KR100915218B1 - 해상구조물 작업용 가물막이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해상구조물 작업용 가물막이 장치에 관한 것이다.

본 발명의 해상구조물 작업용 가물막이 장치는, 상부 둘레를 따라 상부플랜지부가 형성되어 있고, 하부해상구조물의 둘레에 밀착되어 고정되는 하부고정장치와; 하부고정장치의 플랜지부에 안착된 채 기둥구조물을 둘러싸는 두 개의 물막이부재로 구성되어 있으며, 두 물막이부재는 일측을 축으로 회전 가능하도록 결합되어 있고, 타측은 맞대어져 밀착 고정되도록 형성되어 있는 작업용케이스와; 작업용케이스의 두 물막이부재에 양측 끝단이 각각 고정되어 두 물막이부재를 회전시키도록 되어 있는 실린더장치와; 작업용케이스 내부에 설치되어 있고, 물이나 공기가 내부에 채워지도록 구성되어 있으며, 내부에 채워지는 물이나 공기의 양에 따라 부피가 팽창되도록 주름진 형태로 형성되어 있는 부력장치와; 하단이 작업용케이스에 밀착되고, 상단이 기둥구조물의 저면에 밀착하여 작업용케이스를 기둥구조물과 평행을 유지한 채 일정한 위치에 고정시키도록 한 다수 개의 지지장치;로 구성된다.

본 발명에 의해, 가물막이 장치 하부에서 상부로 발생하는 부력에 대하여 부력을 감소시켜 구조적 안정성을 가지며, 내부 공간에서의 작업을 원할하게 할 수 있고, 하부고정장치를 이용하여 작업용케이스의 설치가 쉬우며, 영구자석을 설치하여 자력을 이용하여 두 물막이부재 사이가 벌어지지 않도록 함으로써 수밀성을 유지시킬 수 있으며, 칸막이 및 부력부재를 설치하여 수압 및 부력의 크기에 따라 해수와 공기를 자유롭게 투입하여 수압 및 부력의 변화에 대해 능동적이 대처가 가능한 가물막이 장치가 제공된다.

Description

해상구조물 작업용 가물막이 장치{TEMPARARY LEVEE PROTECTOR FOR REPARING UNDERWATER STRUCTURE}

산업의 발전과 함께 물류의 이동이 국가와 국가 사이에 해양을 통하여 대량으로 이루어짐에 따라 대형 선박이 접안할 수 있는 항만이나 원료 및 자재를 하역하기 위한 하역시설 등 해상구조물이 신설 및 증설되고 있으며, 기존 구조물에 대하여도 보수 및 보강이 필요하다.

이들 해상구조물의 기초로 말뚝기초를 사용하는 경우가 빈번하며, 말뚝기초로 종래에는 철근콘크리트 말뚝을 사용하여 왔으나, 근래에는 강관 말뚝을 자주 채택하고 있다.

이러한 해양 구조물의 기초 말뚝과 같은 구조물의 작업을 위한 가물막이를 설치, 이동하는 방법에 있어서 고려하여 할 외부의 환경 및 조건은 풍속, 풍향, 풍압력, 파랑, 파형, 파고, 파력, 조석, 조류, 태풍, 지진 해일, 수압, 부력 등 다양한 환경 및 조건을 검토해야 하며, 특히 조석, 조류 및 수압이나 부력과 같은 항시적인 외부 환경에 대하여는 충분히 고려되어야 한다.

특히, 간만차가 큰 지역에서는 말뚝과 같은 종 방향의 길이가 긴 구조물에 대하여는 부력과 수압에 관하여 충분히 검토되어야 한다.

또한, 해수는 해수에 용해되어 있는 각종 염분으로 인하여 전기 전도도가 높은 물질이므로 해상 작업에서 전기를 사용한 작업 기기나 장치를 사용하지 않는 것이 좋으며, 해양오염을 방지하기 위하여 유압기기 등의 사용 또한 피하는 것이 좋다.

본 발명은 해상에 말뚝 기초와 같은 기둥구조물을 설치하거나 설치된 기둥구조물을 보수하거나 방식하는 작업에 사용되는 가물막이 장치에 관한 것이다.

가물막이 장치와 관련된 기술로, '교각 보수장치 및 그를 이용한 보수공법'(한국등록특허공보 제10-0665563호)에는 발포폼으로 구성된 작업대, 작업대를 지지하는 하부의 외측에 다수개의 부력부, 상부에는 교각지지대 및 작업대를 상하로 이동시키는 권치롤을 설치한 교각 보수장치 및 유압, 공기압, 부력 밀폐 에어 튜브를 이용한 보수공법이 공개되어 있다.

또, '수중 구조물 작업용 케이슨'(한국등록특허공보 제10-0641605호)에는 슬라브 및 슬라브 하부를 지지하는 강관파일로 이루어진 수중구조물 작업용 케이슨이 공개되어 있는 바, 보다 상세하게 분할 바닥체와 분할 벽체로 구성된 몸체, 분할 몸체간의 접합부와 바닥체와 강관파일의 접합부의 차수패킹, 모체에 부력탱크로 이루어지고 부력조절펌프, 유압실린더 등의 장치로 구성된 기술이 공개되어 있다.

또, 미국등록특허공보 제4992996호에는 강관파일과 같은 지지부재의 보수보강을 위한 작업대로서 2개의 반원통형 클램프 세션과 반원통형의 구획체에 연결되는 스트럿을 형성한 지지 클램프 수단을 플랫폼 지지대의 내부에 개스킷을 내설 후 볼트 체결하며, 지지 클램프 수단의 외부와 스트럿이 연결되며, 적어도 2개변으로 분리되며 볼트 체결되는 반원통의 구획체와 바닥 플레이트를 형성하며, 내부의 물을 펌핑하여 건조한 후 플랫폼의 지지대의 손상부 등을 보수하는 기술이 공개되어 있다.

