KR101352096B1 - Tripod suction pile substructure - Google Patents

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재단법인 포항산업과학연구원
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Abstract

본 발명은 해상시설물이 탑재되며, 삼각지지대 모양을 가지는 트라이포드; 상기 트라이포드의 하부에 설치되며, 상기 트라이포드의 중심을 기준으로 삼각지지 위치에 각각 배치되는 석션파일; 및 상기 석션파일에 설치되며, 상기 석션파일을 부유시키는 부유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 석션파일 하부구조물을 개시한다. 상기와 같은 트라이포드 석션파일 하부구조물은 석션파일의 상부에 부유체를 설치하여 자체 부유 기능을 부여함으로써, 대형 바지선이 필요없이 예인선만 있으면 석션파일을 해상에서 운반이 가능하다.The present invention is equipped with a marine facility, tripod having a triangular support shape; A suction pile disposed below the tripod and disposed at a triangular support position with respect to the center of the tripod; And it is installed on the suction pile, discloses a tripod suction pile substructure comprising a floating body for floating the suction pile. The tripod suction pile substructure as described above is provided with a floating body on the upper portion of the suction pile to provide its own floating function, so that the suction pile can be transported at sea without a large barge.

Description

트라이포드 석션파일 하부구조물{TRIPOD SUCTION PILE SUBSTRUCTURE}TRIPOD SUCTION PILE SUBSTRUCTURE}
본 발명은 해상풍력발전기 등과 같은 해상시설물을 해저 지반에 고정하는 하부구조물에 관한 것으로서, 특히 자체 부유가 가능한 트라이포드 석션파일 하부구조물에 관한 것이다.The present invention relates to a substructure for fixing offshore facilities such as offshore wind power generators, etc., and in particular to a tripod suction pile substructure capable of self-floating.
최근 지구온난화에 따른 환경규제와 화석연료의 수급불안 등의 문제점이 대두됨으로써 신재생 에너지 생산시스템으로서의 풍력발전이 각광을 받고 있다.Recently, due to the problems of environmental regulation and fossil fuel supply and demand due to global warming, the wind power generation as a renewable energy production system is in the spotlight.
일반적으로 풍력발전기는 주로 육상에 설치되어 왔으나, 점차적으로 해상 설치가 증가하고 있다. 풍력발전을 위해 해상은 육상에 비해 바람의 질이 대체로 좋은 편이며, 날개 소음 문제에 있어서도 보다 쉽게 대응할 수 있는 장점이 있다. 특히, 경제성 확보를 위해서는 대규모의 단지 확보가 요망되는데 육상에는 이러한 단지를 구비하기 어려워, 연안이나 근해의 해상이 대단위 해상풍력단지로 떠오르고 있다. 이러한 해상풍력발전기를 해상에 설치하기 위해서는 풍력발전기를 해저 지반에 고정하는 하부구조물이 필요하다.In general, wind power generators have been installed mainly on land, but the installation of the sea gradually increases. For the wind power generation, the quality of the wind is generally better than that of the land, and there is an advantage that it can respond to the blade noise problem more easily. In particular, it is necessary to secure large-scale complexes in order to secure economic feasibility, and it is difficult to equip such complexes on land, and offshore and offshore seas are emerging as large offshore wind farms. In order to install these offshore wind turbines offshore, it is necessary to have a substructure for fixing the wind turbines to the seabed.
종래의 해상풍력발전기 고정용 하부구조물(10)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 풍력발전부(11)가 탑재되는 타워(13)의 하부에 석션파일(15)이 결합되며, 석션파일(15)을 침수시켜 해저 지반(1)에 관입한다. 또한, 수심이 20m 이하인 지역에서는 단일 석션파일 구조물을 사용하고, 수심이 20m 이상인 지역에서는 자켓이나 트라이포드 석션파일(Tripod suction pile) 구조물을 사용한다.In the conventional offshore wind turbine fixed structure 10, as shown in Figure 1, the suction pile 15 is coupled to the lower portion of the tower 13 on which the wind power generator 11 is mounted, the suction pile ( 15) is immersed and penetrated the seabed (1). In addition, a single suction pile structure is used in an area of 20 m or less, and a jacket or Tripod suction pile structure is used in an area of 20 m or more.
