KR101041361B1 - 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부력 통(Pontoon)을 콘크리트 우물통의 시공 작업에 적용하여 수상작업이 가능하게 한 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 강재 케이슨; 상기 케이슨의 주위를 에워 싸는 프레임을 구비하고, 상기 프레임에 장착되어 부력을 제공하는 다수의 부유 체들을 갖는 부력 통; 상기 케이슨의 상부에서 상하 동축(同軸)으로 단계적으로 연결접속되고, 상기 케이슨과 함께 가이드 레일을 따라서 수중으로 단계적으로 하강하는 우물통; 및 상기 부력 통에 장착되어 상기 가이드 레일을 제동함으로써 상기 부력 통에 대한 케이슨과 우물통의 상하방향 이동을 허용하거나, 제자리에 정지시키는 제동장치;를 포함하여 상기 케이슨의 상부측에서 우물통을 연속으로 제작하고 수중으로 단계적으로 하강시켜 수중에 설치하도록 된 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템을 제공한다. 본 발명에 의하면 대형장비 및 큰 작업공간이 불필요하고, 수중작업의 최소화를 이룰 수 있으며, 우물통의 제작 및 연결 접속 작업이 수상에서 이루어짐으로써 시공 품질의 향상을 이룰 수 있고, 안전한 작업이 이루어진다.

부력 통(Pontoon), 우물통, 교량 기초, 우물통 시공 시스템, 케이슨

Description

부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템{Construction SystemFor Concrete Sunken Well Using A Pontoon}

본 발명은 해상 또는 하천 상에 놓여지는 교량 기초의 시공 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부력 통(Pontoon)을 콘크리트 우물통의 시공 작업에 적용하여 수상작업이 가능케 함으로써 대형장비 및 큰 작업공간이 불필요하고, 수중작업의 최소화를 통하여 시공 품질의 향상을 이룰 수 있으며, 경제적인 시공과 안전한 작업이 이루어지도록 개선된 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 연도교 및 연육교와 같은 해상교량과 하천 및 저수지를 횡단하는 교량의 기초부 공사는 주변여건의 특수성 때문에 시공성 측면에서 많은 제약을 받으며, 또한 막대한 공사비와 수중작업으로 인한 안전상의 문제가 선결되어야 하는 어려움이 있다.

현재 해상 또는 하천 상에 놓여지는 교량의 대표적인 기초시공 공법으로는 대구경 RCD 공법과 거치식, 침설식 우물통 공법이라 할 수 있지만 이러한 공법들은 대형장비의 운용, 고가의 원자재 사용, 수중작업의 위험성 등을 내재하고 있어 서 경제성, 시공성, 안전성을 모두 만족하기에는 미비하다 할 수 있다.

대한민국등록특허공보 제10-0270978호의 "교각의 기초작업을 위한 우물통 설치장치 및 설치방법"에서는 우물통 내로 물이 유입되는 것을 방지한 상태에서 발파작업함으로써 발파효율을 향상시켜 공사기간을 단축함과 동시에 안전하게 작업할 수 있는 기술을 제공한다.

이와 같은 종래의 교각 기초작업용 우물통 설치장치는, 교각의 우물통 기초작업시 굴착작업에 이용되는 우물통의 하측 내부 둘레에 일정간격으로 부착된 브라켓트와, 부착된 브라켓트에 연결되어 있는 환봉 또는 각봉형의 지지대와, 상기 우물통의 저면측과 지면으로부터 발생된 공간부측에 해당하는 위치의 브라켓트 사이에 적어도 하나 이상 설치되어 공간부를 메우기 위한 파일과, 상기 파일의 상부 일측면에 일면이 접촉되고 타측면은 상기 우물통 날끝(SHOE) 경사부에 접촉되어 파일을 일정각도에서 지지하기 위한 쐐기와, 쐐기를 박기전 물의 부력에 의한 파일의 이탈됨을 방지하기 위한 고정부재 들을 포함한다.