또, 영국등록특허공보 제2114636A호에는 두 개의 반원통형 몸체가 힌지 결합되며, 그 접합면은 실링 개스킷을 내설하는 반으로 구성된 챔버를 플랫폼 원형 파일에 내설하며, 작업챔버의 상부에 작업을 위한 레일링을 형성한 작업 챔버가 공개되어 있으며, 미국등록특허공보 제1807962호는 수중에서 빠른 보수를 위한 건조상태의 작업환경을 만들기 위하여 힌지로 연결되며, 볼트로 체결되는 도어를 파일의 외주면에 설치하며, 그 접합면에 패킹을 설치한 파일 보수 작업 챔버가 공개되어 있다.

상기와 같은 종래 기술들은 간만의 차가 큰 지역에서 외압으로 작용하는 부력 및 수압에 대해 효율적으로 대처하기 어렵다는 문제가 있었다.

또, 장비를 파일에서 다른 파일로 이동하고 설치할 때 장비 본체의 활용성이 떨어지는 문제점도 있었다.

또한, 파일의 크기나 형상 변화에 대해 능동적으로 대처가 불가능한 문제가 있었으며, 작업 공간 내의 수밀성을 완벽히 유지하기 어렵다는 문제점도 있었다.

본 발명의 해상구조물 작업용 가물막이 장치는 위와 같은 종래 기술에서 발생되는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 가물막이 장치 하부에서 상부로 발생하는 부력에 대하여 부력을 감소시켜 구조적 안정성을 갖는 가물막이 장치를 제공하려는 것이다.

또, 가물막이 장치의 외부 케이스와 상부구조물을 지지함에 있어 수평 방향이 아닌 수직방향으로 지지장치를 설치함으로써 내부 공간에서의 작업을 원할하게 하려는 것이다.

보다 구체적으로, 기둥구조물에 별도의 작업 구조물을 설치하지 않음으로 인해 작업 시간을 단축시키려는 것이다.

또한, 크기와 무게가 작은 하부고정장치를 기둥구조물에 고정시킨 후 그 위에 크기와 무게가 큰 작업용케이스를 설치하도록 함으로써 작업용케이스의 설치를 쉽게 하고, 작업하고자 하는 정확한 위치에 방식 공사를 진행할 수 있게 하려는 것이다.

또한, 두 물막이부재의 하부 접촉면에 영구자석을 설치하여 자력을 이용하여 두 물막이부재 사이가 벌어지지 않도록 함으로써 수밀성을 유지하려는 것이다.

특히, 영구자석의 내측에 스프링을 설치함으로써 수밀성을 보다 향상시킬 수 있게 하려는 것이다.

또한, 지지장치는 길이의 조절이 가능하게 형성함으로써 서로 다른 시공 환경에서도 손쉽게 지지장치를 지속적으로 사용할 수 있게 하려는 것이다.

또한, 지지장치의 상부에 고무패드를 설치하여 상부구조물의 저면 표면이 고르지 않은 경우에도 지지장치가 상부구조물의 하중을 균등하게 떠받칠 수 있게 하려는 것이다.

또한, 물막이부재의 하부 두께를 상부 두께보다 두껍게 형성함으로써 구조적인 안정성을 유지하여 파도 등에 의한 유동을 최소화시키려는 것이다.

또한, 칸막이를 이용하여 층층히 부력부재를 설치하여 수압 및 부력의 크기에 따라 해수를 급배수하고, 공기를 급배수 함으로써 수압 및 부력의 변화에 대해 능동적이 대처가 가능한 가물막이 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 해상구조물 작업용 가물막이 장치는 위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 상부 둘레를 따라 상부플랜지부가 형성되어 있고, 기둥구조물의 둘레에 밀착되어 고정되는 하부고정장치와; 하부고정장치의 상부플랜지부에 안착된 채 기둥구조물을 둘러싸는 두 개의 물막이부재로 구성되어 있으며, 두 물막이부재는 일측을 축으로 회전 가능하도록 결합되어 있고, 타측은 맞대어져 밀착 고정되도록 형성되어 있는 작업용케이스와; 작업용케이스의 두 물막이부재에 양측 끝단이 각각 고정되어 두 물막이부재를 회전시키도록 되어 있는 실린더장치와; 작업용케이스 내부에 설치되어 있고, 물이나 공기가 내부에 채워지도록 구성되어 있으며, 내부에 채워지는 물이나 공기의 양에 따라 부피가 팽창되도록 주름진 형태로 형성되어 있는 부력장치와; 하단이 상기 작업용케이스에 밀착되고, 상단이 상부구조물의 저면에 밀착하여 작업용케이스를 기둥구조물과 평행을 유지한 채 일정한 위치에 고정시키도록 한 다수 개의 지지장치;로 구성된다.

이때, 물막이부재는,

기둥구조물의 외주면으로부터 일정 거리 이격되어 형성된 간격형성부와; 간격형성부의 하부 둘레에서 기둥구조물의 외주면 방향으로 간격형성부에 수직으로 형성된 수평부와; 수평부의 내주면으로부터 기둥구조물의 외주면을 타고 간격형성부와 평행하게 형성된 하부밀착부와; 간격형성부의 하단과 하부밀착부의 하단을 연결하는 다수 개의 보강부재;로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

특히, 두 물막이부재의 수평부가 맞대어지는 부분에 서로 엇갈리도록 각 수평부마다 일측은 영구자석이 설치되어 있고, 타측은 자석에 부착되는 성질의 금속 재질로 형성되어 있어 자석에 의해 두 물막이부재의 수평부가 밀착되어 작업용케이스 내부로 물이 유입되지 않도록 한 것을 특징으로 한다.

