KR100955991B1 - 수중교량 가설용 연속압출장치 및 연속압출공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중을 가로지르는 형태의 수중교량을 연속압출공법으로 가설하기 위하여, 단독으로 또는 끝단압출장치와 힘을 합하여 교량본체를 전진 이송시킴으로써 수중교량의 시공성을 향상시키고 특히 연장길이가 길고 수심이 깊은 수중교량도 쉽게 가설할 수 있도록 하며, 더 나아가서는 이러한 장치를 매우 간단한 구조에 의해 실현할 수 있는 수중교량 가설용 연속압출장치, 그리고 특히 수심이 깊고 연장길이가 긴 수중교량을 쉽게 가설할 수 있는 수중교량 연속압출공법을 개시한다.

본 발명에 따른 수중교량 연속압출장치는, 교량본체(10)의 상부를 덮어 지지하는 하우징(110); 상기 하우징(110)을 수저 지반에 고정하는 지지구조물(111); 상기 하우징(110) 내에 상, 하 방향으로 이동가능하게 설치되고, 하면에는 압출 방향 전방으로 갈수록 상향 경사진 미끄럼면(121)이 형성되어 있는 상부승강블록(120); 하면에 상기 상부승강블록(120)의 미끄럼면(121)에 대응한 경사면(131)이 형성되어, 상기 경사면(131)이 상기 상부승강블록(120)의 미끄럼면(121)에 미끄럼 이동 가능한 상태로 결합되는 하부미끄럼블록(130); 및 상기 상부승강블록(120)의 상부 하우징(110)에 장착되어 상하방향으로 신축함으로써 상부승강블록(120)과 하부미끄럼블록(130)을 상승 및 하강시키는 승강용 잭장치(140)를 포함한다.

이러한 본 발명의 수중교량 연속압출장치는, 상기 승강용 잭장치(140)를 신장시켜 상기 상부승강블록(120) 및 하부미끄럼블록(130)을 아래로 누르는 것에 의해 상기 교량본체(10)가 아래로 밀려 내려가서 상기 하우징(110)으로부터 이격되 고, 상기 하부미끄럼블록(130)이 상기 상부승강블록(120)의 미끄럼면(121)을 따라 전방으로 상향하여 미끄러지면서 이동되는 것에 의해 교량본체가 전방으로 이동된다.

수중, 부유, 교량, 터널, 압출, 하우징, 경사면

Description

수중교량 가설용 연속압출장치 및 연속압출공법{LAUNCHING APPARATUS AND METHOD FOR CONSTRUCTING A SUBMERGED BRIDGE}

본 발명은 수중을 가로지르는 형태로 설치되는 수중교량에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수중교량을 연속압출공법으로 가설할 때, 단독으로 또는 끝단압출장치와 힘을 합해 교량본체를 쉽게 이송시킬 수 있고, 수심이 깊고 연장길이가 긴 수중교량도 쉽게 가설할 수 있음과 더불어 이를 매우 간단한 구조에 의해 실현할 수 있는 수중교량 가설용 연속압출장치, 그리고 특히 수심이 깊고 연장길이가 긴 수중교량도 쉽게 가설할 수 있도록 하는 수중교량 연속압출공법에 관한 것이다.

본 명세서에서의 수중교량은, 해당 기술분야에서 지칭하는 '수중교량' 또는 수중터널', '부유식 수중교량' 또는 부유식 수중터널', '부력식 수중교량' 또는 부력식 수중터널', '잠수식 부유교량' 또는 '잠수식 부유터널' 등을 말하는 것으로서, 주로 바다나 강을 사이에 둔 육지와 육지 사이 또는 육지와 섬 사이에 차량이나 사람이 통행할 수 있도록 '물속 중간을 가로지르는 형태'로 설치되는 터널 또는 교량이다. 이하에서는, 상기와 같이 물속 중간을 가로지르는 형태의 교량이나 터널을 모두 '수중교량'으로 통칭한다.

최근에는 위와 같은 수중교량을 시공함에 있어서, 내부에 통로가 형성되어 있는 프리캐스트 교량본체들을 해상으로 운반하여 순차적으로 가라앉히면서 수중에서 연결하고 방수처리하던 종래의 복잡하고 어려운 공법을 개선한 이른바 '연속압출공법(I.L.M : Incremental Launching Method)'을 적용한 가설공법이 개발되었다.

연속압출공법에 의해 수중교량을 가설하는 종래의 예는 대한민국 등록특허 제0797795호 및 제0797796호 공보 등에서도 찾아볼 수 있는바, 이는 교량본체를 해상으로 운반하지 않고, 한쪽의 육상에 설치된 제작장에서 교량본체를 세그먼트(segment)로 제작하여 뒤쪽에서 계속하여 잇대어 가면서 수중으로 차례로 밀어내어(압출하여) 가설하는 공법이다.

이러한 연속압출공법에서는, 육상의 제작장에 교량본체의 단부를 밀어내기 위한 끝단압출장치를 설치하고, 교량 구간 중간의 여러 지점에는 교량본체를 지탱하기 위한 수중교각구조물을 설치하고 있는데, 상기 수중교각구조물에는 교량본체의 이송을 원활하게 하기 위해 교량본체를 안내하는 롤러를 설치하고, 교량본체의 내부에는 중력 블록을 넣어 교량본체의 부력을 줄여 롤러와의 마찰을 줄이고 있다(상기 등록특허 제0797795호).

