KR101026186B1 - 구조물의 연결장치 - Google Patents

구조물의 연결장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구조물의 연결장치에 관한 것으로서, 상부 구조물과 하부 구조물에서 연결되는 측에 각각 다수로 마련되어 서로 연결되는 제 1 및 제 2 연결부를 포함하고, 제 1 연결부는, 일부의 제 1 연결부가 나머지의 제 1 연결부에 비하여 제 2 연결부에 먼저 결합되도록 형성된다. 따라서, 본 발명은 해양 또는 지상에 설치되는 하부 구조물에 크레인을 사용하여 상부 구조물을 연결시키는 경우 너울과 같은 장주기의 파도, 바람, 조류 또는 이동에 의한 관성 등에 의해 불가피하게 운동하게 되는 상부 구조물을 하부 구조물 상에 신속하고도 정확하게 연결시키도록 하며, 상부 구조물과 하부 구조물과의 충돌을 방지함과 아울러 크레인이 상부 구조물을 들고서 대기하는 시간을 최소화하여 구조물의 손상 및 안전 사고를 방지하는 효과를 가진다.
크레인, 상부 구조물, 하부 구조물, 연결부, 결합부, 결합홈, 신축부, 댐퍼

Description

구조물의 연결장치{APPARATUS FOR CONNECTING STRUCTURES}
본 발명은 크레인을 사용하여 상부 구조물을 해양 또는 지상에 설치되는 하부 구조물에 신속하고도 정확하게 연결시키는 구조물의 연결장치에 관한 것이다.
일반적으로, 해상에서 시추 설비, 저장 시설 등과 같은 해양 구조물을 제작 시 해상 크레인을 사용하여 해상에 위치하는 하부 구조물 상에 상부 구조물을 연결하게 된다.
종래의 해상 크레인을 이용한 해상 구조물의 설치 작업을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2는 종래의 기술에 따른 해상 크레인을 이용한 해상 구조물의 설치 모습을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 해상 크레인(1)을 사용하여 해저면에 설치된 시추 설비나 저장 시설 등의 하부 구조물(2) 상에 플랫폼 등의 상부 구조물(3)을 인양하여 연결시키거나, 도 2에 도시된 바와 같이, 해상에 부유하는 하부 구조물(4) 상에 상부 구조물(5)을 인양하여 연결시키게 된다.
이와 같은 해상 크레인(1)을 이용한 해상 구조물의 제작 작업은 해상에서 이 루어지기 때문에 파도나 바람 또는 조류 등의 해상 환경에 많은 영향을 받게 된다.
상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 해상 크레인을 이용한 해상 구조물의 제작 작업은 너울(swell)과 같은 장주기를 가지는 파도나 바람 또는 조류가 있는 경우 해상 크레인이나 해상에 부유하는 하부 구조물의 수직 또는 수평 운동에 의하여 하부 구조물과 상부 구조물이 충돌하여 이들이 손상되는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 해상 크레인이 상기한 바와 같은 문제점으로 인해 파도가 잔잔해질 때까지 상부 구조물을 들고서 대기할 경우 상부 구조물의 하중에 의해 해상 크레인의 안정성을 해치게 되어 사고를 유발시키는 원인이 되었다.
그리고, 이러한 문제점은 해상에서뿐만 아니라 지상에서 크레인을 이용하여 하부 구조물 상에 상부 구조물을 연결하는 경우 바람이나 이동에 의한 관성 등에 의해 상부 구조물이 운동하게 됨으로써 해상에서와 같은 유사한 문제점을 발생시킨다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 크레인을 이용하여 해상이나 지상의 구조물을 제작 시 너울과 같은 장주기의 파도, 바람, 조류 또는 이동에 의한 관성 등에 의해 불가피하게 운동하게 되는 상부 구조물을 하부 구조물 상에 정확하고도 안전하게 연결시킬 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 구조물의 연결장치는, 상부 구조물과 하부 구조물을 연결시키는 장치에 있어서, 상부 구조물과 하부 구조물에서 연결되는 측에 각각 다수로 마련되어 서로 연결되는 제 1 및 제 2 연결부를 포함하고, 제 1 연결부는, 일부의 제 1 연결부가 나머지의 제 1 연결부에 비하여 제 2 연결부에 먼저 결합되도록 형성된다.