이러한 종래의 하부구조물(10)은 자체 부유 기능이 없기 때문에 바지선(미도시)에 실어서 설치 위치까지 운반한 후 해상 크레인(미도시)으로 바지선에서 들어 올린 후 설치 위치에 가라 앉혀서 강관파일 등을 이용하여 해저 지반(1)에 고정시킨다. 최근 해상풍력터빈이 대용량화됨에 따라 하부구조물(10)도 대용량화되어 중량이 무거워지기 때문에 이러한 방식으로 해상에서 설치하기 위해서는 고가의 대용량 바지선이나 크레인이 필요하다.Since the conventional substructure 10 does not have its own floating function, it is loaded on a barge (not shown) and transported to an installation position, and then lifted from the barge by a marine crane (not shown), and then sinks to an installation position to produce a steel pipe pile. It is fixed to the seabed ground (1) by using. Recently, as the offshore wind turbine becomes larger, the lower structure 10 also becomes large in size and heavy in weight, so in order to install at sea in this way, a large-capacity barge or crane is required.
또한, 자켓이나 트라이포드에서는 통상 강관파일을 이용하여 해저 지반을 고정시키는데 강관파일을 먼저 해저 지반에 타입하여 설치한 후에 자켓이나 트라이포드를 그 위에 끼워 넣은 후 연결부를 그라우팅으로 충진하여 보강한다. 이러한 설치방법은 공정이 여러 단계이며 강관파일을 해저 지반에 타입하는 기간과 연결부 그라우팅 후 양생하는 기간이 필요하므로 공정이 복잡하고 공기가 오래 걸리는 단점이 있다. 해상에서는 고가의 장비를 사용하기 때문에 최대한 공정을 단순화시켜서 신속하게 설치하는 것이 공사비 절감에 유리하다.In addition, the jacket or tripod is usually fixed to the seabed ground using a steel pipe pile, the steel pipe pile is first installed by installing the type on the seabed ground, then the jacket or tripod is inserted therein and then reinforced by filling the connection by grouting. This installation method has a disadvantage that the process is complicated and takes a long time because it requires a period of time to type the steel pipe pile on the seabed ground and curing period after the connection grouting. Since the expensive equipment is used at sea, it is advantageous to reduce the construction cost by simplifying the process as quickly as possible.
본 발명은 트라이포드 석션파일에 자체 부유 기능을 부여하여 해상 운반과정에서 부유체로 활용할 수 있도록 하는 트라이포드 석션파일 하부구조물을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a tripod suction pile substructure that can be used as a floating body in the maritime transport process by giving a floating function to the tripod suction pile.
또한, 본 발명은 해상풍력 터빈에 의하여 전달되는 수평력 및 모멘트에 대하여 효율적으로 지지할 수 있도록 하는 트라이포드 석션파일 하부구조물을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a tripod suction pile substructure to efficiently support the horizontal force and the moment transmitted by the offshore wind turbine.
또한, 본 발명은 해상 설치 공정을 신속하고 간단하게 하여 공사비를 절감할 수 있도록 하는 트라이포드 석션파일 하부구조물을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a tripod suction pile substructure to reduce the construction cost by making the installation process quick and simple.
본 발명은 해상시설물이 탑재되며, 삼각지지대 모양을 가지는 트라이포드; 상기 트라이포드의 하부에 설치되며, 상기 트라이포드의 중심을 기준으로 삼각지지 위치에 각각 배치되는 석션파일; 및 상기 석션파일에 설치되며, 상기 석션파일을 부유시키는 부유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 석션파일 하부구조물을 개시한다.The present invention is equipped with a marine facility, tripod having a triangular support shape; A suction pile disposed below the tripod and disposed at a triangular support position with respect to the center of the tripod; And it is installed on the suction pile, discloses a tripod suction pile substructure comprising a floating body for floating the suction pile.
또한, 상기 부유체는 각각의 상기 석션파일 상부에 결합되는 것을 특징으로 하는 트라이포드 석션파일 하부구조물을 개시한다.In addition, the float discloses a tripod suction pile substructure, characterized in that coupled to the upper portion of each suction pile.
또한, 상기 부유체는 하중물을 충진하여 상재하중을 가할 수 있도록 하중물 충진공간이 내부에 마련되는 것을 특징으로 하는 트라이포드 석션파일 하부구조물을 개시한다.In addition, the floating body discloses a tripod suction pile substructure, characterized in that the load filling space is provided therein so that the load can be applied to the load.