또, 영구자석이 설치된 내측으로 스프링삽입공간이 형성되어 있고, 스프링삽입공간에 영구자석을 앞으로 밀어내는 방향의 탄성복원력을 갖도록 스프링이 설치되어 있으며, 영구자석이 설치된 상면과 하면에는 탄성을 갖는 수밀패드가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 두 물막이부재의 간격형성부는 하부의 두께가 상부의 두께보다 두껍게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 지지장치는, 하단이 상기 작업용케이스에 밀착되고, 내부가 빈 하부지지관과; 하부가 하부지지관의 상부에 삽입되어 있고, 상단은 상부구조물의 저면에 밀착하도록 된 상부지지관;으로 구성되어 있으며, 상부지지관은 하부지지관 상부로 돌출되는 길이를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 지지장치는 물막이부재의 바닥 및 측면에 고정되어 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 부력장치는, 작업용케이스 내부에 설치되어 있고, 물이나 공기가 내부에 채워지도록 구성되어 있으며, 내부에 채워지는 물이나 공기의 양에 따라 부피가 팽창되도록 주름진 형태로 형성되어 있고, 하부에 해수의 유입을 조절하는 해수조절밸브가 설치되어 있는 부력주머니와; 부력조절관에 의해 부력주머니와 연결되어 있고, 부력조절관에 공기를 유입시키거나 공기를 배출시키도록 되어 있는 공기압조절장치;로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 부력주머니는 평면상 기둥구조물의 둘레에 다수 개가 설치되어 있고, 다수 개의 부력주머니는 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 작업용케이스의 내부에 상하로 다수 개의 칸막이가 설치되어 있고, 각 칸막이에 의해 분할된 구간마다 상기 부력주머니가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 해상구조물 작업용 가물막이 장치에 의해, 가물막이 장치 하부에서 상부로 발생하는 부력에 대하여 부력을 감소시켜 구조적 안정성을 갖는 가물막이 장치가 제공된다.

또, 가물막이 장치의 외부 케이스와 상부구조물을 지지함에 있어 수평 방향이 아닌 수직방향으로 지지장치를 설치함으로써 내부 공간에서의 작업을 원할하게 할 수 있다.

보다 구체적으로, 기둥구조물에 별도의 작업 구조물을 설치하지 않음으로 인해 작업 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 크기와 무게가 작은 하부고정장치를 기둥구조물에 고정시킨 후 그 위에 크기와 무게가 큰 작업용케이스를 설치하도록 함으로써 작업용케이스의 설치를 쉽게 하고, 작업하고자 하는 정확한 위치에 방식 공사를 진행할 수 있다.

또한, 두 물막이부재의 하부 접촉면에 영구자석을 설치하여 자력을 이용하여 두 물막이부재 사이가 벌어지지 않도록 함으로써 수밀성을 유지시킬 수 있다.

특히, 영구자석의 내측에 스프링을 설치함으로써 수밀성을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 지지장치는 길이의 조절이 가능하게 형성함으로써 서로 다른 시공 환경에서도 손쉽게 지지장치를 지속적으로 사용할 수 있게 된다.

또한, 지지장치의 상부에 고무패드를 설치하여 상부구조물의 저면 표면이 고르지 않은 경우에도 지지장치가 상부구조물의 하중을 균등하게 떠받칠 수 있게 된다.

또한, 물막이부재의 하부 두께를 상부 두께보다 두껍게 형성함으로써 구조적인 안정성을 유지하여 파도 등에 의한 유동을 최소화시킬 수 있게 된다.

또한, 칸막이를 이용하여 층층히 부력부재를 설치하여 수압 및 부력의 크기에 따라 해수를 급배수하고, 공기를 급배수 함으로써 수압 및 부력의 변화에 대해 능동적이 대처가 가능한 가물막이 장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 해상구조물 작업용 가물막이 장치를 나타낸 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 해상구조물 작업용 가물막이 장치의 단면 개략도.

도 3은 본 발명의 해상구조물 작업용 가물막이 장치의 평면 개략도.

도 4는 본 발명의 해상구조물 작업용 가물막이 장치에 부력주머니가 다층 구조로 설치된 상태를 나타낸 개략도.

도 5는 본 발명의 해상구조물 작업용 가물막이 장치의 하부고정장치의 저면도.

도 6은 본 발명 해상구조물 작업용 가물막이 장치의 부력장치를 나타낸 구성도.

도 7은 본 발명 해상구조물 작업용 가물막이 장치에 영구자석이 설치된 상태를 나타낸 분해 사시도.

<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>

100 : 하부고정장치 100a, 100b : 하부고정부재

110 : 상부플랜지부 111 : 상부수밀패드

120 : 측면플랜지부 121 : 측면수밀패드

200 : 작업용케이스 200a, 200b : 물막이부재

210 : 간격형성부 211 : 힌지

212 : 간격형성부측플랜지 220 : 수평부

221 : 수평부측플랜지 222 : 수평부수밀패드

223 : 수평부측클램프 230 : 하부밀착부

231 : 하부밀착부측플랜지 224 : 스프링삽입공간

240 : 부강부재 300 : 실린더장치

400 : 부력장치 410 : 부력주머니

411 : 해수조절밸브 412 : 공기조절밸브

420 : 칸막이 430 : 부력조절관

440 : 공기압조절장치 500 : 지지장치

510 : 상부지지관 511 : 나사산

512 : 상부지지판 513 : 고무패드

520 : 하부지지관 521 : 하부지지판

530 : 지지장치고정클램프 600 : 영구자석

610 : 스프링 700 : 기둥구조물

800 : 상부구조물

이하 본 발명의 해상구조물 작업용 가물막이 장치에 대해 첨부된 도 1 내지 도 7을 통해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 가물막이 장치의 분해 사시도를 나타낸 것이다.