그런데 위와 같은 고려들은, 수중교량의 연장길이가 짧고 수심이 얕은 경우에는 그 효과를 충분히 발휘할 수 있으나, 교량의 길이가 길거나 수심이 깊은 경우에는 롤러나 중력블록의 설치만으로는 충분하지 못한 경우가 허다하기 때문에 교량의 길이가 길거나 수심이 깊은 경우를 대비하여 추가적인 압출력을 제공할 수 있도록 하는 특별한 대책이 요구되고 있다.

예컨대, 수중교량의 연장길이가 긴 경우에는, 교량본체의 무게가 지나치게 증가하고, 그러면서도 부력을 많이 받아 수중교각구조물에 롤러를 설치하였더라도 교량본체와 롤러 사이의 마찰력이 매우 커지기 때문에, 기존의 끝단압출장치만으로는 그 힘을 감당하기가 어렵다. 또한, 교량본체의 부력을 줄이기 위하여 교량본체의 통로 내부에 중력블록을 설치한 상태로 압출하는 방법도 있으나, 이를 위해서는 내부 통로를 따라 중력블록을 설치하고 다시 내부 통로를 따라 제거하는데에 너무나 많은 시간과 노력을 투입하여야만 한다.

또한, 교량본체는 내부로 물이 침투할 수 없도록 선단면(先端面)을 막은 상태에서 물속으로 이송하는데, 이 경우에는 수심이 깊어질수록 수압이 높아져서 교량본체의 선단면에 작용하는 수압에 의해 교량본체의 전진방향에 대항하는 힘이 과도해지기 때문에 기존의 끝단압출장치만으로는 그 힘을 감당하기가 어렵다. 따라서, 수심이 깊은 곳에서는 실제로 연속압출공법을 적용하기가 극히 어렵거나 불가능하게 된다.

예컨대, 수심이 100m이고, 수심이 10m 깊어질 때마다 수압이 1㎏/㎠(즉, 1x10⁴㎏/㎡)씩 증가한다고 가정하고, 교량본체 선단면의 면적(단면적)이 300㎡인 경우, 교량본체의 선단면에는 무려 30,000톤(ton)이라는 큰 저항력이 작용하게 된다.

한편, 교량본체의 선단부를 막지 않고 교량본체 내부에 물을 채워가면서 압출하는 방법을 사용하면 상기한 선단 수압에 의한 저항력을 해소할 수 있지만, 교량본체 내부에 물이 채워지면 내부 공정(예; 철로 설치, 도로 설치 등)을 동시에 진행할 수가 없기 때문에 수중교량의 전체 공정이 지나치게 지연된다.

본 발명은 상술한 종래의 문제들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 단독으로 또는 끝단압출장치와 힘을 합하여 교량본체를 전진 이송시킴으로써 수중교량의 시공성을 향상시키고 특히 연장길이가 길고 수심이 깊은 수중교량도 쉽게 가설할 수 있도록 하며, 더 나아가서는 이러한 장치를 매우 간단한 구조에 의해 실현할 수 있는 수중교량 가설용 연속압출장치, 그리고 특히 수심이 깊고 연장길이가 긴 수중교량을 쉽게 가설할 수 있는 수중교량 연속압출공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수중교량 가설용 연속압출장치는, 내부에 통로가 형성되어 있는 교량본체를 제작장에서 세그먼트로 제작하여 뒤쪽에서 잇대어 가면서 수중으로 차례로 밀어내어 가설하는 연속압출공법에서 상기 교량본체를 수중으로 밀어내기 위한 연속압출장치로서, 상기 교량본체의 상부를 덮어 지지하는 하우징; 상기 하우징을 수저 지반에 고정하는 지지구조물; 상기 하우징 내에 상, 하 방향으로 이동가능하게 설치되고, 하면에는 압출 방향 전방으로 갈수록 상향 경사진 미끄럼면이 형성되어 있는 상부승강블록; 하면에 상기 상부승강블록의 미끄럼면에 대응한 경사면이 형성되어, 상기 경사면이 상기 상부승강블록의 미끄럼면에 미끄럼 이동 가능한 상태로 결합되는 하부미끄럼블록; 및 상기 상부 승강블록의 상부 하우징에 장착되어 상하방향으로 신축함으로써 상부승강블록과 하부미끄럼블록을 상승 및 하강시키는 승강용 잭장치를 포함한다. 이러한 본 발명은, 상기 승강용 잭장치를 신장시켜 상기 상부승강블록 및 하부미끄럼블록을 아래로 누르는 것에 의해 상기 교량본체가 아래로 밀려 내려가서 상기 하우징으로부터 이격되고, 상기 하부미끄럼블록이 상기 상부승강블록의 미끄럼면을 따라 전방으로 상향하여 미끄러지면서 이동되는 것에 의해 교량본체가 전방으로 이동된다.

상기한 본 발명의 수중교량 가설용 연속압출장치에 있어서, 상기 하부미끄럼블록을 상부승강블록의 미끄럼면을 따라 미끄럼 이동시키기 위한 이동장치를 더 구비할 수 있다.