그리고 등록실용신안공보 제20--232748호의 "교량의 구조물 기초 보수공사용 강재 케이슨"이 제시되어 있다. 이와 같은 종래의 기술은 수질 오염 및 막대한 가(假)물막이 예산을 방지할 수 있으며, 물의 부력을 이용하여 강재 케이슨의 가 물막이에 대한 설치 및 해체가 용이한 구조를 하는 교량의 구조물 기초 보수공사용 강재 케이슨을 제공한다.

이와 같은 종래의 기술은 교량의 하부로 형성되는 우물통 기초에 대한 보수를 시행하는 경우, 우물통 기초에는 그 외측에 하단부, 중간부 및 상단부 케이 슨의 플랜지를 플랜지 접합볼트로 결합시켜 일체로 형성시킨 강재 케이슨이 설치되고, 하단부, 중간부 및 상단부 케이슨에는 내측과 외측에 물이 통과하지 못하도록 내벽 철판과 외벽 철판을 각각 결합하고 있다. 또한 내벽 철판과 외벽 철판은 결합시 일정한 틀 및 거리를 유지하도록 앵글 보강재를 수평 및 사선 방향으로 형성하며, 상기 상단부 케이슨에는 상단부의 외주연 외측으로 돌출되는 작업 발판을 형성하고, 상기 우물통 기초에 인접하여 설치되는 강재 케이슨은 설치 및 해체시 바지선에 설치된 크레인을 사용하여 결합 및 해체된다.

한편, 상기 우물통 기초와 강재 케이슨의 내부 수중바닥에는 물막이 수중콘크리트가 타설되어 파손된 우물통 기초에 대한 건식 콘크리트 작업이 가능하도록 수중의 물이 우물통 기초 측으로 유입되지 않도록 강재 케이슨을 가 물막이로 사용하는 기술이다.

또한 등록실용신안등록공보 제20-0380084호의 "수중구조물 보수용 케이슨 조립체"가 제시되어 있다. 이와 같은 종래의 기술은 교량의 기초부분인 교각과 우물통 기초와 같은 수중구조물의 보수시 사용되는 케이슨 조립체에 관한 것으로, 특히, 케이슨의 바닥부와 지지프레임의 바닥판 그리고 지지프레임의 측판과 수중구조물의 외면 사이에 각각 수밀성 고무재를 개재하고 체결부재를 통해 체결 조립되도록 함으로써 수중구조물의 확실한 보수작업을 수행할 수 있도록 한 수중구조물 보수용 케이슨 조립체를 제공한다.

그러나 이와 같은 종래의 기술들은 모두 케이슨을 이용하여 교량의 기초 공사를 하는 기술이지만 대부분 대형 크레인과 같은 중장비를 사용하는 것이고, 작업 공간을 크게 필요로 하는 문제점이 있다. 또한 대부분의 작업이 수중작업으로 이루어짐으로써 시공 품질을 안정적으로 확보하기 어려울 뿐만 아니라, 시공 비용이 많이 들고, 작업의 안전성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 콘크리트 우물통 시공 작업에 부력 통(Pontoon)을 적용하여 수상작업이 가능케 함으로써 대형장비 및 큰 작업공간이 불필요하고, 수중작업의 최소화를 통하여 시공 품질의 향상을 이룰 수 있는 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템을 제공함에 있다.

그리고 본 발명은 다른 목적으로서 부력 통과 가이드 레일을 이용한 단계별 콘크리트 우물통 시공이 가능하고, 우물통 규모에 따른 유기적인 부력 통 운영이 가능함으로써 경제적인 시공을 통한 공사 원가를 절감하고, 안전한 작업이 이루어지도록 개선된 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 해상 또는 하천 상에 놓여지는 교량 기초의 시공 시스템에 있어서,

강재 케이슨;

상기 케이슨의 주위를 에워 싸는 프레임을 구비하고, 상기 프레임에 장착되어 부력을 제공하는 다수의 부유 체들을 갖는 부력 통;