도면에서 보는 바와 같이 본 발명의 가물막이 장치는 크게, 하부고정장치(100)와, 작업용케이스(200), 실린더장치(300), 부력장치(400), 지지장치(500)로 구성된다.

본 발명의 구성요소인 하부고정장치(100)는 본 발명의 주요 기술사상 중 하나로, 종래의 가물막이 장치에는 없는 것이다.

종래의 가물막이 장치는 본 발명의 작업용케이스(200)와 같이 부피와 무게가 큰 케이스를 기둥구조물(700)의 둘레에 직접 고정시켰다.

하지만 강재 파일 방식 작업 등은 그 위치를 정확하게 세팅해야 함에도 케이스의 부피와 무게가 커 수중에서 작업하기가 무척 어려웠다.

즉, 하부고정장치(100)는 본 발명의 작업용케이스(200)를 정확한 위치에 고정시키기 쉽게 하여 종래 문제점을 해소한 것이다.

도 1을 통해 하부고정장치(100)를 구체적으로 살펴보면, 기둥구조물(700) 둘레를 감싸도록 두 개의 하부고정부재(100a,100b)로 구성되어 있으며, 두 하부고정부재(100a,100b)의 측면에는 각각 측면플랜지부(120)가 형성되어 있어 서로 맞대어지도록 구성되어 있으며, 두 하부고정부재(100a,100b)가 맞대어지게 되면 그 내주면이 기둥구조물(700)의 외주면에 밀착되어 해수가 침투하지 못하도록 되어 있다.

두 개의 하부고정부재(100a,100b)간 고정은 각 측면플랜지부(120)에 볼트삽입홀을 형성하여 볼트와 너트를 통해 고정이 가능하며, 클램프를 이용하여 고정할 수도 있다.

또, 두 하부고정부재(100a,100b) 간 연결부위를 통해 해수가 침투하는 것을 보다 적극적으로 방지하기 위하여 두 하부고정부재(100a,100b)의 측면플랜지부(120)에 측면수밀패드(121)를 설치할 수도 있다.

또한, 하부고정장치(100)와 작업용케이스(200) 연결 부위에도 해수의 침투를 방지하기 위해 두 하부고정부재(100a, 100b)의 상부에 상부플랜지부(110)를 형성하고, 상부플랜지부(110)에 상부수밀패드(111)를 설치할 수도 있다.

이와 같은 하부고정부재(100a,100b)를 추가하게 될 경우 또다른 효과가 발생되는데, 이는 상부의 작업용케이스(200) 하부 내주면을 기둥구조물(700)에 밀착시키지 않아도 된다는 것이다.

즉, 하부고정장치(100)가 기둥구조물(700)에 밀착, 고정되어 있으며, 해수가 침투하지 못하도록 막고 있으므로 작업용케이스(200)는 단지 하부고정장치(100)에 고정되기만 하면 된다.

따라서, 작업용케이스(200)는 일정한 규격으로 형성한 채 하부고정장치(100)는 내경이 각기 다른 다양한 규격을 준비하고, 각기 다른 하부고정장치(100)의 상부플랜지부(110)의 폭을 넓게 형성하게 되면, 기둥구조물(700)의 외경에 관계없이 다양한 작업용케이스(200)에 고정시킬 수 있게 된다.

본 발명의 구성요소인 작업용케이스(200)는 하부고정장치(100)의 상부플랜지부(110)에 안착된 채 기둥구조물(700)을 둘러싸는 두 개의 물막이부재(200a,200b)로 구성되어 있으며, 두 물막이부재(200a,200b)는 일측을 축으로 회전 가능하도록 결합되어 있고, 타측은 맞대어져 밀착 고정되도록 형성되어 있다.

도 1을 살펴보면, 물막이부재(200a,200b)는 기둥구조물(700)의 외주면으로부터 일정 거리 이격되어 형성된 간격형성부(210)와, 간격형성부(210)의 하부 둘레에서 기둥구조물(700)의 외주면 방향으로 간격형성부(210)에 수직으로 형성된 수평부(220), 수평부(220)의 내주면으로부터 기둥구조물(700)의 외주면을 타고 간격형성부(210)와 평행하게 형성된 하부밀착부(230), 간격형성부(210)의 하단과 하부밀착부(230)의 하단을 연결하는 다수 개의 보강부재(240)로 구성된 것을 볼 수 있다.

물막이부재(200a,200b)를 일반 원통형으로 형성하지 않고, 단을 형성하여 하부를 좁게 형성한 것은 하부밀착부(230)의 저면 부분이 하부고정장치(100)의 상부플랜지부(110) 위에 안착될 수 있는 구조로 형성하기 위함이다.

이때, 하부고정장치(100)의 상부플랜지부(110)와 작업용케이스(200)의 하부밀착부(230) 간의 고정은 볼트와 너트를 이용하여 고정하거나 클램프를 이용하여 고정시키면 된다.

아울러, 두 물막이부재(200a,200b)의 각 간격형성부(210) 및 수평부(220), 하부밀착부(230)에는 플랜지부를 형성하고, 각 플랜지부가 서로 맞대어져 고정되도록 구성한다.