상기한 본 발명의 수중교량 가설용 연속압출장치에 있어서, 상기 이동장치는, 상기 하우징의 내부 양측에 설치되는 권양기와, 상기 권양기에 각각 권취되고 그의 단부가 각각 상기 하부미끄럼블록의 전, 후단에 연결되는 와이어 로프를 포함하여, 양쪽 권양기를 선택적으로 구동함에 따른 와이어 로프의 권취 또는 인출에 의해 하부미끄럼블록이 상부승강블록의 미끄럼면을 따라 이동되도록 할 수 있다.

상기한 본 발명의 수중교량 가설용 연속압출장치에 있어서, 상기 하우징의 전방 내벽에는, 상기 하부미끄럼블록의 전방 단부면이 접촉하여 충격을 흡수하는 완충구를 설치할 수 있다.

상기한 본 발명의 수중교량 가설용 연속압출장치에 있어서, 상기 하부미끄럼블록과 상기 상부승강블록의 접촉면 중 어느 한쪽의 면에는 구름 접촉을 위한 구름부재를 설치할 수 있다.

상기한 본 발명의 수중교량 가설용 연속압출장치에 있어서, 상기 하우징의 하면에는 상기 교량본체의 이동방향으로 교량본체의 상면과 구름접촉하는 롤러를 설치하는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 수중교량 가설용 연속압출장치에 있어서, 상기 지지구조물의 하우징은 부양력을 제공하는 부체로 이루어지고, 상기 하우징은 텐션 레그에 의해 수저 지반에 연결되어 정착되는 형태로 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 수중교량 연속압출공법은, 내부에 통로가 형성되어 있는 교량본체를 제작장에서 세그먼트로 제작하여 뒤쪽에서 잇대어 가면서 수중으로 차례로 밀어내어 가설하는 연속압출공법에서 상기 교량본체를 수중으로 밀어내기 위한 연속압출공법으로서, 상기한 본 발명의 수중교량 연속압출장치를 수중교량 연장 구간의 복수 지점에 설치하고; 수중교량의 전체 연장구간을 복수의 단위구간으로 구획하여 해당 단위구간의 길이에 대응하는 길이를 가지는 독립된 단위교량유닛들을 선단 및 후단에 차수벽을 설치한 형태로 제작하면서 각 단위교량유닛들을 상기 연속압출장치를 이용하여 순차적으로 압출하며; 압출 이후, 전, 후 방향으로 인접한 단위교량유닛들을 서로 연결하여 일체화하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 단위교량유닛의 내부에는 부력을 줄이기 위해 중량체를 넣은 상태로 압출할 수 있으며, 상기 중량체로서는 물이나 중력블록을 사용할 수 있다.

본 발명의 수중교량 가설용 연속압출장치를 교량 전체를 지지하는 기존의 수중교각구조물에 대신하여 설치하거나 공지의 정착구조물 사이 사이에 별도의 시설 로서 설치하면, 상부승강블록과 하부미끄럼블록 사이의 경사면에 의한 미끄럼 작용과 교량본체의 부력작용의 도움을 받아 교량본체를 전진방향으로 쉽게 이동시킬 수가 있다. 또한, 권양기와 와이어 로프를 사용하여 하부미끄럼블록을 강제이동시킴으로써 더욱 큰 이송력을 발휘할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 비교적 간단한 구조에 의해 교량본체를 이송시키는 힘을 제공함으로써, 특히 수심이 깊고 연장길이가 긴 수중교량도 연속압출공법으로 쉽게 가설할 수 있고, 또한 내부에 물을 채우지 않은 상태로도 가설할 수가 있다.

또한, 본 발명에 따른 연속압출공법에 의하면, 교량본체를 단위교량유닛들로 나누어 교량 양쪽에서 동시에 압출할 수가 있으므로, 압출이 한층 쉬워질 뿐만 아니라, 시공 기간도 절반으로 줄일 수가 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 더욱 상세하게 설명한다.

이하에 설명되는 실시예들에 있어서, '진출방향'이라 함은, 교량본체(10)를 이송하는 방향으로서 교축방향(교량의 길이방향)과 같은 뜻으로 쓰인다. 그리고 '전방', '앞', '전진'이라 함은 교량본체(10)가 밀려 나아가는 방향(압출되는 방향)과 나아가는 동작을 의미하고, '후방', '뒤', '후퇴'라 함은 그 반대 방향 및 반대방향으로의 동작을 의미한다.

첨부 도면 도 1 및 도 2에는 본 발명의 연속압출장치를 수중교량의 가설구간 에 설치한 예들이 개략적으로 도시되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 수중교량의 연속압출공법은, 한쪽의 육상에 설치된 제작장(2)에서 교량본체(10)를 세그먼트(11)로 제작하여 뒤쪽에서 계속하여 잇대어 가면서 수중으로 차례로 밀어내어 가설한다.

본 발명의 연속압출장치(100a)는, 내부에 압출을 위한 이송 기구를 구비한 하우징(110)과, 수중교량 연장구간의 복수지점에서 수저 지반에 정착되어 상기 하우징(110)을 고정하는 지지구조물(111)을 포함한 형태로 이루어진다.