본 발명은 해양 또는 지상에 설치되는 하부 구조물에 크레인을 사용하여 상부 구조물을 연결시키는 경우 너울과 같은 장주기의 파도, 바람, 조류 또는 이동에 의한 관성 등에 의해 불가피하게 운동하게 되는 상부 구조물을 하부 구조물 상에 신속하고도 정확하게 연결시키도록 하며, 상부 구조물과 하부 구조물과의 충돌을 방지함과 아울러 크레인이 상부 구조물을 들고서 대기하는 시간을 최소화하여 구조물의 손상 및 안전 사고를 방지하는 효과를 가진다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 구조물의 연결장치를 도시한 분리 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 구조물의 연결장치(100)는 상부 구조물(10)과 하부 구조물(20)을 상하로 연결시키는 장치로서, 상 부 구조물(10)과 하부 구조물(20)에서 연결되는 측에 각각 다수로 마련되어 서로 연결되는 제 1 및 제 2 연결부(110,120,130)를 포함할 수 있다.
제 1 연결부(110,120)는 다수로 이루어져서 플랫폼이나 블록 등과 같은 상부 구조물(10)의 하부에 하방을 향하여 돌출되도록 마련되며, 제 2 연결부(130)에 각각 연결되어 용접 등의 방법에 의해 서로 고정된다.
제 2 연결부(130)는 다수로 이루어져서 해저면에 고정되거나 해상에 부유하도록 설치되는 하부 구조물(20)의 상부에 상방을 향하도록 돌출되도록 마련되는데, 이러한 하부 구조물(20)은 해상에 설치된 구조물뿐만 아니라 지상에 설치된 구조물일 수 있다.
제 1 연결부(110,120)는 상부 구조물(10)에 마련됨과 아울러 제 2 연결부(130)는 하부 구조물(20)에 마련됨을 나타내었으나, 이와는 반대로 제 1 연결부(110,120)는 하부 구조물(20)에 마련됨과 아울러 제 2 연결부(130)는 상부 구조물(10)에 마련될 수도 있다.
제 1 연결부(110,120)는 제 2 연결부(130)에 각각 결합되기 위하여 하단에 콘 형상의 결합부(111,121)가 형성됨으로써 제 2 연결부(130)의 상단에 형성되는 결합홈(131)에 삽입되는데, 이와는 반대로 제 1 연결부(110,120)에 결합홈(131)을 형성함과 아울러 제 2 연결부(130)에 결합부(111,121)를 형성할 수도 있다.
제 1 연결부(110,120)는 제 2 연결부(130)에 각각 결합 시 일부의 제 1 연결부(110)가 나머지의 제 1 연결부(120)에 비하여 제 2 연결부(130)에 먼저 결합되도록 형성되는데, 이를 위해 일례로 제 1 연결부(110,120)는 일부의 제 1 연결 부(110)가 나머지의 제 1 연결부(120)보다 돌출된 상태에서 제 2 연결부(130)에 결합 시 상부 구조물(10)의 하중에 의해 압축되도록 도 4a 및 도 4b에 도시된 신축부(112)를 가질 수 있다.
신축부(112)가 마련되는 제 1 연결부(110)는 단일로 이루어지거나 다수로 이루어질 수 있고, 신축부(112)에 의해 신축되도록 상하로 분할되는 몸체(113,114)를 가지며, 이들 몸체(113,114) 사이에 신축부(112)가 설치됨으로써 신축하도록 구성될 수 있다.
