KR101141972B1

KR101141972B1 - 철근모듈을 이용한 액화천연가스 저장탱크의 벽체 시공 방법

Info

Publication number: KR101141972B1
Application number: KR1020120011918A
Authority: KR
Inventors: 최정채; 오종현; 박경재; 우정수; 박하영; 최주훈
Original assignee: 지에스건설 주식회사
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2012-05-04

Abstract

액화천연가스(LNG)를 저장하기 위한 저장탱크 외벽의 벽체 공사 중에 철근콘크리트 구조물의 철근 설치 시 제작장에서 사전에 제작된 철근모듈을 적용하여 시공함으로써, LNG 저장탱크의 벽체 시공 기간을 단축시킬 수 있고, 또한, 철근모듈 제작대를 지그(Jig)로 사용하여 철근모듈을 사전에 현장에서 용이하게 제작할 수 있으며, 철근모듈을 인양하기 위한 인양 프레임(Lifting Frame)을 사용하여, 철근모듈을 용이하고 정확하게 인양하여 설치할 수 있는, 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법이 제공된다.

Description

철근모듈을 이용한 액화천연가스 저장탱크의 벽체 시공 방법 {METHOD FOR CONSTRUCTING SIDE WALL OF STORAGE TANK FOR LIQUEFIED NATURAL GAS(LNG) USING REBAR PANEL}

본 발명은 액화천연가스 저장탱크에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 기제작된 철근망(Rebar Panel)을 철근모듈로 하여 액화천연가스(LNG) 저장탱크의 벽체를 시공하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas: LNG)는 대기압 하에서 비등점이 -162℃인 초저온 액체(Cryogenic Liquid)로서, 대형 저장탱크에 저장된다. 이러한 LNG 저장탱크는 수직 원통형의 이중 구조로서, 내부 탱크 및 외부 탱크로 구성된다.

구체적으로, 내부 탱크인 멤브레인(Membrane)은 저온 취성에 강한 재질을 사용하여 제작되고, 외부 탱크인 측벽(Side Wall)은 프리스트레스트 콘크리트(Prestressed concrete: PC) 또는 탄소강을 사용하여 제작되며, 또한, 상기 내부 탱크 및 외부 탱크 사이에 단열재를 넣어 탱크 외부에서의 침입 열량에 의한 기화가스(Boil off gas) 발생이 최소화되도록 제작된다.

이러한 LNG 저장탱크는 크게 세 가지로 분류할 수 있다. 즉, 매설형(Inground), 반매설형(Half-Inground), 지상형(Aboveground) 등이 있으며, 지형에 따라 선택적으로 사용하며, 예를 들면, 경제적인 측면에서는 지상형을 사용할 수 있고, 안전성 면에서는 매설형을 사용할 수 있다.

한편, 육상용 액화가스 저장탱크는 액화천연가스(LNG), 액화석유가스(LPG) 등의 연료용 액화가스를 비롯하여, 액화산소, 액화질소 등의 다양한 액화가스를 저장하기 위해 사용되며, 대략 바닥이 평평한 원통 형상을 가진다.

도 1은 종래의 기술에 따른 육상용 액화가스 저장탱크 중 풀 컨테인먼트 타입(Full containment type)을 예시하는 도면이다.

종래의 기술에 따른 육상용 액화가스 저장탱크(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기초(11) 상에 콘크리트를 타설하여 대략 돔 형태의 덮개를 가지는 원통형 탱크 몸체(13)를 형성함으로써 그 외형이 만들어진다.

콘크리트로 만들어진 탱크 몸체(13)의 내부에는 단열바닥(14) 및 단열벽(15)이 설치되고, 이러한 단열바닥(14) 및 단열벽(5)과 탱크 몸체(13) 사이에는 가스 밀봉벽(Vapor Barrier: 12)이 설치된다. 또한, 단열바닥(14) 및 단열벽(15)의 내부에는 극저온 상태의 액화가스를 밀봉 상태로 수용할 수 있는 컨테이너(16)가 적층 설치된다.

컨테이너(16)는 액화가스가 직접적으로 접하는 부분이므로 극저온을 견딜 수 있는 저온 탄소 등의 소재로 제작되며, 가스 밀봉벽(12)은 일반 탄소강 등의 소재로 만들어질 수 있다.

종래의 육상용 액화가스 저장탱크(10)는, 우선 기초공사를 실시한 후, 이 기초(11) 상에 설치된 거푸집에 콘크리트를 부어 일정 높이까지만 벽체를 제작하고, 콘크리트가 완전히 굳어 벽체가 소정의 강도를 가지게 된 이후에 또 다시 일정 높이까지만 벽체를 제작하는 과정을 반복하여 원통 형상의 탱크 몸체(13)를 제작하였기 때문에 시간이 많이 소요되는 문제가 있었다.