이러한 연속압출장치(100a)의 배치형태는, 도 1에 도시된 바와 같이, 수중교량의 연장구간 전체에 걸쳐 연속압출장치(100a)만을 설치하여, 시공중에는 압출장치로서 활용하고 완공 이후에는 그대로 남겨두어 수중교량을 지지하는 수중교각구조물의 역할을 하도록 할 수 있다. 또는, 도 2에 도시된 바와 같이, 수중교량의 연장구간에 설치되는 기존의 수중교각구조물(100b) 사이 사이에 설치하여 시공중에는 압출장치로서 활용하고 완공 이후에는 철수하거나, 또는 그대로 남겨두어 기존의 수중교각구조물(100b)과 병행하여 수중교량을 지지하는 역할을 하도록 할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기한 하우징(110)은, 교량본체(10)의 상부를 덮어 지지하는 형태로 이루어지고, 그 내부에는 교량본체(10)의 압출을 위한 이송 기구가 설치된다. 상기한 지지구조물(111)은 수저 지반에 정착되어 상기 하우징(110)을 고정한다.

상기한 하우징(110)과 지지구조물(111)의 형태에 대해서는 특별한 제한이 없고 다양한 구조로 구성할 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 같 이, 상기 하우징(110)은 부력 폰툰(buoyant pontoon) 등의 부체(浮體)로 구성하여 상기 부체의 부양력에 의해 수중에 띄운 형태로 구성하고, 상기 지지구조물(111)은 수중에 떠있는 상기 하우징(110)을 당겨 수저 지반에 연결하여 정착하는 텐션 레그(tension leg)의 형태로 구성할 수 있다.

다른 예로서는, 상기 하우징(110)은, 중력체나 부력체에 관계없이 교량본체(10)의 위를 덮는 형태로 구성하고, 상기 지지구조물(111)은, 원통형 기둥들을 골조(骨組) 형태로 짜맞추어 구성한 공지의 재킷식(jacket type) 구조물과 동일하거나 또는 유사한 골조 구조물을 수저 지반에 축조하고, 골조 구조물 위에 상기 하우징(110)을 일체로 고정한 형태로 구성할 수도 있다.

도 3에는 본 발명의 연속압출장치(100a)를 도 1의 A-A 방향 및 도 2의 B-B 방향에서 바라본 도면이 도시되어 있다. 하우징(110)은 앞서 설명한 바와 같이 지지구조물(111)에 의해 수저 지반에 정착되고, 그 내부에는 교량 본체(10)를 이송(압출)하기 위한 이송기구(110a)가 설치된다.

여기서, 상기 하우징(110)의 하면에는, 상기 교량본체(10)의 이동방향으로 교량본체(10)의 상면과 접촉하여 구름(rolling) 운동하는 롤러(50)가 설치될 수 있다. 상기 이송기구(110a)를 사용할 필요가 없는 경우, 예를 들어 압출 공정 초기와 같이 교량본체(10)의 길이가 짧아 큰 힘이 필요치 않아 육상 제작장에 설치된 끝단압출장치만으로 압출 가능한 경우, 교량본체(10)의 이송에 따라 상기 롤러(50)가 구름(rolling) 운동함으로써 교량본체(10)의 이동을 원활히 할 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 예에서는 교량본체(10)의 단면 형태를 원통형으로 도시하였으나, 교량본체(10)의 단면구조는 원통형 이외에도 사각통 또는 그 이외의 다각통 모양으로 이루어질 수 있다. 사각통이나 다각통 모양일 때에는 상기 롤러(50)는 교량본체(10)의 상면(평탄면)에 접촉하는 위치에 설치한다.

첨부 도면 도 4 및 도 5는 상기한 하우징(110)에 설치되는 이송기구를 상세하게 보여주는 것으로서, 도 4에는 주요부 단면도가 도시되어 있고, 도 5에는 상부승강블록과 하부미끄럼블록의 결합구조에 대한 바람직한 하나의 예가 도시되어 있다.

우선, 도 4에 도시된 바와 같이, 전술한 롤러(500)는 상기 하우징(110)의 전방 및 후방에 설치되어 교량본체(10)의 이송을 원활히 한다.

본 발명에 따른 연속압출장치의 이송기구는, 전술한 하우징(110) 내부에 상, 하 방향으로 이동가능하게 설치되는 상부승강블록(120)과, 상부승강블록(120)의 상면에 전방으로 상향하여 경사진 미끄럼면으로 안착되는 하부미끄럼블록(130)과, 상기 하우징(110)의 내부에 장착되어 상기 상부승강블록(120)을 상승 및 하강시키는 승강용 잭장치(140)를 포함한다.

구체적으로, 상부승강블록(120)의 하면에는, 압출 방향 전방으로(도 4의 오른쪽에서 왼쪽으로) 갈수록 위쪽으로 경사져 올라가는 형태의 미끄럼면(121)이 형성되어 있고, 이에 대응하여 하부미끄럼블록(130)의 상면에는 상기 상부승강블록(120)의 미끄럼면(121)에 대응한 경사면(131)이 형성되어서, 상기 상부승강블록(120)과 하부미끄럼블록(130)이 서로 미끄럼면(121)과 경사면(131)에 의해 전방 및 후방으로 미끄럼 운동 가능한 상태로 결합된다.