신축부(112)는 제 1 연결부(110)의 신축을 위하여 탄성을 가진 재질로 이루어지는 부재이거나, 구조적으로 탄성력을 가지는 스프링과 같은 부재를 포함할 수 있는데, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 내부에 채워진 유체의 압력에 의해 신축되는 댐퍼(112a)를 포함할 수 있으며, 이러한 댐퍼(112a)가 외부로 노출되지 않기 위해 댐퍼(112a)를 감싸도록 설치되는 자바라 구조의 커버(112b)를 더 포함할 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 댐퍼(112a)에 힘이 가해지지 않게 되면 댐퍼(112a)가 내부의 유압에 의해 신장하여 제 1 연결부(110)의 길이가 증가된 상태를 유지하게 되며, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 1 연결부(110)가 제 2 연결부(130)에 결합됨으로써 댐퍼(112a)에 상부 구조물(10)의 하중이 인가되면, 이러한 하중에 의해 일례로 댐퍼(112a) 내부의 유체가 정해진 경로를 따라 이동함과 아울러 댐퍼(112a) 몸체의 폴딩 구조로 인해 댐퍼(112a)가 수축함으로써 제 1 연결부(110)의 길이를 감소시키며, 이 때, 신축부(112)를 가지는 제 1 연결부(110)의 수축된 상태에서의 길이는 나머지 제 1 연결부(120)의 길이와 동일하게 이룰 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 구조물의 연결장치(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 크레인, 예를 들면 해상 크레인(1; 도 1 및 도 2에 도시)이 상부 구조물(10)을 인양하여 하부 구조물(20) 상에 위치시킨 다음, 상부 구조물(10)을 하강시키면서 신축부(112)를 가지는 제 1 연결부(110)의 결합부(111)를 먼저 제 2 연결부(130)의 결합홈(131)에 결합시킨다. 그런 다음, 상부 구조물(10)을 하강시키면, 제 2 연결부(130)에 먼저 결합된 제 1 연결부(110)가 신축부(112)의 압축에 의해 수축하게 되며, 이 때, 나머지 제 1 연결부(120)의 결합부(121)를 제 2 연결부(130)의 결합홈(131)에 결합시킴으로써 도 5b에 도시된 바와 같이, 상부 구조물(10)을 하부 구조물(20) 상에 설치하게 된다.
하부 구조물(20) 상에 상부 구조물(10)이 설치되면, 제 1 및 제 2 연결부(110,120,130)를 용접이나 체결부재 등을 사용하여 서로 고정시킨다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 구조물의 연결장치를 도시한 분리 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 구조물의 연결장치(200)는 상부 구조물(10)과 하부 구조물(20)을 상하로 연결시키는 장치로서, 상부 구조물(10)과 하부 구조물(20)에서 연결되는 측에 각각 다수로 마련되어 서로 연결되는 제 1 및 제 2 연결부(210,220,230,240,250,260)를 포함하고, 제 1 연결부(210,220,230)는 제 2 연결부(240,250,260)에 각각 결합 시 일부의 제 1 연결 부(210)가 나머지의 제 1 연결부(220,230)에 비하여 제 2 연결부(240)에 먼저 결합되도록 형성되는데, 이를 위해 제 1 연결부(210,220,230)는 제 2 연결부(240,250,260)에 결합되도록 마련되는 결합부(211,221,231)의 길이가 일부 또는 전부를 달리하도록 형성될 수 있다.
한편, 제 1 연결부(210,220,230)는 상부 구조물(10)의 하부에 하방을 향하도록 마련됨과 아울러 제 2 연결부(240,250,260)는 하부 구조물(20)의 상부에 상방을 향하도록 마련되는데, 이와 달리, 제 1 연결부(210,220,230)는 하부 구조물(20)에 마련됨과 아울러, 제 2 연결부(240,250,260)는 상부 구조물(10)에 마련될 수 있다.