상기 케이슨의 상부에서 상하 동축(同軸)으로 단계적으로 연결접속되고, 상기 케이슨과 함께 가이드 레일을 따라서 수중으로 단계적으로 하강하는 우물통; 및

상기 부력 통에 장착되어 상기 가이드 레일을 제동함으로써 상기 부력 통에 대한 케이슨과 우물통의 상하방향 이동을 허용하거나, 제자리에 정지시키는 제동장치;를 포함하여 상기 케이슨의 상부측에서 우물통을 연속으로 제작하고 수중으로 단계적으로 하강시켜 수중에 설치하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 부력 통은 케이슨의 사방에 배치된 4개의 메인 부유 체와 상기 메인 부유 체의 사이사이에 탈착 가능하도록 배치되는 다수의 서브 부유 체들을 구비하여 부력 통의 부력 조절이 가능한 것임을 특징으로 하는 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 가이드 레일은 케이슨 및 우물통의 사방에 배치되고, 상기 부력 통에 구비된 메인 부유 체의 제동장치에 결합하여 상기 케이슨과 우물통을 사방에서 지지하는 것임을 특징으로 하는 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 우물통은 그 중간에 상기 우물통의 내부를 막는 차수 판을 구비하여 상기 부력 통의 부력을 보조하는 것임을 특징으로 하는 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 차수 판은 수중 콘크리트 타설을 위한 개폐구를 구비한 것임을 특징으로 하는 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 제동장치는 가이드 레일이 삽입되는 "⊥"형의 가이드 홈을 갖추고, 가이드 레일의 웨브(web)를 양측에서 그립하는 복수의 실린더 장치를 구비한 것임을 특징으로 하는 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템을 제공한다.

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본 발명에 의하면 콘크리트 우물통 시공 작업에 부력 통(Pontoon)을 적용하여 수상작업이 가능케 함으로써 대형장비 및 큰 작업공간이 불필요하고, 수중작업의 최소화를 이룰 수 있다. 이와 같이 우물통의 제작 및 연결 접속 작업이 수상에서 이루어짐으로써 시공 품질의 향상을 이룰 수 있고, 안전한 작업이 이루어지는 효과가 얻어진다.

그리고 본 발명에 의하면 부력 통과 가이드 레일을 이용한 단계별 콘크리트 우물통 시공이 가능하고, 부력 통의 부력 조절은 물론, 우물통의 규모와 수심을 고려하여 차수 판을 이용한 유기적인 부력 통 운영이 가능함으로써 부력 통 제작의 비효율성을 지양할 수 있고, 경제적인 시공을 통한 공사 원가를 절감할 수 있는 효과가 얻어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템(1)은 해상 또는 하천 상에 놓여지는 교량 기초의 시공 시스템이다.

본 발명에 따른 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템(1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 강재 케이슨(5)과 그 주위를 에워싸는 프레임(12)을 구비하고, 상기 프레임(12)에 장착된 부력 통(10)을 구비한다.

상기 케이슨(5)은 원통형의 강재 구조물로서, 교량의 하단 부분을 형성한다.

그리고 이와 같은 케이슨(5)의 주위에 배치되는 부력 통(10)은 다수의 부유 체(15a)(15b)들을 갖추어 부력을 제공하는데, 이와 같은 부력 통(10)은 원형으로 제작된 프레임(12)에서 케이슨(5)의 사방에 배치된 4개의 메인 부유 체(15a)와, 상기 메인 부유 체(15a)의 사이사이에서 프레임(12)에 탈착 가능하도록 끼워져서 배치되는 다수의 서브 부유 체(15b)들을 구비하는 구조이다.

이와 같은 메인 부유 체(15a) 및 서브 부유 체(15b) 들은 내부에 중공형의 공간을 갖는 것이어서 부력 통(10)에 장착되는 크기 및 갯수에 따라서 부력 통(10)의 부력 조절이 가능한 것이다. 또한 이와 같은 부력 통(10)은 부유 체의 파손시 신속한 교체가 가능하고, 일단 사용한 후에 철거가 용이하며, 철거 후에는 재활용할 수 있다.

