KR102295252B1 - 해양구조물 단위블록, 해양구조물 및 이의 시공방법 - Google Patents

해양구조물 단위블록, 해양구조물 및 이의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1방향 및 제1방향에 수직한 제2방향으로 연장되는 베이스판(110); 상기 베이스판(110)으로부터 상하방향의 일방으로 돌출되고, 상기 베이스판(110)의 제1방향의 중앙부에서 제2방향으로 연장되는 중앙벽(120); 상기 베이스판(110)의 상하방향의 일측면의 제2방향의 타측 단부에서 상하방향의 일방으로 돌출되고, 제1방향으로 연장되며, 제1방향의 중앙부에서 상기 중앙벽(120)과 제2방향으로 연결되는 후방벽(130); 상기 중앙벽(120)으로부터 제1방향의 일방으로 돌출되고 상하방향으로 연장되며 상기 베이스판(110)과 결합되는 제1방벽(140); 및 상기 중앙벽(120)으로부터 제1방향의 타방으로 돌출되고 상하방향으로 연장되며 상기 베이스판(110)과 결합되는 제2방벽(150)을 포함하는 해양구조물 단위블록을 제공한다.
상기 제1방벽(140)은 제2방벽(150)보다 상기 후방벽(130)으로부터 더 멀리 위치하고, 상기 제1방벽(140)의 제1방향의 일측 단부와 제2방벽(150)의 제1방향의 타측 단부는 제2방향으로 이격된다.
이에, 해양구조물 단위블록들(100)의 내부로 유입된 파도가 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)에 의해 방해를 받아서 파도의 유동방향이 여러 번 크게 변할 수 있으므로 파도가 효과적으로 소파될 수 있다.

Description

해양구조물 단위블록, 해양구조물 및 이의 시공방법{MARINE STRUCTURE UNIT BLOCK, MARINE STRUCTURE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 해양구조물 단위블록, 해양구조물 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 파도가 효과적으로 소파되고 저비용으로 용이하게 제조할 수 있고 내구성 및 안정성이 향상되는 해양구조물 단위블록, 해양구조물 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
항만의 기본 시설이 되는 해양구조물 및 해양구조물을 구성하는 해양구조물 단위블록은 외해로부터 밀려오는 파랑을 저지하여 항내가 정온상태가 되도록 유지하는 구조물이다.
기존의 해양구조물은 소파가 효과적으로 이루어지지 못하고 해양구조물을 구성하는 단위블록의 제작이 어렵다는 문제가 있었다.
또한, 기존의 해양구조물은 소파 성능을 향상시키기 위해서 서로 다른 형상의 단위블록을 교대로 배치시켜야 하는 문제가 있었다. 이에, 제조 및 시공 비용이 증가하였다.
단위블록으로 구성되는 해양구조물과 관련된 선행기술은 다음과 같다.
한국등록특허 10-0642578호는 좌측단면이 ㄷ형상으로 이루어져 정면중심에는 내부공간을 좌우측으로 나누는 중심판이 수직으로 형성되고, 중심판의 전방측 좌우측에는 좌우측으로 돌출되어 수평을 이루는 수평판이 다수개 형성되면서 다수개의 납짝한 틈새부가 일정간격으로 상하로 형성되며, 틈새부 내측의 좌우측단 상하면에는 반원공이 상하부로 각각 형성된 것을 특징으로 하는 소파블록을 이용한 방파제에 관한 것이다.
상기 선행기술은 서로 다른 형상의 소파블록을 교대로 적층하지 않고 단일한 형상의 소파블록을 적층하지만 소파블록의 형상이 복잡하여 제조가 어렵다. 구체적으로, 상기 선행기술의 소파블록은 중심판을 상하로 덮는 수평판을 포함하므로 거푸집 또는 형틀을 제작하기 어렵고 거푸집 또는 형틀에 콘크리트 등의 재료를 주입하기 어렵다. 또한, 상기 선행기술의 소파블록은 소파블록에 형성된 다수개의 수평판이 파손 또는 변형되기 쉬우므로 내구성이 낮다.