한편, 전술한 문제점을 해결하기 위한 선행 기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-964824호에는 "육상용 액화가스 저장탱크의 제작 방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 종래의 기술에 따른 육상용 액화가스 저장탱크를 제작하기 위한 단위벽 구조물의 사시도이다.

종래의 기술에 따른 육상용 액화가스 저장탱크의 제작 방법은, 내부에 종횡으로 철근이 배열된 콘크리트제 단위벽 구조물(20)을 제작하는 단계; 제작된 상기 단위벽 구조물(20)을 원통형으로 적층시키는 단계; 및 저장탱크의 벽체를 형성할 수 있도록, 상하좌우로 인접하는 단위벽 구조물(20)들을 서로 연결하는 단계를 포함한다.

이때, 단위벽 구조물은, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 단위벽 구조물(20)을 대략 원통형으로 쌓아 올려 만들어진다. 각각의 단위벽 구조물(20)은, 내부에 종횡으로 철근(21)이 배열된 대략 육면체 형상의 콘크리트 벽체로 이루어진다.

구체적으로, 단위벽 구조물(20)은 내부에 종횡으로 철근(21)이 배열된 상태로 콘크리트를 타설하여 만들어질 수 있다. 이때, 단위벽 구조물(20)의 상하좌우 표면에는 홈부(23)가 형성되며, 완성된 저장탱크의 내측 표면에 밀봉층(29)이 함께 설치될 수 있다.

이후, 상하좌우에 인접한 단위벽 구조물(20) 사이의 공간에 콘크리트를 타설함으로써 적층된 단위벽 구조물(20)들을 서로 완벽하게 연결하여 일체화한다.

또한, 단위벽 구조물(20)들을 원통형으로 적층시키기 전에, 적층할 표면에 기초공사를 실시하여 평평한 기초를 형성할 수 있다. 또한 단위벽 구조물(20)들을 적층하여 서로 연결한 후에는 덮개를 설치하는 작업을 실시하여 저장탱크의 탱크 몸체를 완성하고, 내부에 단열벽과 밀봉벽 등을 설치하여 액화가스 저장탱크를 완성한다.

종래의 기술에 따른 육상용 액화가스 저장탱크의 제작 방법에 따르면, 사전에 제작된 복수의 단위벽 구조물을 서로 엇갈리게 쌓아 올려 원통형의 저장탱크 측벽부를 신속하고 용이하게 제작할 수 있다.

종래의 기술에 따른 육상용 액화가스 저장탱크의 제작 방법에서, 단위벽 구조물(20)은 그 내부에 종횡으로 철근(21)이 배열된 상태로 콘크리트를 타설하여 미리 만들어지고, 또한, 후속적으로, 상하좌우에 인접한 단위벽 구조물(20) 사이의 공간에 콘크리트를 타설함으로써 적층된 단위벽 구조물(20)들을 연결하여 일체화시킨다.

하지만, 사전에 제작된 다수의 단위벽 구조물을 서로 엇갈리게 쌓아 올려 원통형의 저장탱크 측벽부를 시공할 경우, 철근이 단위벽 구조물의 상하좌우 표면으로부터 돌출되도록 배열되며, 상기 단위벽 구조물의 표면으로부터 노출된 상기 철근을 상하좌우에 인접하는 단위벽 구조물의 철근들과 연결해야 하므로, 그 단위벽 구조물의 연결 공정이 매우 복잡해지고, 현장 작업을 동시에 수행하기 위해 다수의 인원이 필요하다는 문제점이 있었다. 또한, 저장탱크의 하단 벽체 및 상단 벽체 형상이 다른 경우, 서로 다른 단위벽 구조물을 제작해야 연결해야 한다는 문제점이 있었다.