그리고 본 발명은 상기 케이슨(5)의 상부에서 상하 동축(同軸)으로 단계적으로 연결접속되는 우물통(20)을 갖는다. 상기 우물통(20)은 콘크리트를 이용하여 원통형의 구조로 제작되는 것으로서 도 1b)에 도시된 바와 같이, 상기 케이슨(5)의 상부측에 연결되고, 상기 케이슨(5)과 함께 가이드 레일(30)을 따라서 수중으 로 단계적으로 하강하는 구조이다.

이와 같은 우물통(20)은 가이드 레일(30)을 통하여 상기 부력 통(10)에 연결되는데, 이와 같은 가이드 레일(30)은 "Ｈ"형의 강재로 이루어지는 것으로서, 케이슨(5) 및 우물통(20)의 사방에 4개가 상하방향으로 배치되고, 상기 부력 통(10)에 구비된 메인 부유 체(15a)의 제동장치(40)에 결합하여 상기 케이슨(5)과 우물통(20)을 사방에서 지지하는 구조이다.

즉 상기 가이드 레일(30)은 도 2에 도시된 바와 같이, 우물통(20)의 외벽에 콘크리트 블럭(22)을 돌출형성시키고, 다수의 고정 볼트(24)들을 통하여 장착된 "Ｈ"형의 강재인데, 이와 같은 가이드 레일(30)은 이후에 설명되는 바와 같이 새롭게 제작되는 우물통(20)마다 그 상부측으로 연이어서 연결되고, 긴 상하방향의 레일 구조체를 형성한다.

또한 이와 같은 가이드 레일(30)에는 상기 부력 통(10)에 장착되어 상기 가이드 레일(30)을 제동하기 위한 제동장치(40)를 구비하는데, 이와 같은 제동장치(40)는 도 3a),b)에 도시된 바와 같이, 가이드 레일(30)이 삽입되는 "⊥"형의 가이드 홈(42)을 프레임(12)에 갖추고, 가이드 레일(30)의 웨브(web)(32)를 양측에서 그립(grip)하는 복수의 실린더 장치(35)를 구비한 구조이다. 이와 같은 실린더 장치(35)는 통상적인 유압 또는 공압 실린더로 이루어지는 것으로서, 상기 가이드 레일(30)의 웨브(32) 양 측면을 유압 또는 공압의 힘으로 가압한 다음, 제동력을 가하는 브레이크 슈(미 도시)를 실린더 로드(37)에 구비한 것이다. 따라서 이와 같은 제동장치(40)는 상기 부력 통(10)에 대한 케이슨(5)과 우물통(20)의 상 하방향 이동을 허용하거나, 제자리에 정지시키도록 작동한다.

한편 상기 우물통(20)은 도 4에 도시된 바와 같이, 그 중간에 상기 우물통(20)의 내부를 막는 차수 판(50)을 구비하여 상기 부력 통(10)의 부력을 보조하는 것인데, 이와 같은 차수 판(50)은 상기 우물통(20)의 내경을 막아서 그 상부 측으로 물이 유입되는 것을 차단한다. 따라서 이와 같은 차수 판(50)은 그 상부측으로 부력 공간을 제공하게 되며, 이후에 설명되는 바와 같이 상기 부력 공간에 물을 채우면 부력의 세기가 조절되는 구조이다. 이와 같은 차수 판(50)은 일단 시공되면 별도의 철거작업이 필요치 않게 되어 더욱 효과적이다.

그리고 상기 차수 판(50)은 도 5a),b)에 도시된 바와 같이, 그 중간에 수중 콘크리트 타설을 위한 개폐 구(52)를 구비한 구조이다. 이는 우물통(20)의 내부에 콘크리트를 타설하고자 하는 경우, 상기 차수 판(50)의 하부 측으로 수중 콘크리트를 공급하여야 하는데, 이와 같은 경우에 개폐 구(52)를 통하여 콘크리트를 차수 판(50)의 하부 측으로 콘크리트를 공급할 수 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템(1)은 케이슨(5)의 상부측에서 우물통(20)을 연속으로 제작하고 수중으로 단계적으로 하강시켜 수중에 우물통(20)을 연속 설치하게 된다.