이에, 단위블록(소파블록)이 단일하고 단순한 형상을 가지고 제조가 용이하고 내구성이 높으며 단위블록을 적층하였을 때에 소파가 효과적으로 이루어지는 해양구조물이 요구된다.
KR 10-0642578
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 단일하고 단순한 형상을 가지는 해양구조물 단위블록을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 해양구조물 단위블록을 적층하였을 때에 파도가 효과적으로 소파되는 해양구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 저비용으로 용이하게 제조할 수 있는 해양구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 내구성 및 안정성이 향상되는 해양구조물 단위블록 및 해양구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 해양구조물의 유지보수 및 인명구조가 용이한 해양구조물 단위블록 및 해양구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 용이하고 안정적으로 적층할 수 있는 해양구조물 단위블록을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 제1방향 및 제1방향에 수직한 제2방향으로 연장되는 베이스판(110); 상기 베이스판(110)으로부터 상하방향의 일방으로 돌출되고, 상기 베이스판(110)의 제1방향의 중앙부에서 제2방향으로 연장되는 중앙벽(120); 상기 베이스판(110)의 상하방향의 일측면의 제2방향의 타측 단부에서 상하방향의 일방으로 돌출되고, 제1방향으로 연장되며, 제1방향의 중앙부에서 상기 중앙벽(120)과 제2방향으로 연결되는 후방벽(130); 상기 중앙벽(120)으로부터 제1방향의 일방으로 돌출되고 상하방향으로 연장되며 상기 베이스판(110)과 결합되는 제1방벽(140); 및 상기 중앙벽(120)으로부터 제1방향의 타방으로 돌출되고 상하방향으로 연장되며 상기 베이스판(110)과 결합되는 제2방벽(150)을 포함하는 해양구조물 단위블록(100)을 제공한다.
상기 제1방벽(140)은 제2방벽(150)보다 상기 후방벽(130)으로부터 더 멀리 위치한다. 이에 따라 제1방벽(140)과 후방벽(130) 사이의 제2방향으로의 공간이 제2방벽(150)과 후방벽(130) 사이의 제2방향으로의 공간보다 더 크게 된다. 그리고, 상기 제1방벽(140)의 제1방향의 일측 단부와 제2방벽(150)의 제1방향의 타측 단부는 제2방향으로 이격된다.
일 실시예에서, 상기 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)은 상기 베이스판(110)의 제1방향의 단부에 대응하는 지점까지 돌출된다.
일 실시예에서, 상기 제1방벽(140)의 제2방향의 일측면은 제1방향의 일방을 향하여 제2방향의 타방으로 기울어지는 구간(S1)을 포함하고, 상기 제2방벽(150)의 제2방향의 일측면은 제1방향의 타방을 향하여 제2방향의 타방으로 기울어지는 구간(S2)을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1방벽(140)의 제2방향의 타측면은 제1방향과 평행하거나 제1방향의 일방을 향하여 제2방향의 일방으로 기울어지는 구간(S3)을 포함하고, 상기 제2방벽(150)의 제2방향의 타측면은 제1방향과 평행하거나 제1방향의 타방을 향하여 제2방향의 일방으로 기울어지는 구간(S4)을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)은 각각 제2방향의 최단폭(W1, W3) 및 최장폭(W2, W4)을 가지고, 상기 최단폭(W1, W3)은 상기 최장폭(W2, W4)의 1/3 이상이다.
일 실시예에서, 상기 제1방벽(140)의 제1방향의 길이(L1)는 상기 중앙벽(120)의 제1방향의 폭(W5) 이하이고, 상기 제2방벽(150)의 제1방향의 길이(L2)는 상기 중앙벽(120)의 제1방향의 폭(W5) 이하이다.
일 실시예에서, 상기 제2방벽(150)의 제1방향의 일측 단부와 상기 후방벽(130) 사이의 제2방향의 거리(D1)는 제2방벽(150)의 제1방향의 일측 단부와 상기 제1방벽(140)의 제1방향의 타측 단부 사이의 제2방향의 거리(D2)보다 크다.