즉, 간격형성부(210)의 힌지(211)가 설치된 측의 반대편에는 간격형성부측플랜지(212)를 형성하고, 수평부(220)에는 수평부측플랜지(221)를, 하부밀착부(230)에는 하부밀착부측플랜지(231)를 형성하도록 하여 두 물막이부재(200a,200b)가 각 플랜지가 맞대어져 밀착 고정되도록 되어 있다.

또한, 보강부재(240)는 기둥구조물(700)의 중심을 축으로 원형으로 일정한 간격으로 다수 개 설치하는 것이 좋다.

한편, 두 물막이부재(200a,200b)의 간격형성부(210)의 일측 끝단에는 길이방향을 따라 힌지(211)가 설치되어 있어 힌지(211)를 축으로 두 물막이부재(200a,200b)가 회동하도록 구성되어 있다.

이처럼 힌지(211)를 설치한 이유는 물막이부재(200a,200b)의 부피와 무게가 커 각각의 물막이부재(200a,200b)를 기둥구조물(700) 둘레에 설치하기 힘이 드므로 두 물막이부재(200a,200b)를 서로 연결되게 형성하여 기둥구조물(700) 둘레에 위치시킨 후 힌지(211)를 기준으로 두 물막이부재(200a,200b)를 서로 맞대어 밀착시켜 고정시키기 위함이다.

따라서, 간격형성부(210)의 일측 끝단을 축으로 두 물막이부재(200a,200b)가 서로 회동하도록 구성되면서 다른 부분은 서로 맞대어져 밀착이 가능하도록 구성된다.

즉, 두 물막이부재(200a,200b) 간격형성부(210)의 타측에 간격형성부측플랜지(212)가 형성되어 있으며 볼트 및 너트 또는 클램프에 의해 밀착 고정되고, 간격형성부측플랜지(212)에도 수밀패드가 설치될 수 있다.

또한, 두 물막이부재(200a,200b)의 수평부(220) 및 하부밀착부(230)가 서로 맞대어지는 부분에도 각각 수평부측플랜지(221) 및 하부밀착부측플랜지(231)가 형성되어 있고, 각 플랜지에 수평부수밀패드(222) 및 하부밀착부수밀패드가 설치되며, 볼트 및 너트, 클램프에 의해 고정될 수 있다.

이때, 두 물막이부재(200a,200b)가 맞대어 지는 부분 중 수평부(220)의 맞대어지는 부분의 수밀이 특히 중요하며, 정확한 위치에서 고정시켜야 한다.

이를 위한 방법으로 두 물막이부재(200a,200b)의 수평부(220)가 맞대어지는 부분에 서로 엇갈리도록 각 수평부(220)마다 일측은 영구자석(600)을 설치하고, 타측은 자석에 부착되는 성질의 금속 재질로 형성하여 자력에 의해 두 물막이부재(200a,200b)의 수평부(220)가 서로 밀착되어 작업용케이스(200) 내부로 물이 유입되지 않도록 구성할 수 있다.

이때, 영구자석(600)이 설치된 내측으로 스프링삽입공간(224)을 형성하고, 스프링삽입공간(224)에 영구자석(600)을 밀어내는 방향의 탄성복원력을 갖도록 스프링(610)을 설치하면 신축성을 갖는 수평부수밀패드(222)와 신축성을 갖도록 설치된 영구자석(600)을 이용해 두 물막이부재(200a,200b)의 수평부(220)과 수밀성을 유지한 채 밀착되게 된다.

또한, 도 5에서 보는 바와 같이 수평부측클램프(223)를 교차로 설치하여 영구자석(600)과 함께 견고하게 고정시키도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 해수 내부 또는 해수 중에 잠겨 있는 물체의 면에는 정수압이 작용하는데, 그 크기는 수심에 비례한다.

즉, 수심이 깊어질수록 물막이부재(200a,200b)의 외벽면에 가해지는 수압이 증가하는 것이다.

결국 전체 물막이부재(200a,200b)의 두께가 얇을 경우 물막이부재(200a,200b)의 하부에 가해지는 압력에 의해 물막이부재(200a,200b)가 휘거나 변형이 발생할 수도 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 물막이부재(200a,200b)의 하부는 두께를 두껍게 형성하고, 상부는 얇게 형성하여 구조적으로 안정을 유지할 수 있다.

그 예로 물막이부재(200a,200b)의 간격형성부(210) 하부는 두께를 8 mm, 중간부는 5 mm, 상부는 3 mm로 형성할 수 있다.

이렇게 형성된 물막이부재(200a,200b)는 구조적으로 안정할 뿐만 아니라 본체의 무게중심을 하향시킴으로 수평 편력이 파도나 조류에 대하여 이동시에 보다 안정적이며 작업성을 향상시키게 된다.

간격형성부(210)의 두께를 서로 달리 형성하는 방법은 서로 다른 금속 판재를 용접하는 방법 등 다양한 방법으로 형성할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 두 작업용케이스(200)를 회전시키기 위한 방법으로 수작업을 통한 방법보다는 실린더장치(300)를 이용한 방법을 사용하였다.

즉, 도 1에서 보는 바와 같이 두 물막이부재(200a,200b)에 양측 끝단이 각각 고정되어 두 물막이부재(200a,200b)를 회전시키도록 되어 있는 실린더장치(300)를 구비하여 유압 또는 공압에 의해 두 물막이부재(200a,200b)를 밀착시키는 것이다.

이때, 유압식 실린더의 경우 해수를 오염시킬 수 있으므로 공갑식 실린더를 사용하는 것이 바람직하다.