1) 대한민국 등록특허번호 제10-375501호(출원일: 1999년 5월 25일), 발명의 명칭: "액화천연가스 저장탱크의 사이드 월 구조체 및 그 시공 방법" 2) 대한민국 등록특허번호 제10-492469호(출원일: 2003년 4월 21일), 발명의 명칭: "저장탱크 구조물 및 그 시공 방법" 3) 대한민국 등록특허번호 제10-964824호(출원일: 2009년 11월 5일), 발명의 명칭: "육상용 액화가스 저장탱크의 제작방법" 4) 대한민국 등록특허번호 제10-964825호(출원일: 2009년 11월 5일), 발명의 명칭: "육상용 액화가스 저장탱크의 제작을 위한 단위벽 구조물"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 액화천연가스(LNG)를 저장하기 위한 저장탱크 외벽의 벽체 공사 중에 철근콘크리트 구조물의 철근 설치 시, 사전에 제작된 철근모듈을 적용하여 시공함으로써, 저장탱크의 벽체 시공 기간을 단축시킬 수 있는, 철근모듈을 이용한 액화천연가스 저장탱크의 벽체 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 철근모듈 제작대를 지그(Jig)로 사용하여 철근모듈을 사전에 현장에서 용이하게 제작할 수 있고, 철근모듈을 인양하기 위한 인양 프레임(Lifting Frame)을 사용하여 철근모듈을 용이하고 정확하게 인양하여 설치할 수 있는, 철근모듈을 이용한 액화천연가스 저장탱크의 벽체 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 철근모듈을 이용한 액화천연가스 저장탱크의 벽체 시공 방법은, a) 종횡으로 철근이 배열된 하단 내부 철근망(Inside Rebar Panel)을 미리 제작하는 단계; b) 외부 수직철근(Vertical Rebar) 및 상기 하단 내부 철근망을 인양하여 적층 설치하고 콘크리트를 타설하여 LNG 저장탱크 외벽 하단 벽체를 형성하는 단계; c) 종횡으로 철근이 배열된 상단 외부 철근망 및 상단 내부 철근망을 미리 제작하는 단계; 및 d) 상기 상단 외부 철근망 및 상단 내부 철근망을 인양하여 적층 설치하고 콘크리트를 타설하여 LNG 저장탱크의 외벽의 상단 벽체를 형성하는 단계를 포함하되, 상기 LNG 저장탱크의 외벽은, 상기 하단 벽체를 적층 시공한 후, 상기 하단 벽체의 상부에 상기 상단 벽체를 적층 시공하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 a) 단계의 하단 내부 철근망, 상기 c) 단계의 상단 외부 철근망 및 상단 내부 철근망은 현장에 설치된 철근망 제작대(Jig)에서 사전 제작되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 a) 단계의 하단 내부 철근망, 상기 c) 단계의 상단 외부 철근망 및 상단 내부 철근망은 철근망 인양용 인양 프레임(Lifting Frame)에 결속된 후, 타워크레인을 사용하여 인양되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 하단 벽체는 경사형 외부 벽체 및 하단 내부 벽체로 이루어진 각 단이 적층되는 5단의 벽체로서, 상기 경사형 외부 벽체는 외부 수직철근을 적층하여 형성되고, 상기 수직 내부 벽체는 미리 제작된 상기 하단 내부 철근망을 적층하여 형성되며, 상기 외부 수직철근 및 상기 하단 내부 철근망에 콘크리트를 타설 양생하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 상단 벽체는 상단 외부 벽체 및 상단 내부 벽체로 이루어진 각 단이 적층되는 5단의 벽체로서, 상기 상단 내부 벽체는 미리 제작된 상기 상단 내부 철근망을 적층하여 형성되고, 상기 상단 외부 벽체는 미리 제작된 상기 상단 외부 철근망을 적층하여 형성되며, 상기 상단 내부 철근망 및 상기 상단 외부 철근망에 콘크리트를 타설 양생하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 b) 단계는, b-1) 상기 LNG 저장탱크 외벽의 하단 외부 벽체에 하단 외부 철근(Outside Rebar)을 설치하는 단계; b-2) 수직 파이프(Vertical Pipe) 및 수평 쉬스 파이프(Horizontal Sheath Pipe)를 설치하는 단계; b-3) 상기 LNG 저장탱크 외벽의 하단 내부 벽체에 하단 내부 철근망(Inside Rebar Panel)을 설치하고, 상기 하단 외부 철근 및 상기 하단 내부 철근망을 가로지르는 하단 스터럽(Stirrup) 철근을 배치하는 단계; b-4) 내부 거푸집을 인상하여 설치하고, 수직 플레이트(Vertical Plate)를 설치하는 단계; b-5) 외부 거푸집을 인상하여 설치하고, 지지대(Buttress) 철근을 설치하는 단계; 및 b-6) 상기 내부 거푸집 및 외부 거푸집 사이에 콘크리트를 타설하고 양생시키는 단계를 포함하며, 상기 LNG 저장탱크 외벽의 하단 벽체가 완성될 때까지 상기 b-1) 단계 내지 b-6) 단계를 반복수행하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 d) 단계는, d-1) 상기 LNG 저장탱크 외벽의 하단이 완성된 후, 상기 LNG 저장탱크 외벽의 상단 외부 벽체에 상단 내부 철근망을 설치하는 단계; d-2) 수직 파이프 및 수평 쉬스 파이프를 설치하는 단계; d-3) 상기 LNG 저장탱크 외벽의 상단 내부 벽체에 상단 외부 철근망을 설치하고, 상기 상단 내부 철근망 및 상기 상단 외부 철근망을 가로지르는 상단 스터럽 철근을 배치하는 단계; d-4) 내부 거푸집을 인상하여 설치하고, 수직 플레이트를 설치하는 단계; d-5) 외부 거푸집을 인상하여 설치하고, 지지대 철근을 설치하는 단계; 및 d-6) 상기 내부 거푸집 및 외부 거푸집 사이에 콘크리트를 타설하고 양생시키는 단계를 포함하며, 상기 LNG 저장탱크 외벽의 상단 벽체가 완성될 때까지 상기 d-1) 단계 내지 d-6) 단계를 반복수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 액화천연가스(LNG)를 저장하기 위한 저장탱크 외벽의 벽체 공사 중에 철근콘크리트 구조물의 철근 설치 시 제작장에서 사전에 제작된 철근모듈을 적용하여 시공함으로써, 저장탱크의 벽체 시공 기간을 단축시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 철근모듈 제작대를 지그(Jig)로 사용하여 철근모듈을 사전에 현장에서 용이하게 제작할 수 있다.

