인 우물통 구조물은 승강장치(15)를 이용하여 부선(10)의 하부상으로 침하시키고 그 승강장치(15)는 거더(13)에 안내되는 승강대(20)를 유압잭뭉치(21)로 이동시키는 특징적인 우물통 설치 공법이 제시된다.

또한, 우물통 슈(14)를 수면 이하로 내리기 전 초기 단계는 콘크리트 타설량이 경미하여 중량이 적으므로 승강장치(15)의 유압잭뭉치(21)의 지지력만으로 우물통 슈(14)를 지탱하는 특징적인 우물통 설치 공법이 제시된다.

또한, 우물통 슈(14)의 상부에 안착되는 거푸집에 타설되는 콘크리트의 양이 증가하고 점진적으로 우물통의 길이가 증가되어 중량이 증가하면서 우물통 슈(14)의 선단부가 수면 이하 수중으로 잠기면서 부력과 중량이 비례적으로 증가하고, 부 력과 중량이 같아지면 우물통에 물을 적당량씩 증가시키면서 중량을 조절하여 축조된 우물통을 하상 암반에 정착시키는 특징적인 우물통 설치 공법이 제시된다.

또한, 축조된 우물통 내외의 물 높이를 같게하여 수압 평형을 유지한 상태에서 차수판(16)을 승강장치(15)를 통해 부선(10) 위로 회수하여 차후 우물통 설치 공정에 재사용 하는 우물통 설치 공법이 제시 된다.

본 발명에 따른 우물통 설치 장치와 이를 이용한 공법상의 특징들을 도면 도 1 내지 도 6을 참고로 설명하면 다음과 같다.

우물통은 수중에서 뻘층을 제거하고 침하시켜 임반위에 설치되는 구조물로서 교각을 받치고 교량의 하중을 지탱하여 교량의 성능과 안전을 위한 가장 중요한 구조물이다.

몇가지 실시되고 있는 종전의 우물통 시공 공법들은 시트 파일, 인공 섬, 인공 섬과 시트 파일 공법을 병합한 공법 등이었다. 즉, 우물통 시공에서 요구되는 다양한 수상조건의 충족 여부나 우물통 축조를 위한 체계적 기구들이 적절치 못한 실정이었다.

본 발명은 부선(10) 갑판 상에 우물통 공사에 필요한 장비를 탑재하여 부선(10)의 갑판이 작업 현장으로 활용 가능하면서도 중량물인 우물통을 유압잭을 이용하여 안전하게 침하시킬 수 있으며, 조립, 해체가 가능한 우물통 슈(14)의 바닥을 차수판(16)을 통해 누수 없이 막아서 수면 이하로 내릴 때 부력을 얻을 수 있으며, 부력이 필요 없을 때는 안전하고 신속하게 우물통 슈(14)의 차수판(16)을 해체하여 부력을 없앨 수 있게 되어 있다.

즉, 교각이 설치될 위치 상에 부선을 앵커 등의 방법으로 정착 시키고, 우물통 슈(14)를 부선(10)의 상부에 설치되어 있는 승강장치(15)의 승강대(20)로 연결시켜 지지하여 완전히 조립한 뒤 우물통 슈(14)의 중단부에 차수판(16)을 설치하여 부력을 발생시켜 거더(13)나 승강장치(15) 등이 우물통 축조 과정에서 점진적으로 증가하는 과다한 중량부담을 조절할 수 있고, 차수판(16)을 해체기구(17)를 통해 안전하고 신속하게 해체할 수 있어 부선(10)에 작용되는 중량과 부력을 적절하게 조절하면서 우물통을 설치할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 우물통 설치의 예를 순서적으로 설명하면, 먼저 우물통이 앉을 위치의 바닥에 쌓인 흙을 바켓트가 장착된 준설 장비를 이용하여 하상을 평탄하게 정리한다.

그 뒤 우물통 슈(14)에 철근을 배근하고 콘크리트를 충분히 양생 시킨 후 유압잭뭉치(21)가 있는 승강장치(15)의 승강대(20)를 통해 지지하여 부선(10)의 하강공간(11)을 통해 정해진 만큼 밑으로 내린다.

우물통 슈(14) 상단부에 연속해서 거푸집을 설치하여 위와 같이 철근, 콘크리트 작업 및 하강작업을 수차례 수행하면, 처음에는 부력이 우물통의 자중보다 작아서 중량의 부담이 감쇄하다가 부력이 자중보다 더 커져서 하강이 더 이상 되지 않는 시점에 우물통 내부에 물을 채워서 자중을 이용하여 재차 하강을 수차례 실시한다. 이 경우는 우물통의 전체 길이 및 중량과 부선의 부력 관계에 따라 달라질 수 있을 것이다.