이와 같은 본 발명의 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템(1)은 도 6a)에 도시된 바와 같이, 먼저 부력 통(10)에 케이슨(5)을 연결한 상태에서 케이슨(5)의 상부 측에 거푸집(29)을 설치하고 콘크리트를 타설한다.

그리고 다음으로 거푸집(29)을 제거한 다음, 제작된 우물통(20)의 외측에 가이드 레일(30)을 장착하게 되는데, 이때에는 이미 케이슨(5)에 설치된 가이드 레일(30)의 상부측으로 나란하게 가이드 레일(30)을 배치하고, 볼트(24)를 이용하여 고정시킨다.

다음으로 도 6c)에 도시된 바와 같이, 부력 통(10)에 마련된 제동장치(40)를 풀게 되면 케이슨(5)과 우물통(20)은 자중(自重)에 의해서 물속으로 침수되며, 우물통(20)의 하단이 물속에 잠기면 제동장치(40)를 동작시켜서 우물통(20)의 추가적인 침수를 정지시키고, 그 위치 고정한다. 또한 이와 같이 침수된 우물통(20)의 상부측에 새로운 거푸집(29)을 설치하고, 콘크리트를 타설한다.

이와 같은 새로운 우물통(20)의 제작 및 침수를 일정 횟수 반복하게 되면 일정 깊이의 우물통(20)이 물밑으로 침수되는데, 이와 같은 경우, 우물통(20)의 크기 및 규모에 따라서 부력 통(10)만의 부력으로는 하중을 견디기 어려운 경우가 발생한다. 이와 같은 경우에는 도 7a)에 도시된 바와 같이 우물통(20)의 중간 부분에 우물통(20)의 내부를 막는 차수 판(50)을 설치하게 된다. 이와 같은 차수 판(50)은 그 상부 측으로 물이 유입되는 것을 방지함으로써 우물통(20) 자체가 부력을 발생시키도록 하여 부력 통(10)의 부족한 부력을 보충할 수 있다.

이와 같이 차수 판(50) 시공이 완료되면, 다음으로는 차수 판(50)의 상부측으로 새로운 거푸집(29)을 설치하고, 추가적인 우물통(20)의 제작이 이루어지며 도 7b)에 도시된 바와 같이, 차수 판(50)의 상부측으로 계속 우물통(20)을 연장하여 시공하게 된다.

이와 같은 과정을 통하여 케이슨(5)이 목표 지반(P)에 도달하기까지 우물 통(20)을 시공하게 되며, 도 7c) 및 d)에 도시된 바와 같이, 목표 지반(P)에 도달한 다음에는 부력 통(10)을 철거하고, 우물통(20) 내에 물을 채워서 우물통(20)을 안정시킨 다음, 교량 기초를 시공한다.

이와 같이 본 발명에 의하면 케이슨(5)의 상부 측에서 우물통(20)을 연속으로 제작하고 수중으로 단계적으로 하강시켜 수중에 우물통(20)을 설치하고 교량 기초작업을 실행할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 공법(S)에 대하여 도 8을 참조하여 단계적으로 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 공법(S)은 먼저 강재 케이슨(5)의 주위에 부력 통(10)을 제작하여 해상 또는 하천에 진수시키는 단계(S10)가 이루어진다.

이와 같은 단계(S10)를 위하여 먼저 육상의 제작장에서는 부력 통(10)과 강재 케이슨(5), 가이드 레일(30) 및 프레임(12)들을 사전에 제작하게 된다. 이와 같이 육상의 제작장에서 제작된 부력 통(10)과 강재 케이슨(5), 가이드 레일(30) 및 프레임(12)들은 해상 또는 하천으로 이송된 다음, 바지 선 등을 이용하여 목표 시공위치로 이동 후에 해상 또는 하천에 진수된다.