본 발명에 따르면, 철근모듈을 인양하기 위한 인양 프레임(Lifting Frame)을 사용하여, 철근모듈을 용이하고 정확하게 인양하여 설치할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 육상용 액화가스 저장탱크 중 풀 컨테인먼트 타입(Full containment type)을 예시하는 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 육상용 액화가스 저장탱크를 제작하기 위한 단위벽 구조물의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에서 하단 벽체를 시공하는 과정을 나타내는 동작흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에서 상단 벽체를 시공하는 과정을 나타내는 동작흐름도이다.
도 6a 내지 도 6f는 각각 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에서, 하단 벽체를 시공하는 과정을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에 사용되는 철근모듈을 제작하기 위한 철근모듈 제작대를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에 사용되는 철근망 인양용 인양 프레임(Lifting Frame)을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에서 인양 프레임을 사용하여 철근모듈을 인양하는 것을 예시하는 도면이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에서, 철근모듈의 제작을 예시하는 사진들이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에서, 철근모듈의 설치를 예시하는 사진들이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법을 기존의 시공 방법과 공정 소요일수를 비교하기 위한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크(100)는, 액화천연가스(LNG)를 저장하기 위한 저장탱크(100)의 외벽(110)의 벽체 공사 중에 철근콘크리트 구조물의 철근 설치 시, 철근모듈(130, 140, 150)을 적용하여 시공하게 된다. 이때, 상기 저장탱크(100)의 외벽(110)은 하단 벽체(110a) 및 상단 벽체(110b)로 이루어진다.

구체적으로, LNG 저장탱크(100)의 외벽(110) 중에서 하단 벽체(110a)인 제1단 내지 제5단은 외부 벽체가 경사형(Tapered) 구간으로서, 외부 철근(120) 및 내부 철근망(130)을 적용하여 시공한다. 즉, 벽체의 내부만 내부 철근망(130)을 적용하여 시공한다. 여기서, 상기 하단 벽체(110a)는, 도면부호 A로 도시된 바와 같이, 경사형 외부 벽체 및 하단 내부 벽체로 이루어진 각 단이 적층되는 5단의 벽체로서, 상기 경사형 외부 벽체는 외부 수직철근(120)을 적층하여 형성되고, 상기 수직 내부 벽체는 미리 제작된 상기 하단 내부 철근망(130)을 적층하여 형성되며, 상기 외부 수직철근(120) 및 상기 하단 내부 철근망(130)에 콘크리트를 타설 양생함으로써, 상기 하단 벽체(110a)가 형성될 수 있다.

또한, LNG 저장탱크(100)의 외벽(110) 중에서 상단 벽체(110b)인 제6단 내지 제10단은 외부 벽체를 내부 철근망(150) 및 외부 철근망(140)을 적용하여 시공한다. 즉, 상기 상단 벽체(110b)는 상단 외부 벽체 및 상단 내부 벽체로 이루어진 각 단이 적층되는 5단의 벽체로서, 상기 상단 내부 벽체는 미리 제작된 상기 상단 내부 철근망(150)을 적층하여 형성되고, 상기 상단 외부 벽체(110b)는 미리 제작된 상기 상단 외부 철근망(140)을 적층하여 형성되며, 상기 상단 내부 철근망(150) 및 상기 상단 외부 철근망(140)에 콘크리트를 타설 양생함으로써 상기 상단 벽체(110b)가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 액화천연가스 저장탱크의 벽체 시공 방법은, 먼저, 종횡으로 철근이 배열된 하단 내부 철근망(Inside Rebar Panel)을 미리 제작한다.

다음으로, 외부 수직철근(Vertical Rebar) 및 상기 하단 내부 철근망을 인양하여 적층 설치하고 콘크리트를 타설하여 LNG 저장탱크 외벽 하단 벽체를 형성한다. 이러한 LNG 저장탱크 외벽 하단 벽체를 형성하는 구체적인 방법은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.

다음으로, 종횡으로 철근이 배열된 상단 외부 철근망 및 상단 내부 철근망을 미리 제작한다.