또한, 상기 부유체는 상단 가장자리부가 경사면 또는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 트라이포드 석션파일 하부구조물을 개시한다.In addition, the float discloses a tripod suction pile substructure, characterized in that the upper edge portion is formed as a slope or curved surface.
또한, 상기 부유체는 상단 개방부에 격자철망이 설치되는 것을 특징으로 하는 트라이포드 석션파일 하부구조물을 개시한다.In addition, the floating body discloses a tripod suction pile substructure, characterized in that the grid wire mesh is installed in the upper opening.
또한, 본 발명은 상기 석션파일 및 상기 부유체 중 적어도 하나에 설치되는 에어백을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 석션파일 하부구조물을 개시한다.The present invention also discloses a tripod suction pile substructure further comprising an airbag installed on at least one of the suction pile and the float.
또한, 상기 에어백은 탈부착이 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 트라이포드 석션파일 하부구조물을 개시한다.In addition, the airbag discloses a tripod suction pile substructure, characterized in that the detachable installation.
본 발명에 따른 트라이포드 석션파일 하부구조물은 다음과 같은 효과를 갖는다.The tripod suction pile substructure according to the present invention has the following effects.
(1) 본 발명은 트라이포드 석션파일의 상부에 부유체와 에어백를 설치하여 자체 부유 기능을 부여함으로써, 대형 바지선이 필요없이 예인선만 있으면 석션파일을 해상에서 운반이 가능하다는 효과를 갖는다.(1) The present invention provides the floating function and airbag on the upper portion of the tripod suction pile to give its own floating function, so that the suction pile can be transported at sea if only a tugboat is required without a large barge.
(2) 본 발명은 석션파일을 해저 지반에 관입시킨 후 부유체의 하중물 충진공간에 콘크리트나 사석 등과 같은 하중물을 채워 넣어 상재하중을 가하거나, 에어백에 콘크리트 모르타르 등을 주입하여 상재하중을 가하게 됨으로써, 자중으로서 해상풍력 터빈에 의하여 전달되는 수평력 및 모멘트에 저항하도록 효율적인 지지 구조를 갖는다.(2) In the present invention, the suction pile is inserted into the seabed and filled with loads such as concrete or sandstone in the load filling space of the floating body, and the load is applied to the load, or the concrete bag is injected into the air bag to load the load. When applied, it has an efficient support structure to resist the horizontal forces and moments transmitted by the offshore wind turbine as its own weight.
(3) 본 발명은 해상에서는 대형장비의 임대료가 매우 높은데 이와 같이 자체 부유 기능이 있으면 대형 바지선이나 대형 크레인을 사용하지 않고 해저 지반에 신속히 설치할 수 있으므로 해상 설치 공사비를 절감할 수 있다는 효과를 갖는다.(3) The present invention has a very high rent of large equipment at sea, but if it has its own floating function, it can be quickly installed on the sea bed without using a large barge or a large crane.
도 1은 종래의 해상풍력발전기 고정용 하부구조물을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트라이포드 석션파일 하부구조물을 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 트라이포드 석션파일 하부구조물의 구성요소 중에서 부유체를 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 5의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 트라이포드 석션파일 하부구조물의 시공 작업을 순차적으로 도시하는 도면이다.
1 is a view showing a substructure for fixing a conventional offshore wind power generator.
Figure 2 is a perspective view showing the tripod suction pile substructure according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a plan view of Fig.
4 is a cross-sectional view taken along line AA in Fig.
FIG. 5 is a plan view showing the floating body among the components of the tripod suction pile substructure of the present invention. FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 5.