상기 승강용 잭장치(140)는, 그의 고정단(141)이 상기 하우징(110)의 내측 상면에 정착되고, 그의 가동단(142)은 상기 상부승강블록(120)의 상면에 고정되어, 상기 가동단(142)을 하강(신장)시키면 상기 상부승강블록(120) 및 하부미끄럼블록(130)이 아래로 이동하여 교량본체(10)를 눌러 내려 하우징(110)으로부터 이격시키고, 가동단(142)을 상승(수축)시키면 상기 상부승강블록(120) 및 하부미끄럼블록(130)은 일체로 위로 이동하고 교량본체(10)는 자체의 부력에 의해 부상하여 다시 하우징(110)에 접촉한다. 승강용 잭장치(140)는 유압 또는 공압 잭으로 이루어질 수 있고, 그 이외에 기구적 잭으로 이루어질 수도 있다.

상기 교량본체(10)가 아래로 눌려져서 상기 하우징(110)으로부터 이격된 상태에서는, 상부승강블록(120)의 미끄럼면(121) 및 하부미끄럼블록(130)의 경사면(131)의 기울기와 상기 교량본체(10)의 상승 부력의 조합으로 인해 상기 하부미끄럼블록(130)은 상부승강블록(120)의 미끄럼면(121)을 따라 전방 상부로 미끄러지면서 이동하려는 힘을 받게 된다. 상기 미끄럼면(121) 및 경사면(131)의 기울기가 매우 크다면 미끄럼이 더욱 원활해지기 때문에 기존의 끝단압출장치만으로도 교량본체(10)를 이동시킬 수 있는 상황이 올 수도 있다. 더 나아가서, 미끄럼면(121) 및 경사면(131)의 기울기가 일정 한도를 넘어설 정도로 크면 별도의 외력을 작용하지 않더라도 하부미끄럼블록(130)이 저절로 미끄러져 이동되기 때문에 끝단압출장치 마저 사용하지 않고도 교량본체(10)를 이동시킬 수가 있다.

본 실시예에서는, 하부미끄럼블록(130)을 강제로 미끄럼 이동시키기 위한 이동장치(200)를 더 구비한다. 본 실시예에 의한 이동장치(200)는, 상기 하우징(110) 의 내부 양측에 설치되는 권양기(210)(220)를 포함한다. 각 권양기(210)(220)의 드럼(211)(221)에는 와이어 로프(212)(222)가 권취되어 있고, 와이어 로프(212)(222)는 각각 상기 하부미끄럼블록(130)의 전, 후단에 연결되어서, 양쪽 권양기(210)(220)를 선택적으로 구동함에 따라 양쪽의 와이어 로프(212)(222)가 선택적으로 권취 및 인출되어 하부미끄럼블록(130)을 전방 또는 후방으로 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 하우징(110)의 전후벽에는 상기 와이어 로프(212)(222)의 중간을 안내하는 가이드 롤러(213)(223)가 설치되어 있다. 와이어 로프(212)(222)가 가이드 롤러(213)(223)를 경유함으로써 상기 하부미끄럼블록(130)을 상부승강블록(120)으로 당겨 밀착시키는 힘을 발휘할 수 있다. 상기 권양기(210)(220)는 유압식 권양기로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 하우징(110)의 전방 내벽에는 상기 하부미끄럼블록(130)의 전진 이동과정 말미에 하부미끄럼블록(130)의 전방 단부면이 접촉하여 충격을 흡수하는 완충구(300)가 설치될 수 있다. 물론, 하우징(110)의 후방 내벽에도 완충구를 설치하여 하부미끄럼블록(130)의 후퇴 이동과정 말미에 하부미끄럼블록(130)의 후방 단부면이 완충적으로 접촉하도록 할 수 있다. 이러한 완충구(300)는 공지의 탄성고무나 공압 실린더형 쇼크 업소버(shock absorber) 등, 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 하부미끄럼블록(130)과 상기 상부승강블록(120)의 접촉면 중 어느 하나의 면에는 구름 접촉을 위한 구름부재(rolling member)(400)가 설치될 수 있다. 구름부재(400)는 하부미끄럼블록(130)이 상부승강블록(120) 상에서 더욱 원활히 이동되도록 하는 역할을 한다. 상기 구름부재(400)는 롤러(roller), 니들 롤러(needle roller), 볼(ball), 타이어 바퀴 등, 다양한 형태의 것을 채용할 수 있다.

한편, 상부승강블록(120)과 하부미끄럼블록(130)은 면과 면이 서로 단순히 맞대어진 형태로 결합할 수 있는데, 이 경우에는 하부미끄럼블록(130)의 무게를 와이어 로프(212)(222)가 감당하여야 하는 문제가 있어, 서로 근본적으로 이탈할 수 없게 맞물리도록 구성하는 것이 좋다.

그 하나의 방편으로, 도 5에는 상부승강블록(120)과 하부미끄럼블록(130)의 바람직한 결합구조가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상부승강블록(120)과 하부미끄럼블록(130)은 상하 방향으로 약간의 틈새를 가지면서 이른바 '도브 테일(dove tail) 결합'에 의해 직선운동 가능하게 결합되어 있다. 즉, 상부승강블록(120)의 가이드 홈(122)에 하부미끄럼블록(130)의 가이드 레일(132)이 상하방향으로 틈새를 가지고 결합되어 있다. 구름부재(400)는 하부미끄럼블록(130)에 회전가능하게 설치되고, 막음판(400)에 의해 차단되어 있으며, 상부승강블록(120)에는 상기 구름부재(400)가 구름접촉하기 위한 레일 홈(123)이 형성되어 있다. 교량본체(10)의 부력에 의해 하부미끄럼블록(130)이 상승하면, 하부미끄럼블록(130)의 구름부재(400)는 상기 레일 홈(123)에 밀착하는데, 이 상태에서는 상기 상부승강블록(120)의 가이드 홈(122)과 하부미끄럼블록(130)의 가이드 레일(132)은 상하방향으로 틈새를 유지하여 서로 접촉하지 못함으로써, 구름부재(400)에 의해서만 상부승강블록(120)과 하 부미끄럼블록(130)의 미끄럼 운동이 구현되도록 한다.