다음으로, 상기 상단 외부 철근망 및 상단 내부 철근망을 인양하여 적층 설치하고 콘크리트를 타설하여 LNG 저장탱크의 외벽의 상단 벽체를 형성한다. 즉, 상기 LNG 저장탱크의 외벽은, 상기 하단 벽체를 적층 시공한 후, 상기 하단 벽체의 상부에 상기 상단 벽체를 적층 시공하여 형성된다. 이러한 LNG 저장탱크 외벽 상단 벽체를 형성하는 구체적인 방법은 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.

여기서, 상기 하단 내부 철근망, 상기상단 외부 철근망 및 상단 내부 철근망은 현장에 설치된 철근망 제작대(Jig)에서 사전 제작될 수 있다.

또한, 상기 하단 내부 철근망, 상기 상단 외부 철근망 및 상단 내부 철근망은 철근망 인양용 인양 프레임(Lifting Frame)에 결속된 후, 타워크레인을 사용하여 인양된다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 액화천연가스 저장탱크의 벽체 시공 방법의 경우, 액화천연가스(LNG)를 저장하기 위한 저장탱크 외벽의 벽체 공사 중에 철근콘크리트 구조물의 철근 설치 시, 사전에 제작된 철근모듈을 적용하여 시공함으로써, 저장탱크의 벽체 시공 기간을 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 액화천연가스 저장탱크의 벽체 시공 방법의 경우, 철근모듈 제작대를 지그(Jig)로 사용하여 철근모듈을 사전에 현장에서 용이하게 제작할 수 있고, 철근모듈을 인양하기 위한 인양 프레임(Lifting Frame)을 사용하여 철근모듈을 용이하고 정확하게 인양하여 설치할 수 있다.

한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에서 하단 벽체를 시공하는 과정을 나타내는 동작흐름도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에서 하단 벽체를 시공하는 과정은, 먼저, 상기 LNG 저장탱크 외벽의 하단 외부 벽체에 하단 외부 철근(Outside Rebar: 120)을 설치한다(S110).

다음으로, 수직 파이프(Vertical Pipe: 192) 및 수평 쉬스 파이프(Horizontal Sheath Pipe: 195)를 설치한다(S120).

다음으로, 상기 LNG 저장탱크 외벽의 하단 내부 벽체(110a)에 하단 내부 철근망(Inside Rebar Panel:130)을 설치하고, 상기 하단 외부 철근(120) 및 상기 하단 내부 철근망(130)을 가로지르는 하단 스터럽(Stirrup) 철근(194)을 배치한다(S130).

다음으로, 내부 거푸집(170)을 인상하여 설치하고, 수직 플레이트(Vertical Plate)를 설치한다(S140).

다음으로, 외부 거푸집(180)을 인상하여 설치하고, 지지대(Buttress) 철근을 설치한다(S150).

다음으로, 상기 내부 거푸집(170) 및 외부 거푸집(180) 사이에 콘크리트(160)를 타설하고(S160), 이후 상기 콘크리트를 양생 및 치핑(Chipping)시킨다(S170).

이후, 상기 벽체 단수가 5단보다 큰지 확인하여(S180), 상기 LNG 저장탱크 외벽의 하단 벽체가 5단으로 완성될 때까지 전술한 S110 단계 내지 S170 단계를 반복 수행한다.

한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에서 상단 벽체를 시공하는 과정을 나타내는 동작흐름도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에서 상단 벽체를 시공하는 과정은, 먼저, 상기 LNG 저장탱크 외벽의 하단이 완성된 후, 상기 LNG 저장탱크 외벽의 상단 외부 벽체(110b)에 상단 내부 철근망을 설치한다(S210).

다음으로, 수직 파이프(Vertical Pipe: 192) 및 수평 쉬스 파이프(Horizontal Sheath Pipe: 195)를 설치한다(S220).

다음으로, 상기 LNG 저장탱크 외벽의 상단 내부 벽체(110b)에 상단 외부 철근망(140)을 설치하고, 상기 상단 내부 철근망(150) 및 상기 상단 외부 철근망(140)을 가로지르는 상단 스터럽 철근(194)을 배치한다(S230).

다음으로, 내부 거푸집(170)을 인상하여 설치하고, 수직 플레이트(Vertical Plate)를 설치한다(S240).

다음으로, 외부 거푸집(180)을 인상하여 설치하고, 지지대(Buttress) 철근을 설치한다(S250).

다음으로, 상기 내부 거푸집(170) 및 외부 거푸집(180) 사이에 콘크리트(160)를 타설하고(S260), 이후 상기 콘크리트를 양생 및 치핑(Chipping)시킨다(S270).

이후, 상기 벽체 단수가 10단보다 큰지 확인하여(S280), 상기 LNG 저장탱크 외벽의 상단 벽체가 10단으로 완성될 때까지 전술한 S210 단계 내지 S270 단계를 반복 수행한다.