7 is a view sequentially showing the construction of the tripod suction pile substructure of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명의 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 트라이포드 석션파일 하부구조물은 해상풍력발전기를 해저 지반에 고정하는 하부구조물에 적용하는 것을 예시하였으나, 해상풍력발전기뿐만 아니라 해상시설물에는 모두 적용될 수 있음을 미리 밝혀둔다. Prior to the description of the present invention, the tripod suction pile substructure described below has been exemplified by applying the offshore wind power generator to the substructure that is fixed to the undersea ground, but it can be applied to both offshore wind power generators and offshore facilities in advance. Reveal.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트라이포드 석션파일 하부구조물을 도시하는 사시도이고, 도 3은 도 2의 평면도이고, 도 4는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이고, 도 5는 부유체를 도시하는 평면도이며, 도 6은 도 5의 B-B선에 따른 단면도이다.Figure 2 is a perspective view showing the tripod suction pile substructure according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a plan view of Figure 2, Figure 4 is a cross-sectional view along line AA of Figure 3, Figure 5 is a floating body 6 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 5.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트라이포드 석션파일 하부구조물(100)은 트라이포드(110), 석션파일(120), 부유체(130) 및 에어백(140)을 포함한다.As shown in Figures 2 to 6, the tripod suction pile substructure 100 according to the preferred embodiment of the present invention is a tripod 110, suction pile 120, floating body 130 and airbag 140 ).
트라이포드(Tripod)(110)는 해상시설물, 예를 들어 해상풍력발전부(11, 도 1 참조)를 안정적으로 지지하기 위하여 세 개의 지지대를 가지는 삼각지지대 형태로 제작된다. 트라이포드(110)는 타워(111), 지지부재(113) 및 연결부재(115)를 포함한다.Tripod 110 is manufactured in the form of a triangular support having three supports in order to stably support the offshore facilities, for example offshore wind power generation unit 11 (see FIG. 1). The tripod 110 includes a tower 111, a support member 113, and a connection member 115.
타워(111)는 원기둥 형태로 제작되며, 상단부에 풍력발전부(11)가 탑재된다. 여기서, 풍력발전부(11)는 타워(111)에 플랜지(미도시) 등으로 연결되는 상부타워, 로터 및 상부타워에 결합되어 로터를 회전가능하게 지지하는 나셀(nacelle) 등을 포함한다. 또한, 풍력발전부(11)는 발전장치나 축전장치 또는 송전장치를 더 구비할 수 있다. 이러한 풍력발전부(11)는 공지된 기술로 이해 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.The tower 111 is manufactured in a cylindrical shape, and the wind power generator 11 is mounted at the upper end. Here, the wind power generator 11 includes an upper tower connected to the tower 111 by a flange (not shown), etc., a nacelle coupled to the rotor and the upper tower to rotatably support the rotor. In addition, the wind power generator 11 may further include a power generator, a power storage device, or a power transmission device. Since the wind power generator 11 can be understood by known techniques, detailed description thereof will be omitted.
지지부재(113)는 세 개로 구성되며, 타워(111)를 중심으로 120도의 회전각도로 삼각 지지 위치에 각각 배치된다. 또한, 지지부재(113)는 타워(111)를 지지할 수 있도록 지지부재(113)의 하단부가 후술할 석션파일(120)의 상단 중심부에 고정된다. 본 실시예에서는 지지부재(113)를 원기둥 형태로 제작하는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 사각기둥과 같이 다각기둥 형태로도 제작할 수 있다.The support member 113 is composed of three, each disposed in the triangular support position at a rotation angle of 120 degrees around the tower 111. In addition, the support member 113 is fixed to the upper end of the suction pile 120 to be described later, the lower end of the support member 113 to support the tower 111. In this embodiment, the configuration for manufacturing the support member 113 in the form of a cylinder is illustrated, but is not limited thereto, and may also be manufactured in the form of a polygonal pillar such as a square pillar.
연결부재(115)는 봉 형태로 제작되며, 타워(111)와 지지부재(113), 그리고 지지부재(113)들 사이를 연결할 수 있도록 다수 개가 구비된다.The connection member 115 is manufactured in the form of a rod, and a plurality of connection members 115 are provided to connect the tower 111, the support member 113, and the support member 113.