제 2 연결부(240,250,260)는 제 1 연결부(210,220,230) 각각의 결합부(211,221,231)가 삽입되도록 결합홈(241,251,261)을 형성하며, 이러한 결합홈(241,251,261) 각각의 깊이가 삽입되는 결합부(211,221,231) 각각의 길이에 상응하도록 형성될 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 구조물의 연결장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 크레인, 예를 들면 해상 크레인(1; 도 1 및 도 2에 도시)이 상부 구조물(10)을 인양하여 하부 구조물(20) 상에 위치시킨 다음, 상부 구조물(10)을 하강시키면서 제 1 연결부(210,220,230) 중에서 가장 하방으로 돌출된 제 1 연결부(210)의 결합부(211)를 대응되는 제 2 연결부(240)의 결합홈(241)에 결합시키고, 상부 구조물(10)을 하강시켜서 제 1 연결부(210,220,230)에서 그 다음으로 하방으로 돌출된 제 1 연결부(220)의 결합부(221)를 대응되는 제 2 연결 부(250)의 결합홈(251)에 결합시키며, 상부 구조물(10)을 다시 하강시켜서 나머지 제 1 연결부(230)의 결합부(231)를 대응되는 제 2 연결부(260)의 결합홈(261)에 결합시킴으로써 도 7b에 도시된 바와 같이, 상부 구조물(10)을 하부 구조물(20) 상에 설치한다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 해양 또는 지상에 설치되는 하부 구조물에 크레인을 사용하여 상부 구조물을 연결시키는 경우 너울과 같은 장주기의 파도, 바람, 조류 또는 이동에 의한 관성 등에 의해 불가피하게 운동하게 되는 상부 구조물을 하부 구조물 상에 신속하고도 정확하게 연결시키도록 하며, 상부 구조물과 하부 구조물과의 충돌을 방지함과 아울러 크레인이 상부 구조물을 들고서 대기하는 시간을 최소화하여 구조물의 손상 및 안전 사고를 방지하도록 한다.
이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 해상 크레인을 이용한 해상 구조물의 설치 모습을 도시한 도면이고,
도 2는 종래의 기술에 따른 해상 크레인을 이용한 해상 구조물의 다른 설치 모습을 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 구조물의 연결장치를 도시한 분리 사시도이고,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 구조물의 연결장치의 요부를 도시한 단면도이고,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 구조물의 연결장치의 사용 모습을 도시한 정면도이고,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 구조물의 연결장치를 도시한 분리 사시도이고,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 구조물의 연결장치의 사용 모습을 도시한 정면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 상부 구조물 20 : 하부 구조물
110,120,210,220,230 : 제 1 연결부 111,121,211,221,231 : 결합부
112 : 신축부 112a : 댐퍼
112b : 커버 113,114 : 몸체
130,240,250,260 : 제 2 연결부 131,241,251,261 : 결합홈

Claims (6)

  1. 상부 구조물과 하부 구조물을 연결시키는 장치에 있어서,
    상기 상부 구조물과 상기 하부 구조물에서 연결되는 측에 각각 다수로 마련되어 서로 연결되는 제 1 및 제 2 연결부를 포함하고,
    상기 제 1 연결부는,
    일부의 제 1 연결부가 나머지의 제 1 연결부에 비하여 상기 제 2 연결부에 먼저 결합되도록 형성되는 구조물의 연결장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 연결부는,
    상기 일부의 제 1 연결부가 상기 나머지의 제 1 연결부보다 돌출된 상태에서 상기 제 2 연결부에 결합 시 상기 상부 구조물의 하중에 의해 압축되도록 신축부를 가지는 구조물의 연결장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 신축부는,
    내부에 채워진 유체의 압력에 의해 신축되는 댐퍼
    를 포함하는 구조물의 연결장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 신축부는
    상기 댐퍼를 감싸는 자바라 구조의 커버
    를 더 포함하는 구조물의 연결장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 연결부는,
    상기 제 2 연결부에 결합되도록 마련되는 결합부의 길이가 일부 또는 전부를 달리하도록 형성되는 구조물의 연결장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 연결부는,
    상기 결합부가 삽입되기 위한 결합홈이 각각 형성되되, 상기 결합홈의 깊이가 상기 결합부의 길이에 상응하도록 형성되는 구조물의 연결장치.
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