한편, 도 6a 내지 도 6f는 각각 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에서, 하단 벽체를 시공하는 과정을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.

본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에서, 하단 벽체를 시공하는 과정으로서, 먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 하단의 타설 콘크리트(160) 상부에 치핑(Chipping)을 완료한 후, 하단 외부 철근(120)인 외부 수직철근 및 하부 수평철근(191)을 설치한다. 이때, 상기 하단의 타설 콘크리트(160)의 측면에는 내부 거푸집(Inside Form: 170) 및 외부 거푸집(Outside Form: 180)이 설치되며, 후술하는 바와 같이, 상기 내부 거푸집(170) 및 외부 거푸집(180)을 인양하면서 타설 콘크리트(160)가 적층 형성된다.

다음으로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 수직 파이프(Vertical Pipe: 192) 및 수평 쉬스 파이프 지지대(Horizontal Sheath Pipe Support:193)를 설치한다.

다음으로, 도 6c에 도시된 바와 같이, 내부 철근망(130)을 인양하여 설치한다.

다음으로, 도 6d에 도시된 바와 같이, 하부 스터럽(Stirrup) 철근(194)을 설치한다.

다음으로, 도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 내부 거푸집(170)을 인양한다.

다음으로, 도 6f에 도시된 바와 같이, 하단 외부 철근(120) 및 수평 쉬스 파이프(Horizontal Sheath Pipe: 195)를 설치한 후, 상기 외부 거푸집(180)을 인양한다.

도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법으로서 하단 벽체를 시공하는 과정을 구체적으로 나타내며, 마찬가지로 상단 벽체를 시공하는 과정이 또한 유사한 방식으로 진행될 수 있다는 점은 당업자에게 자명하다. 구체적으로, 하단 벽체를 시공하는 과정에는 하단 외부 철근(120) 및 하단 내부 철근망(130)을 적층하여 시공하지만, 상단 벽체를 시공하는 과정에는 상단 외부 철근망(140) 및 상단 내부 철근망(150)을 적층하여 시공하게 된다.

한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에 사용되는 철근모듈을 제작하기 위한 철근모듈 제작대를 설명하기 위한 도면으로서, 도 7의 a)는 단면도이고, 도 7의 b)는 평면도이다.

도 7의 a) 및 b)에 도시된 바와 같이, 철근망(130)을 현장에서 사전에 제작하기 위한 철근망 제작대(200)가 지그(JIG) 형태로 설치된다. 즉, 상기 철근망(130)의 제작 및 야적을 위하여 철근망 제작대(200)를 제작한다. 실질적으로, 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에 사용되는 철근모듈은 하단 내부 철근망(130), 상단 외부 철근망(140) 및 상단 내부 철근망(150)일 수 있고, 상기 철근망 제작대(200)에서 사전에 제작된 후, 후술하는 바와 같이, 철근망 인양용 인양 프레임 및 타워크레인을 사용하여 인양된다.

또한, 상기 내부 철근망(130)은 하단 벽체의 내부를 제1단 내지 제5단까지 반복하여 형성된다. 또한, 상기 상단 외부 철근망(140) 및 상단 내부 철근망(150)은 상단 벽체의 내부 및 외부를 제6단 내지 제10단까지 반복하여 형성된다.

한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에 사용되는 철근망 인양용 인양 프레임(Lifting Frame)을 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에서 인양 프레임을 사용하여 철근모듈을 인양하는 것을 예시하는 도면이다.

도 8의 a)는 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에 사용되는 철근망 인양용 인양 프레임(Lifting Frame: 300)의 평면도이고, 도 8의 b)는 수직 단면도이다.

도 8의 a) 및 b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에 사용되는 철근망 인양용 인양 프레임(300)은 다수의 H-빔(310) 및 슬링벨트(320)를 포함한다.

상기 철근망 인양용 인양 프레임(300)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 철근의 배근 간격 및 반경(Radius)을 고려하여, 철근망(130)을 안정적으로 인양하기 위하여 사용한다.

이때, 철근망 인양용 인양 프레임(300)은 철근망(130)을 인양할 때, 균등한 힘을 받을 수 있도록 슬링벨트(320)를 체결할 수 있다.

또한, H-빔(310) 각각은 예를 들면, 30.6kg/m의 단위 중량으로 제작될 수 있고, 또한, 상기 철근망 인양용 인양 프레임(300)의 전체 중량은, 예를 들면, 0.814ton일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

한편, 도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에서, 철근모듈의 제작을 예시하는 사진들로서, 철근망을 제작하여 야적한 상태를 나타낸다.

구체적으로, 도 10a는 철근망 제작대(200)에 철근망(130) 설치를 위하여 6인 1조 작업으로 철근망(130)을 제작하는 것을 나타내며, 이때, 조 편성인원은 필요에 따라 가감할 수 있다.