석션파일(Suction Pile)(120)은 하부구조물(100)의 기초파일로서, 타워(111)를 지지하도록 트라이포드(110)의 하부에 설치되며, 침수되어 해저 지반(1, 도 7 참조)에 관입된다. 본 실시예에서는 석션파일(120)을 세 개로 구성하고, 석션파일(120)들은 트라이포드(110)의 세 개의 지지부재(113) 하단부에 각각 결합된다. 또한, 석션파일(120)은 상면이 밀폐되고 하면이 개방된 원형 또는 다각형의 통형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 석션파일(120)은 강재 또는 콘크리트로 제작할 수 있으나, 석션파일(120)을 부유시켜 해상 운반 시 중량 감소를 위하여 강재나 강합성 부재로 제작하는 것이 바람직하다. Suction pile 120 is a foundation pile of the lower structure 100, is installed in the lower portion of the tripod 110 to support the tower 111, submerged in the seabed ground (1, Fig. 7) Intrusive. In this embodiment, the suction pile 120 is composed of three, and the suction pile 120 is coupled to the lower ends of the three support members 113 of the tripod 110, respectively. In addition, the suction pile 120 may be formed in a cylindrical shape of a circular or polygonal with the upper surface sealed and the lower surface opened. In addition, the suction pile 120 may be made of steel or concrete, but it is preferable to make the suction pile 120 to be made of steel or a steel composite member for weight reduction during sea transport.
부유체(130)는 석션파일(120)을 부유시킬 수 있도록 석션파일(120)에 설치된다. 본 실시예에서는 부유체(130)를 세 개로 구성하고, 부유체(130)들이 세 개의 석션파일(120) 각각의 상부에 결합된다. 예를 들어, 부유체(130)는 석션파일(120)을 먼저 제작한 후 석션파일(120)의 상부에 용접하거나 볼트로 체결하여 결합할 수 있다. 여기서, 부유체(130)를 석션파일(120)에 볼트로 체결하는 경우에는 석션파일(120)와 부유체(130)의 연결부에는 고무패킹 등과 같은 실링부재(미도시)를 삽입하여 물이 새는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 또한, 부유체(130)는 통형상으로 이루이지고, 석션파일(120)과 동일한 단면을 가진다. 예를 들어, 본 실시예에서는 원통형상으로 제작된 석션파일(120)과 동일한 원형 단면을 가지도록 부유체(130)를 원통형으로 제작하는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고, 석션파일(120)을 사각형 등과 같은 다각형으로 제작할 경우 부유체(130)를 다각형으로 제작할 수 있다. 또한, 부유체(130)는 석션파일(120)을 침수시켜 해저 지반(1)에 관입한 후에 콘크리트나 사석과 같은 하중물(3, 도 7 참조)을 충진하여 상재하중을 가할 수 있도록 상면이 개방되고 하중물 충진공간(131)이 내부에 마련된다. 또한, 부유체(130)는 해상에서 운반 도중 파랑이나 물보라에 의하여 부유체(130)에 물이 튀어서 들어오는 것을 방지하기 위하여 상단 가장자리부를 경사면(133)으로 형성한다. 본 실시예에서는 부유체(130)의 상단 가장자리부를 경사면(133)으로 형성하는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 부유체(130)의 상단 가장자리부를 곡면(미도시)으로 형성할 수도 있다. 또한, 부유체(130)는 상단 개방부에 격자 철망(135)이 설치되어 부유체(130)의 상단부를 보강함과 동시에 부유체(130)의 내부 하중물 충진공간(131)을 콘크리트나 사석 등의 하중물(3)로 채울 경우에 하중물(3)이 조류에 의하여 유실되는 것을 방지한다.The floating body 130 is installed on the suction pile 120 to float the suction pile 120. In this embodiment, the floating body 130 is composed of three, and the floating body 130 is coupled to the upper portion of each of the three suction piles 120. For example, the floating body 130 may be manufactured by first manufacturing the suction pile 120 and then welding or bolting the upper portion of the suction pile 120. Here, when the floating body 130 is fastened to the suction pile 120 with a bolt, a sealing member (not shown) such as rubber packing is inserted into the connection portion of the suction pile 120 and the floating body 130 to leak water. It is desirable to prevent that. In addition, the floating body 130 is formed in a cylindrical shape and has the same cross section as the suction pile 120. For example, in the present exemplary embodiment, a configuration in which the floating body 130 is formed in a cylindrical shape to have the same circular cross section as the suction pile 120 manufactured in a cylindrical shape is not limited thereto, and the suction pile 120 is not limited thereto. In the case of manufacturing a polygon such as a quadrangle, the floating body 130 may be manufactured as a polygon. In addition, the floating body 130 is submerged in the suction pile 120 to penetrate the seabed ground (1), and then filled with a load (3, Fig. 7), such as concrete or sandstone, the upper surface to apply the load An open and load filling space 131 is provided therein. In addition, the floating body 130 forms an upper edge portion as an inclined surface 133 in order to prevent water from splashing into the floating body 130 by blue or spray during transportation at sea. In the present exemplary embodiment, the configuration in which the upper edge portion of the floating body 130 is formed as the inclined surface 133 is illustrated. However, the configuration is not limited thereto, and the upper edge portion of the floating body 130 may be formed as a curved surface (not shown). In addition, the floating body 130 has a grid wire mesh 135 is installed in the upper opening portion to reinforce the upper end of the floating body 130 and at the same time the interior load filling space 131 of the floating body 130 concrete or sandstone When the load 3 is filled with the load 3, the load 3 is prevented from being lost by the current.