그리고 이와 같이 진수된 다음에는 위치 변동을 방지하도록 정착하게 되고, 다음으로 상기 케이슨(5)의 상부에서 거푸집(29)을 이용하여 우물통(20)을 제작하는 단계(S20)가 이루어진다. 이와 같은 거푸집(29)을 이용하여 우물통(20)을 제작하는 과정은 케이슨(5) 상부의 육상에서 거푸집(29) 제작설치, 콘크리트 타설 및 거푸집(29) 해체 등이 이루어짐으로써 시공 품질을 크게 향상시킬 수 있고, 안정된 작업 조건이 형성되어 쉽게 작업할 수 있다.

그리고 다음으로는 상기 우물통(20)의 외측에 가이드 레일(30)을 설치하고, 부력 통(10)의 하부로 슬라이딩시켜 수중으로 침수시키고 제동하는 단계(S30)가 이루어진다. 이와 같은 단계(S30)에서는 제작이 완료된 우물통(20)을 하강시키게 되는데, 이때에는 제동장치(40)를 풀고서 케이슨(5)과 우물통(20)의 자중(自重)에 의한 침수가 이루어지도록 한 다음, 원하는 깊이의 우물통(20) 침수가 이루어지면 제동장치(40)를 동작시켜서 우물통(20)을 고정한다.

또한 그 다음으로 상기 우물통(20)의 상부 측에 새로운 우물통(20)을 제작하는 단계(S40)가 이루어진다. 이와 같은 새로운 우물통(20)의 제작단계(S40)에서는 이미 제작된 우물통(20)의 상부측에 연속하여 거푸집(29)을 설치하고, 콘크리트 타설한 다음, 거푸집(29)을 해체시켜 새로운 우물통(20)을 제작하게 된다.

그리고 다음으로는 상기 새로운 우물통(20)의 외측에 새로운 가이드 레일(30)을 설치하고, 부력 통(10)의 하부로 슬라이딩시켜 수중으로 침수시키고 제동하는 단계(S50)가 이루어진다. 이와 같은 단계(S50)에서는 새롭게 제작이 완료된 우물통(20)을 이미 침수된 우물통(20)과 함께 하강시키게 되는데, 이때에도 앞서의 공정과 마찬가지로 제동장치(40)를 풀고서 케이슨(5)과 우물통(20)의 자중에 의한 침수가 이루어지도록 한 다음, 원하는 깊이의 우물통(20) 침수가 이루어지면 제동장치(40)를 동작시켜서 우물통(20)을 고정한다.

이와 같은 새로운 우물통(20)을 제작하고 계속 단계적으로 침수시키는 공 정은 일정 횟수 반복되고, 다음으로는 원하는 목표 지지층까지 우물통(20)이 시공되었는 지를 판별하는 단계(S60)가 이루어진다. 이와 같은 판별 단계(S60)에서는 원하는 목표 지지층에 우물통(20)이 도달한 경우에는 시공을 완료하지만, 그렇지 못한 경우에는 새로운 우물통(20)을 연속 제작하고 단계적으로 침수시켜서 목표 지반(P)까지 우물통(20)을 연장시공하게 된다.

그리고 이와 같은 과정에서 본 발명은 상기 새로운 우물통(20)을 제작하는 단계(S40) 도중에 우물통(20)의 내부를 막는 차수 판(50)을 중간에 설치하는 공정을 추가 포함한다.

이와 같이 차수 판(50)을 중간에 설치하는 공정은 교량의 기초가 크고 규모가 커서 부력 통(10) 자체만으로는 케이슨(5)과 우물통(20)들의 하중을 지탱하기 어려운 경우, 우물통(20) 자체에서 부력이 생성되도록 하여 상기 부력 통(10)의 부력을 보조하는 것이다.