또한, 도 10b는 제작된 철근망이 적재된 것을 나타내며, 이와 같이 철근망 제작대(200)에서 제작된 철근망(130)은 스페이서(Spacer)의 높이만큼 적재가 가능하며, 예를 들면, 3개소의 제작장을 활용하여 야적 및 설치를 진행할 수 있다.

또한, 도 10c는 철근망(130)을 결속하는 것을 나타내며, 상기 철근망(130)을 결속하는 결속선은 일반적인 결속선보다 굵은 치수의 재료를 사용하며, 이러한 결속은 80% 이상 결속하는 것이 바람직하다.

도 10d는 완성된 철근망(130)을 나타내며, 이러한 철근망(130)을 제작한 후, 타워크레인(400)에 의해 인양하기 전에 철근망(130)의 간격 및 결속 상태를 확인하게 된다.

한편, 도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법에서, 철근모듈의 설치를 예시하는 사진들이다.

구체적으로, 도 11a는 철근망 인양용 인양 프레임(300)과 철근망(130)을 체결하는 것을 나타내며, 이후, 타워크레인(400)으로 철근망(130)을 인양하게 된다.

도 11b 및 도 11c에서, 결속부는 철근망(130) 상부와 중간 부위에 각각 10~13개소에 위치하도록 하고, 인양시 견고히 결속한다. 이후, 내부 철근망(130)을 LNG 저장탱크 외벽(Wall) 상단의 인양 및 설치될 위치로 이동하여 가결속하고, 그 위치를 조정한 후 견고히 결속하게 된다.

도 11d는 기타설된 수직 철근과 정착 길이만큼 결속한 후, 인양 프레임(300)과 철근망(130)의 연결부의 결속을 해체하는 것을 나타낸다.

한편, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법을 기존의 시공 방법과 공정 소요일수를 비교하기 위한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법은, LNG 저장탱크의 벽체 단수가, 예를 들면, 전술한 바와 같이 5단의 하단 및 5단의 상단으로 이루어진 10개의 단인 경우, 각각의 단을 형성할 때, 콘크리트 타설 1일, 외부 거푸집 작업 5일, 내부 거푸집 작업 2일 및 콘크리트 양생 7일 등 15일이 소요된다.

이에 반해, 기존 공법의 공정 소요일수는, 콘크리트 타설 1일, 외부 거푸집 작업 5일, 철근(Rebar) 작업 5일 내부 거푸집 작업 2일 및 콘크리트 양생 7일 등 20일이 소요된다.

본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법은, 철근망을 미리 조립하여 시공함으로써, 철근(Rebar) 작업에 소요되는 5일을 생략할 수 있다. 즉, 외벽 벽체의 각 단마다 5일이 단축될 수 있고, 10단인 경우, 50일이 단축될 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법은, 철근망을 미리 조립하여 현장작업을 단순화시킴으로써 효율성 증대시킬 수 있고, 콘크리트 타설 후 양생기간 동안의 손실 기간(Loss Time)을 최소화할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법이 설명되었지만, 이때, 상기 저장탱크가 LNG 저장탱크뿐만 아니라 액화석유가스(LPG) 등의 연료용 액화가스를 비롯하여, 액화산소, 액화질소 등의 다양한 액화가스를 저장하기 위해 사용되며, 대략 바닥이 평평한 원통 형상을 가질 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: LNG 저장탱크
200: 철근망(철근모듈) 제작대(Jig)
300: 철근망 인양용 리프팅 프레임(Lifting Frame)
400: 타워 크레인(Tower Crane)
110: 저장탱크 외벽
110a: 하단 벽체
110b: 상단 벽체
120: 하단 외부 철근
130: 하단 내부 철근망
140: 상단 외부 철근망
150: 상단 내부 철근망
160: 하단 타설 콘크리트
170: 내부 거푸집(Inside Form)
180: 외부 거푸집(Outside Form)
191: 하부 수평철근
192: 수직 파이프(Vertical Pipe)
193: 수평 쉬스 파이프 지지대(Horizontal Sheath Pipe Support)
194: 하부 스터럽(Stirrup) 철근
195: 수평 쉬스 파이프(Horizontal Sheath Pipe)
310: H-빔(Beam)
320: 슬링 벨트(Sling Belt)