에어백(Air bag)(140)은 석션파일(120) 및 부유체(130) 중 적어도 하나에 설치되어 하부구조물(100)을 해상에 부유할 수 있도록 한다. 예를 들어, 본 실시예에서는 에어백(140)을 석션파일(120)의 상부에 결합된 부유체(130)의 측면에 부착하는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 에어백(140)을 석션파일(120)의 측면에 부착하거나 석션파일(120) 및 부유체(130)에 모두 부착하는 구성도 가능하다. 에어백(140)은 석션파일(120)을 침수시켜 해저 지반(1)에 관입한 후에는 내부에 콘크리트 모르타르 등을 주입하여 상재하중을 가할 수 있다. 또한, 에어백(140)은 회수하여 반복 사용할 수 있도록 탈부착이 가능하게 설치될 수 있다. 여기서, 탈부착 방법으로는 볼트와 너트, 볼록부와 오목부, 걸림고리와 걸림홈 등 공지된 탈부착 수단을 이용할 수 있다.An air bag 140 is installed on at least one of the suction pile 120 and the floating body 130 to allow the substructure 100 to float on the sea. For example, in the present exemplary embodiment, a configuration in which the airbag 140 is attached to the side of the floating body 130 coupled to the upper portion of the suction pile 120 is illustrated, but the present invention is not limited thereto, and the airbag 140 may be attached to the suction pile ( Attaching to the side of the 120 or attached to both the suction pile 120 and the floating body 130 is also possible. The airbag 140 may immerse the suction pile 120 and inject into the subsea ground 1 to inject concrete mortar or the like into the load. In addition, the airbag 140 may be detachably installed so that it can be recovered and used repeatedly. Here, as a detachable method, a known detachable means such as a bolt and a nut, a convex portion and a concave portion, a hook and a latch groove may be used.
도 7은 본 발명의 트라이포드 석션파일 하부구조물의 시공 작업을 순차적으로 도시하는 도면이다.7 is a view sequentially showing the construction of the tripod suction pile substructure of the present invention.
먼저, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 드라이도크(미도시)에서 제작된 해상풍력발전기 고정용 트라이포드 석션파일 하부구조물(100)을 해상에 진수시킨다. 이때, 석션파일(120)의 상부에 설치된 부유체(130)와 에어백(140)을 이용하여 석션파일(120)을 해상에 띄운다. 이를 통해 석션파일(120)에 자체 부유 기능을 부여함으로써, 대형 바지선(미도시)이 필요없이 예인선(미도시)만 있으면 석션파일(120)을 해상에서 운반이 가능하다.First, as shown in Figure 7 (a), the offshore wind power generator fixed tripod suction pile substructure 100 manufactured in a dry dock (not shown) is launched to the sea. At this time, by using the floating body 130 and the air bag 140 installed on the upper portion of the suction pile 120, the suction pile 120 is floated on the sea. By providing the self-floating function to the suction pile 120 through this, it is possible to transport the suction pile 120 at sea if there is no tug (not shown) without a large barge (not shown).
다음으로, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 석션파일(120)을 해상에 부유시켜 원하는 위치까지 예인선으로 운반한 후 부유체(130)와 에어백(140)에 물을 주입하여 석션파일(120)을 침수시킨다.Next, as shown in FIG. 7 (b), the suction pile 120 is floated on the sea and transported to a desired position by a tugboat, and then water is injected into the floating body 130 and the airbag 140 to suction the pile ( Immerse 120).