일 실시예에서, 상기 해양구조물 단위블록은, 상기 베이스판(110)의 상하방향의 일측면의 제2방향의 일측 단부에서 상하방향의 일방으로 돌출되고, 상기 베이스판(110)의 제1방향 폭보다 작은 폭만큼 제1방향으로 연장되며, 제1방향의 중앙부에서 상기 중앙벽(120)과 제2방향으로 연결되는 전방벽(160)을 더 포함한다.
상기 전방벽(160)은 제1방향의 중앙부에서 제1방향의 양측 단부를 향하여 제2방향의 타방으로 기울어지는 경사면(SL1, SL2)을 구비한다.
일 실시예에서, 상기 전방벽(160)의 제2방향의 일측면에는, 제2방향으로 돌출되고 제1방향으로 연장되는 복수 개의 돌출바(170)가 상하로 이격되어 형성되거나 제2방향으로 함몰되고 제1방향으로 연장되는 복수 개의 홈(180)이 상하로 이격되어 형성된다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 상기 해양구조물 단위블록(100)을 상하 및 좌우로 복수 개 적층하되, 상부 단의 해양구조물 단위블록(100)의 제1방향의 단부가 하부 단의 해양구조물 단위블록(100)의 중앙부에 놓여지도록 적층한다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 상기 해양구조물 단위블록(100)을 제조하는 단위 블록 제조단계; 상기 해양구조물 단위블록(100)을 적치장 또는 현장까지 운반하는 운반단계; 및 상기 현장에서 상기 해양구조물 단위블록(100)을 서로 어긋나게 교호로 위치하도록 적층하는 적층단계를 포함하는 해양구조물의 시공방법을 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 해양구조물 단위블록(100)이 제1방향 및 제1방향에 수직한 제2방향으로 연장되는 베이스판(110), 베이스판(110)으로부터 상하방향의 일방으로 돌출되고 베이스판(110)의 제1방향의 중앙부에서 제2방향으로 연장되는 중앙벽(120), 베이스판(110)의 상하방향의 일측면의 제2방향의 타측 단부에서 상하방향의 일방으로 돌출되고 제1방향으로 연장되며 제1방향의 중앙부에서 상기 중앙벽(120)과 제2방향으로 연결되는 후방벽(130), 중앙벽(120)으로부터 제1방향의 일방으로 돌출되고 상하방향으로 연장되며 베이스판(110)과 결합되는 제1방벽(140) 및 중앙벽(120)으로부터 제1방향의 타방으로 돌출되고 상하방향으로 연장되며 베이스판(110)과 결합되는 제2방벽(150)을 포함할 수 있다. 제1방벽(140)은 제2방벽(150)보다 후방벽(130)으로부터 더 멀리 위치하고, 제1방벽(140)의 제1방향의 일측 단부와 제2방벽(150)의 제1방향의 타측 단부는 제2방향으로 이격된다.
이에 따라, 해양구조물 단위블록들(100)의 내부로 유입된 파도가 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)에 의해 방해를 받아서 파도의 유동방향이 여러 번 크게 변할 수 있으므로 파도가 효과적으로 소파될 수 있다. 또한, 해양구조물 단위블록(100)이 단일하고 단순한 형상을 가지므로 제조 및 시공비용이 절감될 수 있다. 또한, 해양구조물 단위블록(100)이 베이스판(110)과 마주하고 중앙벽(120), 후방벽(130), 제1방벽(140), 제2방벽(150)의 상부 또는 하부를 덮는 덮개판을 더 포함하지 않으므로 거푸집 또는 형틀을 이용하여 해양구조물 단위블록(100)을 저비용으로 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)은 베이스판(110)의 제1방향의 단부에 대응하는 지점까지 돌출될 수 있다. 이에 따라, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 제1방향으로 더 많이 돌출돼서 파도의 유동을 더 많이 방해할 수 있으므로, 파도가 더욱 효과적으로 소파될 수 있다. 또한, 대략 직육면체의 형상을 가지는 거푸집 또는 형틀을 이용하여 베이스판(110), 제1방벽(140) 및 제2방벽(150) 등을 포함하는 해양구조물 단위블록(100)을 저비용으로 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제1방벽(140)의 제2방향의 일측면은 제1방향의 일방을 향하여 제2방향의 타방으로 기울어지는 구간(S1)을 포함할 수 있고, 제2방벽(150)의 제2방향의 일측면은 제1방향의 타방을 향하여 제2방향의 타방으로 기울어지는 구간(S2)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 파도가 제2방향의 타방(예컨대, 후방)으로 유동하다가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)에 가로막히더라도 파도가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)의 기울어지는 구간(S1, S2)을 따라 비스듬하게 제2방향의 타방(예컨대, 후방)으로 계속 용이하게 흐를 수 있다. 