첨부도면 도 6a 내지 도 6c에는 본 발명에 따른 연속압출장치의 동작과정이 순서에 따라 도시되어 있다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 후방측 권양기(220)의 와이어 로프(222)를 당겨 하부미끄럼블록(130)을 상부승강블록(120)의 미끄럼면(121)이 형성하고 있는 최고점(最高點) 쪽에 위치시킨 상태에서, 도 6b와 같이 승강용 잭장치(140)의 가동단(142)을 아래로 신장시킨다.

그러면, 상부승강블록(120)과 하부미끄럼블록(130)이 아래로 이동하여 교량본체(10)를 아래로 밀어 하우징(110)으로부터 떨어뜨린다. 이러한 상태에서는, 교량본체(10)의 상승 부력에 의해 하부미끄럼블록(130)을 위쪽으로 밀어붙이는 힘이 작용하는데, 이때 미끄럼면(121)과 경사면(131)이 전방 상부로 기울어져 있으므로 하부미끄럼블록(130)은 상부승강블록(120)의 미끄럼면(121)을 따라 전방으로 상향하여 미끄러지면서 이동하려는 힘을 받게 된다.

이와 같이 미끄럼면(121) 및 경사면(131)의 기울기와 교량본체(10)의 상승 부력의 조합에 의해 전방 상향으로 이동되려는 힘의 도움을 받는 상태에서, 도 6c에 도시된 바와 같이, 전방 쪽의 권양기(210)를 구동하여 와이어 로프(212)를 당기면 하부미끄럼블록(130)이 상부승강블록(120)의 미끄럼면(121)을 따라 전방 상부로 쉽게 이동하게 되고, 그에 따라 교량본체(10)가 전방으로 이동하게 된다.

이와 같이 교량본체(10)를 전방으로 이동한 상태에서 승강용 잭장치(140)의 가동단(142)을 도 6c에서 점선의 화살표 방향으로 수축 작동시키면, 하부미끄럼블 록(130)과 상부승강블록(120)은 위쪽으로 이동하게 되고, 교량본체(10)는 자체 부력에 의해 부상하여 도 4에 도시된 바와 같이 하우징(110)에 안착 된다. 이 상태에서 후방의 권양기(220)를 구동하여 하부미끄럼블록(130)을 상부승강블록(120)의 미끄럼면(121)의 최고점으로 이동시켜 놓은 다음 도 6a와 같은 상태에서 전술한 사이클 동작을 반복하여 수행한다.

첨부 도면 도 7에는 본 발명에 따른 압출공법을 개략적으로 보여주는 도면이 도시되어 있다. 도 7에서는, 도 1의 도면을 기준으로 도시하여 수중교량 연장구간에 연속압출장치(100a)만을 설치한 형태로 나타내었으나, 이는 설명을 간단하게 하기 위해 도 1 및 도 2중 한가지만을 예로 들은 것이다. 그러나, 이하에 설명되는 압출공법은 도 2와 같이 연속압출장치(100a)와 기존의 수중교각구조물(100b)을 병행 설치한 경우에서도 동일하게 적용된다.

본 실시예에 따른 압출공법은, 수중교량의 총 연장길이가 매우 길고, 또는/그리고 수심이 매우 깊은 초장대, 대심도의 수중교량을 시공하기에 매우 적합한 공법으로서, 교량본체를 복수의 단위교량유닛으로 나누어 독립적으로 제작하여 독립적으로 압출한 다음 다시 연결하여 일체화하는 연속압출공법이다.

예컨대, 도 1 및 도 2에서 알 수 있는 연속압출공법은, 교량본체 세그먼트를 제작장에서 연속하여 잇대어 가면서 수중으로 밀어넣는 것이다. 따라서, 교량본체(10) 전체가 단일체화 되어 동시에 압출된다. 본 발명의 연속압출장치는 이러한 공법을 가능케 함과 더불어 매우 큰 효과를 발휘하는 것은 앞에서 이미 설명한 바와 같다.

본 실시예는, 이에 더하여 초장대, 대심도의 수중 교량을 더욱 쉽게 압출할 수 있는 압출공법을 제시한다. 예컨대, 초장대, 대심도의 구간에서 수중교량을 단일체로 압출할 경우, 교량본체에 과다한 부력이 작용하여 압출이 어려울 뿐만 아니라, 선단수압에 의해 제작장 쪽(후방)으로 작용하는 힘과 그에 반대쪽으로 작용하는 압출력에 의해 교량본체(10)가 압축하중을 받아 좌굴을 야기할 염려가 있다. 또한, 수중교량이 수십에서 수백 킬로미터를 넘는 경우에는 그 많은 압출장치를 동시에 구동하여야 하는 어려움이 있다. 또한, 한쪽 방향에서만(한쪽 제작장에서만) 압출할 수밖에 없으므로, 큰 압출력이 필요하고 시공 기간도 많이 소요된다.