다음으로, 도 7(c)에 도시된 바와 같이, 석션파일(120)의 하부가 해저면에 착저되면 석션파일(120)의 내부에서 물을 뽑아내면서 발생하는 (-)수압, 즉 음압을 이용하여 석션파일(120)을 지반(1)에 관입시킨다. 석션파일(120)의 지반 관입이 완료되면 부유체(130)의 하중물 충진공간(131)에 콘크리트나 사석 등과 같은 하중물(3)을 채워 넣어 상재하중을 가하거나, 에어백(140)에 콘크리트 모르타르 등을 주입하여 상재하중을 가한다. 에어백(140)은 필요 시 회수하여 반복 사용할 수 있다. 여기서, 트라이포드 형식의 해상풍력 하부구조물(100)에서는 상부의 풍력발전부(11) 터빈에 의한 바람 하중에 의하여 하부구조물(100)과 해저 지반(1)이 만나는 지점에서 압축력과 인발력이 작용한다. 석션파일(120)은 압축 지지력은 매우 우수하지만 인발 지지력은 취약하기 때문에 석션파일(120)의 상부에 설치되는 부유체(130)와 에어백(140)의 내부에 콘크리트나 사석 등과 같은 하중물(3)을 충진하여 상재하중을 가하여 석션파일(120)에 작용하는 인발력 자체를 저감시킬 수 있다. 이를 통해, 석션파일(120)에 가해지는 하중물(3)의 중력으로서 해상풍력 터빈에 의하여 전달되는 수평력 및 모멘트에 저항할 수 있도록 효율적인 지지 구조를 갖게 된다.Next, as shown in Figure 7 (c), when the lower portion of the suction pile 120 is bottomed on the sea floor using negative (-) water pressure, that is generated while extracting water from the inside of the suction pile 120 By injecting the suction pile 120 into the ground (1). When the ground penetration of the suction pile 120 is completed, a load 3 such as concrete or sandstone is filled in the load filling space 131 of the floating body 130 to apply a phase load or concrete to the airbag 140. Mortar and the like are injected to add a load. The airbag 140 may be recovered and used repeatedly if necessary. Here, in the tripod-type offshore wind power substructure 100, the compressive force and the pull force act at the point where the substructure 100 and the subsea ground 1 meet by the wind load of the upper wind turbine 11 turbine. . Since the suction pile 120 has excellent compression support but weak drawing support, loads such as concrete or sandstone (3) inside the floating body 130 and the airbag 140 installed on the upper portion of the suction pile 120 (3) ) Can be applied to the floor load to reduce the pull force itself acting on the suction pile (120). Through this, it has an efficient support structure to resist the horizontal force and the moment transmitted by the offshore wind turbine as the gravity of the load (3) applied to the suction pile (120).
마지막으로, 트라이포드(110)의 타워(111)에 플랜지(미도시) 등을 이용하여 풍력발전부(11, 도 1 참조)의 상부타워를 연결한다.Finally, the upper tower of the wind power generator 11 (see FIG. 1) is connected to the tower 111 of the tripod 110 by using a flange (not shown).
본 발명의 트라이포드 석션파일 하부구조물(100)에 따르면, 트라이포드 석션파일(120)의 상부에 부유체(130)와 에어백(140)을 설치하여 자체 부유 기능을 부여함으로써, 대형 바지선이 필요없이 예인선만 있으면 석션파일(120)을 해상에서 운반이 가능하다. 또한, 트라이포드 석션파일(120)을 설치 위치에 도달하여 해저로 침수시킬 경우에는 자세를 바로 잡기 위하여 크레인을 사용하게 되는데 석션파일(120)이 물에 잠겨있으므로 중량이 작게 나가서 비교적 소형 크레인을 사용할 수 있다. 또한, 석션파일(120)을 해저 지반(1)에 관입시킨 후 부유체(130)의 하중물 충진공간(131)에 콘크리트나 사석 등과 같은 하중물(3)을 채워 넣어 상재하중을 가하거나, 에어백(140)에 콘크리트 모르타르 등을 주입하여 상재하중을 가하게 됨으로써, 해상풍력 터빈에 의하여 전달되는 인발력에 대한 저항 성능을 높일 수 있을 뿐만 아니라 일종의 반중력(Semi-gravity) 형식의 특성도 구비하여 자중으로서 바람이나 파랑에 의한 수평하중을 지지할 수 있어 효율적인 지지 구조를 갖게 된다. 또한, 해상에서는 대형장비의 임대료가 매우 높은데 이와 같이 자체 부유 기능이 있으면 대형 바지선이나 대형 크레인을 사용하지 않고 해저 지반(1)에 신속히 설치할 수 있으므로 해상 설치 공사비를 절감할 수 있다.According to the tripod suction pile substructure 100 of the present invention, by installing the floating body 130 and the airbag 140 on the upper portion of the tripod suction pile 120 to give its own floating function, without the need for a large barge If there is a tugboat, the suction pile 120 can be transported at sea. In addition, when the tripod suction pile 120 reaches the installation position and immersed in the sea floor, the crane is used to correct the posture. Since the suction pile 120 is submerged in water, the weight is small and a relatively small