우물통 슈(14)가 수면 하 하상에 안착되고 더 이상 침하 현상이 나타나지 않 으면 차수판(16)에 끼워져 있는 도킹핀(31)이 힘을 받지 않도록 우물통 내부와 외부의 물높이가 같게 물을 채워 수압 평형을 이룬 후 유압 펌프를 작동시켜 해체기구(17)의 유압잭뭉치(33)를 가동하여 안정하게 도킹핀(31)을 이완 시킨다. 만약 우물통 내외부의 수압에 차압이 있으면 도킹핀(31)이 변형되어 분해가 지연되거나 내부 압이 적을 경우 차수판(16)이 급격히 상승하여 우물통의 콘크리트 부분을 파손시킬 수 있다.

연속해서 바켓트를 이용하여 우물통 내부 잔여 흙을 제거하면서 우물통을 더욱 깊이 침하시켜 나가면서 우물통을 설치한다.

우물통 슈(14)가 수면 이하로 내려지기 전 초기는 콘크리트 타설량이 적으므로 중량이 크지 않아 유압잭뭉치(21)의 유압력만으로 지탱하여도 유압잭뭉치(21)에 가해지는 로드는 미약한 수준이다. 그러나 계속 콘크리트를 타설하여 점진적으로 우물통의 길이가 길어지면 중량이 증가하고 선단부가 수면 이하로 잠기면서 부력과 중량이 비례적으로 증가한다. 부력과 중량이 같아지면 우물통에 물을 적당량씩 증가시키면서 중량을 조절하여 하상 암반에 정착시킨다,

여기서, 우물통 내외의 물높이를 같게하면 우물통 슈(14)의 바닥이 받는 수압이 같아진다. 이렇게 수압이 평형을 유지한 상태에서 차수판(16)의 도킹핀(31)에 연결된 유압잭뭉치(33)를 작동시켜 도킹핀(31)을 해체하고 차수판(16)을 부선(10)의 위로 회수하여 다시 사용할 수 있다.

한편, 이와 같이 우물통 설치를 위한 장치들은 부선을 중심으로 운용되고 우물통 축조와 더불어 적절하게 조정되고 필요에 따라 작동 되도록 되어 있으므로, 수상작업 구간에도 불구하고 육상에서와 같은 조건으로 우물통 콘크리트를 타설하고 충분히 양생하여 고품질 상태의 우물통을 시공할 수 있게 된다.

또한, 수면 아래 하상의 흙을 필요한 부분에서만 제거할 수 있으므로 하상 굴착이나 굴토 등에 의한 오염원 발생을 최소화하는 친환경적인 시공이 가능하며, 연속 공정, 즉 우물통 축조 및 하강 등이 시공자에 의해 선택적이고 적절하면서도 수월하게 이루어지질 수 있으므로 공정의 연속성을 끊김 없이 유지 시킬 수 있다.

또한, 수면상에서 부상하는 부선을 이용하므로 홍수 등의 기상 조건에 영향을 적게 받으면서도 그 조건에 구속되는 기간이 짧아 시설 및 장비 운용 기타 기상 조건의 영향으로 우물통 시공 시기를 조절해야 하는 불편이 없이 공기 단축이 가능하고, 다른 공법들에 비하여 적은 장비 운용으로 통일된 공간에서 모든 작업을 마칠 수 있으므로 전체적으로 공사비가 절감되어 경제성이 크다.

이와 같은 본 발명에 따른 우물통 설치 장치 및 그 공법에 따르면, 우물통 시공에 있어서 기초가 부실해지거나 물이 침투하여 방수가 완벽하지 않아 기초 콘크리트의 강도가 저하되는 문제점을 개선할 수 있으며, 홍수 등에 의한 수압에 의해 우물통의 유실 및 파손 등의 문제 없이 우물통을 시공할 수 있게 함으로서 공기를 단축하고 경제적으로 우물통을 시공할 수 있고, 우물통 시공 중 오염물의 부상을 방지하여 상수원 보호구역인 내수면에서 효율적인 우물통 시공이 가능하고, 공기의 지연 없이 신속 시공이 가능하며 현장 여건에 따르는 계속 장비 투입에 의한 공사비 가중의 문제점을 개선할 수 있다.

또한, 수상작업 구간에도 불구하고 육상에서와 같은 조건으로 우물통 콘크리트를 타설하고 충분히 양생하여 고품질 우물통을 시공할 수 있으며, 오염원 발생을 최소화하는 친환경적인 시공이 가능하며, 우물통 축조 및 하강 등이 시공자에 의해 선택적이고 적절하면서도 수월하게 이루어지질 수 있으므로 공정의 연속성을 끊김 없이 유지 시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 교각이 설치될 위치에 우물통을 설치하기 위한 우물통 설치 장치에 있어서,

   수면위로 부상할 수 있는 일정한 면적을 갖고 소정의 위치에 우물통을 축조하여 수중으로 내릴 수 있는 우물통 하강공간을 구비하는 부선과,

   상기 부선의 우물통 하강공간을 중심으로 일정한 높이로 탑재된 거더와,

   상기 부선의 우물통 하강공간을 따라 수중으로 하강되고 우물통 거푸집을 상부에 안착시켜 우물통 전체 길이에 해당하는 우물통을 축조할 수 있도록 안내하는 우물통 슈와,