본 실시예에 의한 압출공법은 이러한 문제를 해결하여 수중교량을 더욱 쉽게 압출하기 위한 것으로서, 수중교량을 적정 길이로 나누어 압출하도록 하는 것이다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 수중교량의 전체 연장구간을 적절한 길이(예를 들어, 500m ~ 10㎞ 정도)를 가지는 단위구간들로 구획하여, 세그먼트(11)들을 잇대어 상기 각 단위구간의 길이에 대응하는 길이를 가지는 단위교량유닛(20)들을 순차적으로 제작해 나가고, 제작되는 단위교량유닛(20)을 독립적으로 압출하는 것이다.

도 7에서는 이미 2개의 단위교량유닛(20)이 제작 완료되어 독립적으로 압출되고 있고, 또 다른 하나의 단위교량유닛(20)이 제작장(2)에서 제작되고 있는 상태를 보여준다. 단위교량유닛(20)들을 독립적으로 압출하기 위해서는, 교량 연장구간 중간 중간에 바지선을 띄우고, 하나의 바지선이 하나 이상의 연속압출장치(100a)를 제어하는 방법을 사용할 수 있다.

본 실시예에 따른 단위교량유닛(20)들은 길이가 짧기 때문에, 선단과 후단의 압력차가 크지 않다. 따라서, 단위교량유닛(20)들을 전방으로 밀어내는데에 큰 힘이 들지 않고, 그 때문에 압출이 매우 쉬워짐과 더불어 좌굴이 생길 염려도 거의 없어진다.

또한, 본 실시예에 따르면 양쪽 방향의 압출이 가능하기 때문에 시공 기간을 단축할 수 있다. 즉, 강이나 바다를 사이에 둔 양쪽의 육상에 각각 제작장을 설치하고, 양쪽 제작장에서 모두 압출을 개시하면 한쪽에서 압출하는 것에 비해 절반의 시간이 드는 것이다.

여기서, 상기 단위교량유닛(20)을 제작할 때에는, 그의 선단 및 후단에 차수벽(21)(22)을 설치하여 내부에 물이 침투하지 못하도록 한다.

연속압출장치(100a)를 이용하여 단위교량유닛(20)들을 압출한 이후에는, 전, 후로 인접한 단위교량유닛(20)들을 서로 연결하여 일체화한다.

한편, 단위교량유닛(20)의 과다한 부력을 줄이고자 한다면, 상기 단위교량유닛(20)의 내부에 중량체(23)를 넣어서 압출하는 방법을 사용할 수 있다. 중량체(30)는 중력블록이나 물을 사용할 수 있다. 도 7에 도시된 실시예에서는, 최선단에 위치하는 단위교량유닛(20)에 중량체(23)로서 물을 소정량 채운 상태가 도시되어 있다. 중량체(23)인 물의 투입량을 조절하여 부력을 조절할 수도 있다. 만일, 교량본체의 형태가, 그의 단면 중간에 상, 하 통로를 구획하는 격벽이 설치된 형태라면, 하부 통로에만 물을 채우는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 수중교량 연속압출장치는, 상부승강 블록과 하부미끄럼블록이 경사를 가지는 면에 미끄럼운동가능하게 접하도록 구성하고 교량본체의 상승 부력에 의한 힘을 압출에 활용함으로써 매우 적은 힘으로도 수중교량을 압출할 수 있다. 이에 더하여, 눌러 내린 교량본체를 이동장치에 의해 강제로도 이동시킬 수 있다.

그렇기 때문에, 수심이 극히 깊고 연장길이가 길더라도, 그러면서도 내부에 중력블록이나 물을 채우지 않고서도, 수중교량의 단부 수압에 의한 저항과 부력에 의한 마찰저항을 극복하여 쉽게 압출할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 수중교량 연속압출장치를 단독으로 또는 공지의 끝단압출장치와 병행하여 수중교량 연속압출공에 적용하면, 수심이 깊고 연장길이가 긴 수중교량이라고 하더라도 연속압출공법에 의해 가설할 수 있고, 또한 단기간에 쉽게 가설할 수가 있다.

또한, 본 발명에 따른 연속압출공법에 의해 교량본체를 단위교량유닛들로 나누어 교량 양쪽에서 동시에 압출하는 것에 의하면, 압출이 한층 쉬워질 뿐만 아니라, 시공 기간도 절반으로 줄일 수가 있다.

이상에서는 첨부 도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 형태에 대한 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시예들은 당연히 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속한다.

도 1은 본 발명의 연속압출장치를 수중교량의 가설구간에 설치한 하나의 예를 보여주는 도면이다.

도 2는 본 연속압출장치를 수중교량의 가설구간에 설치한 다른 예를 보여주는 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 연속압출장치의 설치상태를 개략적으로 나타낸 횡단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 연속압출장치를 상세하게 나타낸 주요부 단면도이다.