crane is used. Can be. In addition, after the suction pile 120 is inserted into the seabed ground 1, a load 3, such as concrete or sandstone, is filled in the load filling space 131 of the floating body 130, or a load is placed thereon. By injecting concrete mortar into the airbag 140 to apply a floor load, it is possible not only to increase the resistance against the pull-out force transmitted by the offshore wind turbine, but also to provide a kind of semi-gravity type characteristics. As a result, it is possible to support horizontal loads caused by wind or waves, and thus have an efficient support structure. In addition, the rent of large equipment is very high in the sea, but if there is a self-floating function can be quickly installed on the seabed ground (1) without using a large barge or a large crane, it is possible to reduce the cost of installing the sea installation.
이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. 또한, 특허청구범위의 기재 중 괄호 내의 기재는 기재의 불명료함을 방지하기 위한 것이며, 특허청구범위의 권리범위는 괄호 내의 기재를 모두 포함하여 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various changes may be made without departing from the scope of the present invention. In addition, the description in parentheses in the description of the claims is intended to prevent obscuration of the description, and the scope of the claims of the claims should be construed to include all the items in parentheses.
100 : 트라이포드 석션파일 하부구조물
110 : 트라이포드
111 : 타워
113 : 지지부재
115 : 연결부재
120 : 석션파일
130 : 부유체
131 : 하중물 충진공간
133 : 상단 경사면
135 : 격자 철망
140 : 에어백
100: tripod suction pile substructure
110: tripod
111: Tower
113: support member
115: connecting member
120: suction pile
130: floating body
131: load filling space
133: top slope
135: grid wire mesh
140: airbag

Claims (7)

  1. 해상시설물이 탑재되며, 삼각지지대 모양을 가지는 트라이포드;
    상기 트라이포드의 하부에 설치되며, 상기 트라이포드의 중심을 기준으로 삼각지지 위치에 각각 배치되는 석션파일; 및
    상기 석션파일에 상부에 설치되며, 상기 석션파일을 부유시키는 부유체를 포함하되,
    상기 부유체는 상단 개방부에 격자철망이 설치되며, 상단 가장자리부가 경사면 또는 곡면으로 형성되고, 하중물을 충진하여 상재하중을 가할 수 있도록 하중물 충진공간이 내부에 마련되어, 상기 석션파일이 진수된 후에는 상기 충진공간에 하중물이 충진되는 것을 특징으로 하는 트라이포드 석션파일 하부구조물.
    A marine facility is mounted, the tripod having a triangular support shape;
    A suction pile disposed below the tripod and disposed at a triangular support position with respect to the center of the tripod; And
    Is installed in the upper portion on the suction pile, including a floating body to float the suction pile,
    The floating body has a grid wire mesh is installed in the upper opening portion, the upper edge portion is formed as an inclined surface or curved surface, the load filling space is provided therein so as to fill the load to apply the phase load, the suction pile is launched After the load is filled in the filling space Tripod suction pile substructure.
  2. 삭제delete
  3. 삭제delete
  4. 삭제delete
  5. 삭제delete
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 트라이포드 석션파일 하부구조물은,
    상기 석션파일 및 상기 부유체 중 적어도 하나에 설치되는 에어백을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 석션파일 하부구조물.
    According to claim 1, wherein the tripod suction pile substructure,
    The tripod suction pile substructure further comprises an airbag installed on at least one of the suction pile and the float.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 에어백은 탈부착이 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 트라이포드 석션파일 하부구조물.7. The tripod suction pile substructure of claim 6, wherein the airbag is detachably installed.
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