이와 같은 차수 판(50)을 설치하는 공정은 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 차수 판(50)을 설치하고자 하는 위치 하부의 우물통(20) 상에 도 4a),b)에 도시된 바와 같이, 차수 판(50)을 설치하기 위한 작업구멍(55)을 형성한다. 이와 같은 작업구멍(55)은 사방에 설치되어 차수 판(50) 설치 작업이 편리하게 이루어질 수 있도록 하며, 이와 같은 작업구멍(55)의 상부 측으로 차수 판(50) 설치용 거푸집(미 도시)을 설치한 다음, 도 4c)에 도시된 바와 같이 콘크리트를 타설하여 차수 판(50)을 시공한다. 그리고 이와 같이 차수 판(50)의 시공이 완료된 다음에는 거푸집을 해체하고, 도 4d)에 도시된 바와 같이, 작업구멍(55)을 콘크리트 타설하여 폐쇄시켜 차수 판(50)의 설치를 완료한다.

한편 이와 같이 상기 차수 판(50)을 중간에 설치하는 공정은 도 5에 도시된 바와 같이 이후에 수중 콘크리트의 타설을 위한 개폐 구(52)를 도 5에 도시된 바와 같이 설치할 수 있다. 그리고 이와 같이 차수 판(50)의 설치가 완료되면, 상기 차수 판(50)의 상부에 물 채움을 통하여 상기 부력 통(10)의 부력을 보조할 수 있다. 즉 차수 판(50)의 상부에 물을 채워 넣음으로써 우물통(20)의 부력을 조절할 수 있고, 이와 같은 우물통(20)의 부력은 전체적으로 부력 통(10)이 부담하여야하는 부력의 세기를 줄이게 되어 결과적으로는 부력 통(10)의 부력을 보조하게 된다.

상기와 같이 본 발명은 교량의 기초작업을 위한 콘크리트 우물통(20)의 시공 작업에 부력 통(Pontoon)(10)을 적용하여 수상작업이 가능케 함으로써 대형장비 및 큰 작업공간이 불필요하고, 수중작업의 최소화를 이룰 수 있다. 따라서 우물통(20)의 제작 및 연결 접속 작업이 수상에서 이루어짐으로써 시공 품질의 향상을 이룰 수 있고, 안전하게 작업이 이루어진다.

또한 수상에서 단계별 콘크리트 우물통(20)의 시공이 가능하고, 서브 부유 체(15b)를 통한 부력 통(10)의 부력 조절은 물론, 우물통(20)의 규모와 수심을 고려하여 차수 판(50)을 이용한 유기적인 부력 통(10)의 운영이 가능함으로써 작업을 효율적으로 이룰 수 있고, 경제적인 시공을 통한 공사 원가를 절감할 수 있게 된다.

본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설 명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명의 실시 예를 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그렇지만 그와 같은 단순한 실시 예의 수정 또는 설계변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템을 도시한 도면으로서, a)도는 평면도, b)도는 단면도;

도 2는 본 발명에 따른 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템에 구비된 가이드 레일을 도시한 도면으로서,

a)도는 평 단면도, b)도는 정 단면도, c)도는 측 단면도;

도 3은 본 발명에 따른 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템에 구비된 가이드 레일과 제동장치를 도시한 도면으로서,

a)도는 평 단면도, b)도는 측 단면도, c)도는 확대 단면도;

도 4는 본 발명에 따른 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템에 구비된 차수 판의 시공 순서도로서,

a)도는 평 단면도, b)도는 측 단면도,

c)도는 차수 판이 설치된 측 단면도,

d)도는 차수 판 설치가 완료된 측 단면도;

도 5는 도 4에 도시된 차수 판의 개폐 구를 도시한 도면으로서,

a)도는 평 단면도, b)도는 측 단면도;

도 6은 본 발명에 따른 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 공법을 단계적으로 도시한 도면으로서,

a)도는 케이슨의 상부에 우물 통을 시공한 단면도,

b)도는 케이슨 상부의 우물 통에 가이드 레일을 설치한 단면도,

c)도는 케이슨 상부의 우물 통에 거푸 집을 설치한 단면도;