도 5는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도로서, 상부승강블록과 하부미끄럼블록의 결합구조에 대한 하나의 예를 보여주는 도면이다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 연속압출장치의 동작과정을 순서에 따라 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명에 따른 압출공법을 설명하기 위한 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 교량본체 20: 단위교량유닛

21: 선단 차수벽 22: 후단 차수벽

110: 하우징 111: 지지구조물

120: 상부승강블록 121: 미끄럼면

122: 가이드 홈 123: 레일 홈

130: 하부미끄럼블록 131: 경사면

132: 가이드 레일 140: 승강용 잭장치

141: 고정단 142: 가동단

210: 권양기 211: 드럼

212: 와이어 로프 213: 가이드 롤러

220: 권양기 221: 드럼

222: 와이어 로프 223: 가이드 롤러

300: 완충구 400: 구름부재

410: 막음판 500: 롤러

Claims (10)

1. 내부에 통로가 형성되어 있는 교량본체를 제작장에서 세그먼트로 제작하여 뒤쪽에서 잇대어 가면서 수중으로 차례로 밀어내어 가설하는 연속압출공법에서 상기 교량본체를 수중으로 밀어내기 위한 연속압출장치로서,

   상기 교량본체(10)의 상부를 덮어 지지하는 하우징(110);

   상기 하우징(110)을 수저 지반에 고정하는 지지구조물(111);

   상기 하우징(110) 내에 상, 하 방향으로 이동가능하게 설치되고, 하면에는 압출 방향 전방으로 갈수록 상향 경사진 미끄럼면(121)이 형성되어 있는 상부승강블록(120);

   하면에 상기 상부승강블록(120)의 미끄럼면(121)에 대응한 경사면(131)이 형성되어, 상기 경사면(131)이 상기 상부승강블록(120)의 미끄럼면(121)에 미끄럼 이동 가능한 상태로 결합되는 하부미끄럼블록(130); 및

   상기 상부승강블록(120)의 상부 하우징(110)에 장착되어 상하방향으로 신축함으로써 상부승강블록(120)과 하부미끄럼블록(130)을 상승 및 하강시키는 승강용 잭장치(140)를 포함하며,

   상기 승강용 잭장치(140)를 신장시켜 상기 상부승강블록(120) 및 하부미끄럼블록(130)을 아래로 누르는 것에 의해 상기 교량본체(10)가 아래로 밀려 내려가서 상기 하우징(110)으로부터 이격되고, 상기 하부미끄럼블록(130)이 상기 상부승강블록(120)의 미끄럼면(121)을 따라 전방으로 상향하여 미끄러지면서 이동되는 것에 의해 교량본체가 전방으로 이동되는 것을 특징으로 하는 수중교량 가설용 연속압출장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 하부미끄럼블록(130)을 상부승강블록(120)의 미끄럼면(121)을 따라 미끄럼 이동시키기 위한 이동장치(200)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수중교량 가설용 연속압출장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 이동장치(200)는,

   상기 하우징(110)의 내부 양측에 설치되는 권양기(210)(220)와,

   상기 권양기(210)(220)에 각각 권취되고 그의 단부가 각각 상기 하부미끄럼블록(130)의 전, 후단에 연결되는 와이어 로프(212)(222)를 포함하여,

   양쪽 권양기(210)(220)를 선택적으로 구동함에 따른 와이어 로프(212)(222)의 권취 또는 인출에 의해 하부미끄럼블록(130)이 상부승강블록(120)의 미끄럼면(121)을 따라 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 수중교량 가설용 연속압출장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 하우징(110)의 전방 내벽에는, 상기 하부미끄럼블록(130)의 전방 단부면이 접촉하여 충격을 흡수하는 완충구(300)가 설치되는 것을 특징으로 하는 수중교량 가설용 연속압출장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 하부미끄럼블록(130)과 상기 상부승강블록(120)의 접촉면 중 어느 한쪽의 면에는 구름 접촉을 위한 구름부재(400)가 설치되는 것을 특징으로 하는 수중교량 가설용 연속압출장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 하우징(110)의 하면에는 상기 교량본체(10)의 이동방향으로 교량본체(10)의 상면과 구름접촉하는 롤러(500)가 설치되는 것을 특징으로 하는 수중교량 가설용 연속압출장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 지지구조물(100)의 하우징(110)은 부양력을 제공하는 부체로 이루어지고, 상기 하우징(110)은 텐션 레그(111)에 의해 수저 지반에 연결되어 정착되는 것을 특징으로 하는 수중교량 가설용 연속압출장치.
8. 내부에 통로가 형성되어 있는 교량본체를 제작장에서 세그먼트로 제작하여 뒤쪽에서 잇대어 가면서 수중으로 차례로 밀어내어 가설하는 연속압출공법에서 상기 교량본체를 수중으로 밀어내기 위한 연속압출공법으로서,

   청구항 제1항에 기재된 연속압출장치를 수중교량 연장 구간의 복수 지점에 설치하고;

   수중교량의 전체 연장구간을 복수의 단위구간으로 구획하여 해당 단위구간의 길이에 대응하는 길이를 가지는 독립된 단위교량유닛들을 선단 및 후단에 차수벽을 설치한 형태로 제작하면서 각 단위교량유닛들을 상기 연속압출장치를 이용하여 순차적으로 압출하며;

   압출 이후, 전, 후 방향으로 인접한 단위교량유닛들을 서로 연결하여 일체화하는 것을 특징으로 하는 수중교량 연속압출공법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 단위교량유닛의 내부에는 부력을 줄이기 위해 중량체를 넣어서 압출하 는 것을 특징으로 하는 수중교량 연속압출공법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 중량체는 물인 것을 특징으로 하는 수중교량 연속압출공법.

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