공압 실린더 장치는 공지되어 있는 다양한 실린더장치(300)를 사용하면 되므로 내부 구성에 대한 도시 및 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 구성요소인 부력장치(400)는 작업용케이스(200) 내부에 설치되어 있고, 물이나 공기가 내부에 채워지도록 구성되어 있으며, 내부에 채워지는 물이나 공기의 양에 따라 부피가 팽창되도록 주름진 형태로 형성되어 있다.

이러한 부력장치(400)의 특징은 종래의 가물막이 시설에 사용되는 부력장치와는 현저한 차이점을 갖는다.

즉, 종래의 부력장치들은 가물막이 시설의 외부에 설치되어 간만의 차이에 따른 부력 및 수압 변화에 대처하기 어려운 구조로 이루어져 있었다.

반면, 도 1에 도시된 바와 같은 본 발명의 부력장치(400)는 간만의 차이 및 파도에 따른 부력 및 수압 변화에 대해 능동적으로 대처하도록 구성되어 있다.

보다 구체적으로, 작업용케이스(200) 내부에 설치되어 있고, 물이나 공기가 내부에 채워지도록 구성되어 있으며, 내부에 채워지는 물이나 공기의 양에 따라 부피가 팽창되도록 주름진 형태로 형성되어 있고, 하부에 해수의 유입을 조절하는 해수조절밸브(411)가 설치되어 있는 부력주머니(410)와;

부력조절관(430)에 의해 상기 부력주머니(410)와 연결되어 있고, 부력조절관(430)에 공기를 유입시키거나 공기를 배출시키도록 되어 있는 공기압조절장치(440);로 구성된다.

이때, 부력주머니(410)의 상측에는 공기조절밸브(412)를 설치하고, 공기조절밸브와 부력조절관(430)을 연결하도록 하는 것이 좋다.

또, 공기압조절장치(440)는 모터와 컴프레셔와 같은 장치로 구성할 수 있으며, 이 공기압조절장치(440)는 이미 설명한 공압실린더와 연결하여 공압실린더에 대한 공기 조절까지 가능하도록 구성할 수 있다.

즉, 하부에 상부로 향하는 부력이 크게 작용할 경우 해수조절밸브(411)를 조절함으로써 부력주머니(410) 내부의 해수 양을 조절하여 상향 압력을 최소화시킬 수 있다.

또, 파도가 낮아진 경우 부력주머니(410) 내부의 해수를 배출하고, 내부에 공기를 채우면 된다.

내부에 공기를 채우는 방법은 부력조절관(430)을 통해 공기압조절장치(440)로 공기를 밀어 넣어 해수를 배출하고, 공기를 채우면 된다.

또, 해수를 배출한 후 해수조절밸브(411)를 차단한 후 부력주머니(410)의 공기를 빨아들이게 되면 부력주머니(410)는 쪼그라들게 된다.

즉, 해수를 채우거나 배출시키고, 공기를 채우거나 배출시키는 것을 파도의 높이나 해수면의 높이에 따라 조절함으로써 수압 및 부력에 대응할 수 있게 되는 것이다.

이러한 구성에 있어서,부력주머니(410)는 도 3에서 보는 바와 같이 평면상으로 볼 때 기둥구조물(700)의 둘레에 다수 개가 설치하고, 다수 개의 부력주머니(410)는 서로 연결되는 방식으로 구성할 수 있다.

이러한 구성 이유는 도면에서 보는 바와 같이 물막이부재(200a,200b)와 기둥구조물(700) 사이 공간에 지지장치(500)와 같은 장애물이 있어 일체의 부력주머니(410)를 설치하기 어렵기 때문이다.

한편, 본 발명의 물막이부재(200a,200b) 길이가 3 ~ 7 m 등으로 높게 형성되게 되면 내부에서 작업하는 작업자가 한번에 기둥구조물(700)에 도포 작업 등을 하기 어렵다.

또, 높이가 높아지면 측면에서 볼 때 하나의 부력주머니(410)를 이용할 경우 조절이 어려워질 수 있다.

이러한 점을 고려하여 작업용케이스(200)의 내부에 상하로 다수 개의 칸막이(420)를 설치하고, 각 칸막이(420)에 의해 분할된 구간마다 부력주머니(410)를 설치하게 되면 보다 미세하게 부력 및 수압에 따른 조절이 가능해진다.

또한, 작업자가 칸막이(420) 위에서 작업을 진행할 수 있어 사다리 등이 불필요해지는 장점을 갖게 된다.

본 발명의 구성요소인 지지장치(500)는 하단이 작업용케이스(200) 하단에 밀착되고, 상단이 상부구조물(800)의 저면에 밀착하여 작업용케이스(200)를 기둥구조물(700)과 평행을 유지한 채 일정한 위치에 고정시키도록 다수 개가 설치된다.

이러한 지지장치(500)는 길이가 일정한 봉 형상의 부재를 끼워 설치할 수 있으나, 도 1과 같은 구성이 보다 바람직하다.

구체적으로, 하단이 상기 작업용케이스(200)에 밀착되고, 내부가 빈 하부지지관(520)과;

하부가 상기 하부지지관(520)의 상부에 삽입되어 있고, 상단은 상부구조물(800)의 저면에 밀착하도록 된 상부지지관(510);으로 구성하고, 상부지지관(510)은 하부지지관(520) 상부로 돌출되는 길이를 조절할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 하부지지관(520)의 상부 내주면에 나사산을 형성하고, 상부지지관(510)의 외주면에 나사산(511)을 형성함으로써 상부지지관(510)을 돌리는 방향에 따라 전체 지지장치(500)의 높이를 조절할 수 있게 되며, 이로 인해 상부구조물(800)과 작업용케이스(200) 하부를 서로 밀착시켜 고정함으로써 전체 작업용케이스(200)의 위치를 고정시키게 되는 것이다.