도 7은 본 발명에 따른 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 공법을 단계적으로 도시한 도면으로서,

a)도는 우물 통에 차수 판을 시공한 단면도,

b)도는 차수 판의 상부에 물을 채워 부력조절하는 단면도,

c)도는 목표지반까지 우물 통을 시공하는 단면도;

d)도는 부력 통의 철거 및 우물통 내에 물 채움하는 단면도;

도 8은 본 발명에 따른 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 공법을 단계적으로 도시한 플로우 챠트이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1..... 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템

5..... 강재 케이슨 10..... 부력 통

12.... 프레임 15a,15b.... 부유 체

20.... 우물통 22.... 콘크리트 블럭

24.... 고정 볼트 29.... 거푸집

30.... 가이드 레일 32.... 웨브

35.... 실린더 장치 40.... 제동장치

37.... 실린더 로드 42.... 가이드 홈

50.... 차수 판 52.... 개폐 구

S..... 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 공법

S10... 부력 통을 제작하여 해상 또는 하천에 진수시키는 단계

S20... 케이슨의 상부에서 우물통을 제작하는 단계

S30... 우물통을 부력 통의 하부로 수중 침수시키고 제동하는 단계

S40... 우물통의 상부에 새로운 우물통을 제작하는 단계

S50... 새로운 우물통을 부력 통의 하부로 수중 침수시키고 제동하는 단계

S60... 목표 지지층까지 우물통이 시공되었는 지를 판별하는 단계

Claims (9)

1. 해상 또는 하천 상에 놓여지는 교량 기초의 시공 시스템에 있어서,

   강재 케이슨(5);

   상기 케이슨의 주위를 에워 싸는 프레임(12)을 구비하고, 상기 프레임에 장착되어 부력을 제공하는 다수의 부유 체들을 갖는 부력 통(10);

   상기 케이슨의 상부에서 상하 동축(同軸)으로 단계적으로 연결접속되고, 상기 케이슨과 함께 가이드 레일(30)을 따라서 수중으로 단계적으로 하강하는 우물통(20); 및 상기 부력 통(10)에 장착되어 상기 가이드 레일(30)을 제동함으로써 상기 부력 통에 대한 케이슨과 우물통의 상하방향 이동을 허용하거나, 제자리에 정지시키는 제동장치(40);를 포함하여 상기 케이슨의 상부측에서 우물통을 연속으로 제작하고 수중으로 단계적으로 하강시켜 수중에 설치하도록 구성되며,

   상기 가이드 레일(30)은 Ｈ"형의 강재로써 케이슨 및 우물통의 외측 사방에 상하방향으로 배치시킨 레일구조체로 형성시켜 가이드레일이 장착된 케이슨 및 우물통이 제동장치(40)를 통해 하강되도록, 상기 제동장치(40)는 부력통(10)에 가이드 레일이 삽입되는 "⊥"형의 가이드 홈 및 가이드 레일의 웨브(web)를 양측에서 그립하는 유압 또는 공압 실린더로 이루어진 복수의 실린더 장치(35)를 구비하도록 형성시키고,

   상기 가이드레일(30)은 부력 통에 구비된 메인 부유 체(15a)의 제동장치에 장착시켜 상기 케이슨과 우물통을 사방에서 지지하도록 하는 것임을 특징으로 하는 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 부력 통은 케이슨의 사방에 배치된 4개의 메인 부유 체와 상기 메인 부유 체의 사이사이에 탈착 가능하도록 배치되는 다수의 서브 부유 체들을 구비하여 부력 통의 부력 조절이 가능한 것임을 특징으로 하는 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 우물통은 그 중간에 상기 우물통의 내부를 막는 차수 판을 구비하여 상기 부력 통의 부력을 보조하는 것임을 특징으로 하는 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 차수 판은 수중 콘크리트 타설을 위한 개폐구를 구비한 것임을 특징으로 하는 부력 통을 이용한 콘크리트 우물통 시공 시스템.
6. 삭제
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9. 삭제

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