   상기 우물통 슈와 연결되어 상기 거더를 중심으로 우물통 슈를 지지하고 수중으로 하강 시키는 승강장치와,

   상기 우물통 슈 내부에 장착되어 부력을 발생시키는 차수판 및 그 차수판의 해체를 위한 해체기구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 우물통 설치 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 우물통 슈는 내피와 외피 그리고 내피와 외피 사이에 다수의 슈골격을 장착한 구조물로 이루어지고, 상기 내피는 하상 암반에 대한 정착성을 유지하기 위해 하부로 갈수록 단부가 뾰족한 모양을 형성하도록 일정한 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 우물통 설치 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 승강장치는,

   일단이 상기 우물통 슈와 연결되어 상기 거더에 지지되어 상기 우물통 슈를 하강 시키는 승강대와,

   상기 승강대를 거더에 결합하여 고정하면서 가동 시키는 유압잭뭉치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 우물통 설치 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 차수판은,

   상기 우물통 슈 내부에 대응되는 크기로 형성되고 상판과 하판으로 된 차수판 본체와,

   상기 차수판 본체를 보강하기 위하여 상판과 하판 사이에 장착된 다수개의 차수판 프레임으로 구성된 것을 특징으로 하는 우물통 설치 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 차수판의 끝단면과 우물통 슈의 내피가 접하는 접선면을 따라 누수를 막기 위한 수밀재를 설치한 것을 특징으로 하는 우물통 설치 장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 해체기구는,

   상기 우물통 슈 내피 벽면을 보강하면서 도킹핀의 진입과 이탈을 안내하기 위해 차수판 프레임에 대응되는 내피의 벽면에 장착되고 도킹핀에 대응되는 형상의 홀이 가공된 가이드블록과,

   상기 가이드블록에 형성된 홀을 따라 진입되고 이탈되는 도킹핀과,

   상기 도킹핀을 가동시키기 위해 끝단이 도킹핀에 연결되어 개개의 차수판 프레임에 장착된 유압잭뭉치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 우물통 설치 장치.
7. 교각을 시공하기 위하여 교각이 설치되는 위치에 기초 우물통을 설치하는 공법에 있어서,

   중앙에 우물통을 하강 시킬 수 있도록 구멍이 있고 그 구멍 주위에 중량물 승강장치가 부착된 거더를 탑재한 부선을 교각이 설치될 위치 상에 위치시켜 정착 시키는 단계와,

   상기 부선에 탑재된 거더상의 승강장치에 차수판이 설치된 우물통 슈를 연결시키는 단계와,

   상기 우물통 슈에 철근을 배근하고 콘크리트를 양생시킨 후 승강장치를 통해 적정 위치까지 내리거나 조절 한 뒤 상기 우물통 슈 상단부에 거푸집을 설치하고 그 거푸집에 콘크리트 작업을 실시하여 설치될 전체 우물통의 길이 만큼 우물통을 축조하는 단계와,

   상기 우물통 슈 및 그 상부측으로 설치되는 우물통 거푸집의 적층에 비례하여 증가하는 중량 변동을 차수판을 통해 부선에 작용하는 부력을 자중으로 조절하는 단계와,

   상기 부력 조절 단계를 통해 우물통 슈를 수면하에 안착시킨 상태에서 더 이상 침하가 진행되지 않으면 차수판을 해체하여 부력을 해제하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 우물통 설치 공법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 부선의 갑판 상에 우물통 공사에 필요한 장비를 탑재하여 부선의 갑판을 우물통 설치를 위한 작업 공간으로 활용하는 것을 특징으로 하는 우물통 설치 공법.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 우물통 슈에 적층되는 거푸집 및 그 거푸집을 통해 양생되는 중량물인 우물통 구조물은 승강장치를 이용하여 부선의 하부상으로 침하시키고 그 승강장치는 거더에 안내되는 승강대를 유압잭으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 우물통 설치 공법.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 우물통 슈를 수면 이하로 내리기 전 초기 단계는 콘크리트 타설량이 경미하여 중량이 적으므로 승강장치의 유압잭 지지력으로 우물통 슈를 지탱하는 것을 특징으로 하는 우물통 설치 공법.
11. 제 7 항에 있어서,

    상기 우물통 슈의 상부에 안착되는 거푸집에 타설되는 콘크리트의 양이 증가하면서 점진적으로 우물통의 길이가 증가되어 중량이 증가되고 우물통 슈의 선단부가 수면 이하 수중으로 잠기면서 부력과 중량이 비례적으로 증가하며, 부력과 중량이 같아지면 우물통에 물을 적당량씩 증가시키면서 중량을 조절하여 축조된 우물통을 하상 암반에 정착시키는 것을 특징으로 하는 우물통 설치 공법.
12. 제 7 항에 있어서,

    상기 축조된 우물통 내외의 물 높이를 같게하여 수압 평형을 유지한 상태에서 차수판을 승강장치를 통해 부선위로 회수하여 차후 우물통 설치 공정에 재사용 하는 것을 특징으로 하는 우물통 설치 공법.

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