또한, 상부지지관(510)의 상부와 하부지지관(520)의 하부에 각각 상부지지판(512)와 하부지지판(521)을 설치하여 각각 상부구조물(800)과 기둥구조물(700)에 견고하게 지지되도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 지지장치(500)는 종래의 가물막이 장치에서 가물막이 장치를 고정시키기 위해 수평방향으로 버팀부재를 설치하는 것과 대별되는 것이다.

즉, 종래의 수평 방향의 버팀부재를 사용할 경우 기둥구조물(700)과 버팀부재가 서로 접촉하게 되므로 페인트칠과 같은 작업시 버팀부재를 제거해야 하므로 작업에 불편함이 많았다.

반면, 위와 같이 지지장치(500)는 기둥구조물(700)과 접촉하지 않으므로 작업자의 작업이 용이해진다.

이때, 상부구조물(800)의 저면의 표면이 울퉁불퉁할 경우 지지장치(500)의 상부를 상부구조물(800)에 설치하기가 용이하지 않고, 하중을 균일하게 지지할 수 없게 된다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 상부지지관(510)의 상단에 고무패드(513)를 설치하여 하중을 균일하게 지지할 수 있도록 할 수도 있다.

즉, 상부구조물(800)이 평활하지 않아도 충분히 밀착이 이루어지도록 하기 위한 것이다.

이러한 지지장치(500)로 하여금 수압 등에 의해 작업용케이스(200)의 변형을 방지하기 위해 용접이나 클램핑, 볼팅 등의 방법으로 물막이부재(200a,200b)의 바닥 즉 수평부(220)와, 물막이부재(200a,200b)의 측벽 즉 간격형성부(210)에 고정시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 해상구조물 작업용 가물막이 장치를 해상에 설치하고, 방식 과정과 같은 작업을 실시하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 가물막이 장치는 만조 상태에서 설치하는 것이 좋으며, 이때 부력장치(400)의 부력주머니(410)에는 이동 및 설치에 필요한 만큼의 부력으로 조정한다.

이동시의 조정 부력은 전체 가물막이 장치의 비중을 약 0.9로 맞추어 가물막이 장치가 상부로 약간 돌출된 형태로 하여 파도 등의 외부 충격을 최소화하여 작업성을 향상시킨다.

일단 해당 위치, 즉 상부구조물(800) 하부의 기둥구조물(700)에 도달하면 기둥구조물(700)의 하부에 하부고정장치(100)를 고정시킨다.

그런 다음 크레인을 이용하여 작업용케이스(200)를 이동시키며, 이때 부력장치(400)를 조절하여 전체 비중을 약 0.9가 되도록 조절하여 이동시 파도에 의한 편력 움직임을 최소화시킨다.

작업용케이스(200)가 형해상구조물에 근접하면 부력장치(400)를 이용하여 개략 설치 높이를 하부고정장치(100) 상부 30cm에 위치시키고, 실린더장치(300)를 이용하여 벌어진 두 물막이부재(200a,200b)를 일체로 결합시킨다.

이때, 영구자석(600)은 자력을 발휘할 수 있도록 작동상태에 둔다.

두 물막이부재(200a,200b)를 실린더장치(300)와 영구자석(600)을 이용하여 1차 접합시킨 다음 부력장치(400)를 이용하여 작업용케이스(200)를 하강시켜 하부고정장치(100)와 작업용케이스(200)를 결합시킨다.

작업용케이스(200)와 하부고정장치(100)의 1차 결합이 완료된 후에는 작업용케이스(200)와 상부구조물(800) 사이에 지지장치(500)를 설치하여 고정시킨다.

그런 다음 작업용케이스(200) 내부의 물을 수중펌프를 이용하여 배출하고, 작업용케이스(200) 내부의 물이 완전히 배출되면 실린더장치(300)를 다시 작동시켜 수밀성을 향상시키고, 결합부에 클램프를 체결하여 완전 수밀을 유지시킨다.

이러한 설치 작업이 완료되면 간조가 시작되는 시점에 맞추어 상부로부터 작업을 시행한다.

구체적으로, 간조와 함께 부력장치(400) 하부의 해수조절밸브(411)와 공기조절밸브(412)를 개방시켜 부력주머니(410) 내부의 해수를 배출하고, 부력주머니(410)를 물막이부재(200a,200b) 내주면 측으로 밀어내어 작업 공간을 확보한다.

부력주머니(410)가 칸막이(420)에 의해 층층히 설치되어 있는 경우 상부로부터 하부까지 반복적으로 실시하여 전체 작업 공간을 확보한다.

이처럼 작업 공간이 확보된 후 기둥구조물(700)에 대한 1차 작업을 실시한다.

강관파일의 보수를 위하여 가장 빈번하게 적용되는 도장 작업은 일반적으로 작업공정이 1회의 작업으로 완료되지 않고 바탕처리, 하도, 중도, 상도로 구분하여 행해지며 각 작업에서 건조시간(약 6시간이상)의 확보 등 휴지기간이 필요하다.

따라서, 1차 작업이 완료된 후 만조가 시작되면 해수조절밸브(411)와 공기조절밸브(412)를 조절하여 부력주머니(410) 내부로 해수를 유입시키고, 부력주머니(410)를 끌어당겨 해수를 최대한 충진시킨다.

이와 같은 작업을 통해 외압으로 작용하는 부력을 최소화시킬 수 있게 된다.

이처럼 간조와 만조시마다 작업용케이스(200) 내부 공간을 해수로 채우거나 비우면서 작업을 실시하면 된다.