Claims

액화천연가스(LNG) 저장탱크의 벽체 시공 방법에 있어서,
a) 종횡으로 철근이 배열된 하단 내부 철근망(Inside Rebar Panel)을 미리 제작하는 단계;
b) 외부 수직철근(Vertical Rebar) 및 상기 하단 내부 철근망을 인양하여 적층 설치하고 콘크리트를 타설하여 LNG 저장탱크 외벽 하단 벽체를 형성하는 단계;
c) 종횡으로 철근이 배열된 상단 외부 철근망 및 상단 내부 철근망을 미리 제작하는 단계; 및
d) 상기 상단 외부 철근망 및 상단 내부 철근망을 인양하여 적층 설치하고 콘크리트를 타설하여 LNG 저장탱크의 외벽의 상단 벽체를 형성하는 단계
를 포함하되,
상기 LNG 저장탱크의 외벽은, 상기 하단 벽체를 적층 시공한 후, 상기 하단 벽체의 상부에 상기 상단 벽체를 적층 시공하여 형성되는 것을 특징으로 하는 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 a) 단계의 하단 내부 철근망, 상기 c) 단계의 상단 외부 철근망 및 상단 내부 철근망은 현장에 설치된 철근망 제작대(Jig)에서 사전 제작되는 것을 특징으로 하는 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 a) 단계의 하단 내부 철근망, 상기 c) 단계의 상단 외부 철근망 및 상단 내부 철근망은 철근망 인양용 인양 프레임(Lifting Frame)에 결속된 후, 타워크레인을 사용하여 인양되는 것을 특징으로 하는 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 하단 벽체는 경사형 외부 벽체 및 하단 내부 벽체로 이루어진 각 단이 적층되는 5단의 벽체인 것을 특징으로 하는 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법.
제4항에 있어서,
상기 경사형 외부 벽체는 외부 수직철근을 적층하여 형성되고, 상기 수직 내부 벽체는 미리 제작된 상기 하단 내부 철근망을 적층하여 형성되며, 상기 외부 수직철근 및 상기 하단 내부 철근망에 콘크리트를 타설 양생하는 것을 특징으로 하는 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 상단 벽체는 상단 외부 벽체 및 상단 내부 벽체로 이루어진 각 단이 적층되는 5단의 벽체인 것을 특징으로 하는 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법.
제6항에 있어서,
상기 상단 내부 벽체는 미리 제작된 상기 상단 내부 철근망을 적층하여 형성되고, 상기 상단 외부 벽체는 미리 제작된 상기 상단 외부 철근망을 적층하여 형성되며, 상기 상단 내부 철근망 및 상기 상단 외부 철근망에 콘크리트를 타설 양생하는 것을 특징으로 하는 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법.
제1항에 있어서, 상기 b) 단계는,
b-1) 상기 LNG 저장탱크 외벽의 하단 외부 벽체에 하단 외부 철근(Outside Rebar)을 설치하는 단계;
b-2) 수직 파이프(Vertical Pipe) 및 수평 쉬스 파이프(Horizontal Sheath Pipe)를 설치하는 단계;
b-3) 상기 LNG 저장탱크 외벽의 하단 내부 벽체에 하단 내부 철근망(Inside Rebar Panel)을 설치하고, 상기 하단 외부 철근 및 상기 하단 내부 철근망을 가로지르는 하단 스터럽(Stirrup) 철근을 배치하는 단계;
b-4) 내부 거푸집을 인상하여 설치하고, 수직 플레이트(Vertical Plate)를 설치하는 단계;
b-5) 외부 거푸집을 인상하여 설치하고, 지지대(Buttress) 철근을 설치하는 단계; 및
b-6) 상기 내부 거푸집 및 외부 거푸집 사이에 콘크리트를 타설하고 양생시키는 단계
를 포함하며,
상기 LNG 저장탱크 외벽의 하단 벽체가 완성될 때까지 상기 b-1) 단계 내지 b-6) 단계를 반복수행하는 것을 특징으로 하는 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법.
제1항에 있어서, 상기 d) 단계는,
d-1) 상기 LNG 저장탱크 외벽의 하단이 완성된 후, 상기 LNG 저장탱크 외벽의 상단 외부 벽체에 상단 내부 철근망을 설치하는 단계;
d-2) 수직 파이프 및 수평 쉬스 파이프를 설치하는 단계;
d-3) 상기 LNG 저장탱크 외벽의 상단 내부 벽체에 상단 외부 철근망을 설치하고, 상기 상단 내부 철근망 및 상기 상단 외부 철근망을 가로지르는 상단 스터럽 철근을 배치하는 단계;
d-4) 내부 거푸집을 인상하여 설치하고, 수직 플레이트를 설치하는 단계;
d-5) 외부 거푸집을 인상하여 설치하고, 지지대 철근을 설치하는 단계; 및
d-6) 상기 내부 거푸집 및 외부 거푸집 사이에 콘크리트를 타설하고 양생시키는 단계
를 포함하며,
상기 LNG 저장탱크 외벽의 상단 벽체가 완성될 때까지 상기 d-1) 단계 내지 d-6) 단계를 반복수행하는 것을 특징으로 하는 철근모듈을 이용한 LNG 저장탱크의 벽체 시공 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 철근모듈을 이용한 액화천연가스 저장탱크의 벽체 시공 방법에 의해 시공된 LNG 저장탱크.