본 발명의 해상구조물 작업용 가물막이 장치는 원형의 강재 파일, 철근콘크리트 파일, 다양한 사각형 육각형 등 형태의 파일 등 다양한 단면을 갖는 파일의 둘레에 설치가 가능하며, 바다 뿐만 아니라 강이나 호수 등에 대해서도 적용이 가능하다 할 것이다.

Claims (10)

1. 해상구조물 작업용 가물막이 장치에 있어서,

   상부 둘레를 따라 상부플랜지부(110)가 형성되어 있고, 기둥구조물(700)의 둘레에 밀착되어 고정되는 하부고정장치(100)와;

   상기 하부고정장치(100)의 상부플랜지부(110)에 안착된 채 기둥구조물(700)을 둘러싸는 두 개의 물막이부재(200a,200b)로 구성되어 있으며, 두 물막이부재(200a,200b)는 일측을 축으로 회전 가능하도록 결합되어 있고, 타측은 맞대어져 밀착 고정되도록 형성되어 있는 작업용케이스(200)와;

   상기 작업용케이스(200)의 두 물막이부재(200a,200b)에 양측 끝단이 각각 고정되어 두 물막이부재(200a,200b)를 회전시키도록 되어 있는 실린더장치(300)와;

   상기 작업용케이스(200) 내부에 설치되어 있고, 물이나 공기가 내부에 채워지도록 구성되어 있으며, 내부에 채워지는 물이나 공기의 양에 따라 부피가 팽창되도록 주름진 형태로 형성되어 있는 부력장치(400)와;

   하단이 상기 작업용케이스(200)에 밀착되고, 상단이 상부구조물(800)의 저면에 밀착하여 작업용케이스(200)를 기둥 형태의 기둥구조물(700)과 평행을 유지한 채 일정한 위치에 고정시키도록 한 다수 개의 지지장치(500);를 포함하여 구성된,

   해상구조물 작업용 가물막이 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 물막이부재(200a,200b)는,

   기둥구조물(700)의 외주면으로부터 일정 거리 이격되어 형성된 간격형성부(210)와;

   상기 간격형성부(210)의 하부 둘레에서 기둥구조물(700)의 외주면 방향으로 간격형성부(210)에 수직으로 형성된 수평부(220)와;

   상기 수평부(220)의 내주면으로부터 기둥구조물(700)의 외주면을 타고 간격형성부(210)와 평행하게 형성된 하부밀착부(230)와;

   상기 간격형성부(210)의 하단과 하부밀착부(230)의 하단을 연결하는 다수 개의 보강부재(240);로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는,

   해상구조물 작업용 가물막이 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 두 물막이부재(200a,200b)의 수평부(220)가 맞대어지는 부분에 서로 엇갈리도록 각 수평부(220)마다 일측은 영구자석(600)이 설치되어 있고, 타측은 자석에 부착되는 성질의 금속 재질로 형성되어 있어 자석에 의해 두 물막이부재(200a,200b)의 수평부(220)가 밀착되어 작업용케이스(200) 내부로 물이 유입되지 않도록 한 것을 특징으로 하는,

   해상구조물 작업용 가물막이 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 영구자석(600)이 설치된 내측으로 스프링삽입공간(224)이 형성되어 있고, 스프링삽입공간(224)에 영구자석(600)을 앞으로 밀어내는 방향의 탄성복원력을 갖도록 스프링(610)이 설치되어 있으며, 영구자석(600)이 설치된 상면과 하면에는 탄성을 갖는 수밀패드가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는,

   해상구조물 작업용 가물막이 장치.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 두 물막이부재(200a,200b)의 간격형성부(210)는 하부의 두께가 상부의 두께보다 두껍게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,

   해상구조물 작업용 가물막이 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 지지장치(500)는,

   하단이 상기 작업용케이스(200)에 밀착되고, 내부가 빈 하부지지관(520)과;

   하부가 상기 하부지지관(520)의 상부에 삽입되어 있고, 상단은 상부구조물(800)의 저면에 밀착하도록 된 상부지지관(510);으로 구성되어 있으며, 상부지지관(510)은 하부지지관(520) 상부로 돌출되는 길이를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는,

   해상구조물 작업용 가물막이 장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 지지장치(500)는 물막이부재(200a,200b)의 바닥 및 측면에 고정되어 설치된 것을 특징으로 하는,

   해상구조물 작업용 가물막이 장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 부력장치(400)는,

   상기 작업용케이스(200) 내부에 설치되어 있고, 물이나 공기가 내부에 채워지도록 구성되어 있으며, 내부에 채워지는 물이나 공기의 양에 따라 부피가 팽창되도록 주름진 형태로 형성되어 있고, 하부에 해수의 유입을 조절하는 해수조절밸브(411)가 설치되어 있는 부력주머니(410)와;

   부력조절관(430)에 의해 상기 부력주머니(410)와 연결되어 있고, 부력조절관(430)에 공기를 유입시키거나 공기를 배출시키도록 되어 있는 공기압조절장치(440);로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는,

   해상구조물 작업용 가물막이 장치.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 부력주머니(410)는 평면상 기둥구조물(700)의 둘레에 다수 개가 설치되어 있고, 다수 개의 부력주머니(410)는 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는,

   해상구조물 작업용 가물막이 장치.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 작업용케이스(200)의 내부에 상하로 다수 개의 칸막이(420)가 설치되어 있고,

    각 칸막이(420)에 의해 분할된 구간마다 상기 부력주머니(410)가 설치되는 것을 특징으로 하는,

    해상구조물 작업용 가물막이 장치.