따라서, 파도가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)을 지나서 해양구조물 단위블록(100)의 내부로 계속 흐를 수 있으므로 파도가 해양구조물 단위블록(100)의 내부에서 충분하게 소파될 수 있다. 또한, 파도가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)을 타고 용이하게 흐르므로 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)에 가해지는 압력이 감소하여 해양구조물 단위블록(100)의 내구성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 구간(S1, S2)을 따라 파도의 유동방향이 비스듬하게 변하면서 파도가 지닌 에너지가 제1/제2방벽(140, 150)에 흡수되거나 분산되므로 파도가 효과적으로 소파될 수 있다. 또한, 상기 구간(S1, S2)을 따라 파도의 유동방향이 비스듬하게 변하면서 난류 또는 와류가 생성되어 파도가 지닌 에너지가 분산되거나 상쇄되므로 파도가 효과적으로 소파될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제1방벽(140)의 제2방향의 타측면은 제1방향과 평행하거나 제1방향의 일방을 향하여 제2방향의 일방으로 기울어지는 구간(S3)을 포함할 수 있고, 제2방벽(150)의 제2방향의 타측면은 제1방향과 평행하거나 제1방향의 타방을 향하여 제2방향의 일방으로 기울어지는 구간(S4)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 파도가 해양구조물 단위블록(100)의 내부에서 제2방향의 일방(예컨대, 전방)으로 유동하다가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)에 가로막히더라도 파도가 제1방향과 평행하거나 제2방향의 일방으로 기울어지는 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)의 구간(S3, S4)을 따라 흘러서 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)을 지나갈 수 있다. 따라서, 파도가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)을 지나서 해양구조물 단위블록(100)의 외부를 향하여 계속 흐를 수 있으므로 해양구조물 단위블록(100)의 내부로 유입되는 파도와 만나서 파도가 지닌 에너지가 분산되거나 상쇄될 수 있다. 이에, 파도가 효과적으로 소파될 수 있다. 또한, 해양구조물 단위블록(100) 내부에 존재하는 파도가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)을 지나서 해양구조물 단위블록(100)을 용이하게 빠져나갈 수 있으므로 새로운 파도가 해양구조물 단위블록(100)의 내부로 용이하게 유입되어 소파될 수 있다. 또한, 파도가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)을 타고 용이하게 흐르므로 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)에 가해지는 압력이 감소하여 해양구조물 단위블록(100)의 내구성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 구간(S3, S4)을 따라 파도의 유동방향이 변하면서 파도가 지닌 에너지가 제1/제2방벽(140, 150)에 흡수되거나 분산되므로 파도가 효과적으로 소파될 수 있다. 또한, 상기 구간(S3, S4)을 따라 파도의 유동방향이 변하면서 난류 또는 와류가 생성되어 파도가 지닌 에너지가 분산되거나 상쇄되므로 파도가 효과적으로 소파될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)은 각각 제2방향의 최단폭(W1, W3) 및 최장폭(W2, W4)을 가지고, 최단폭(W1, W3)은 최장폭(W2, W4)의 1/3 이상일 수 있다.
이에 따라, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)의 단면적이 증가하므로 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 베이스판(110)과 결합되는 결합면적이 증가할 수 있고, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)의 제2방향의 최단폭(W1, W3) 부분의 강도가 증가할 수 있다. 따라서, 제1방벽(140)과 제2방벽(150)이 파도에 의해 강한 압력을 받더라도 베이스판(110)으로부터 분리되지 않을 수 있고 변형 또는 파손되지 않을 수 있다. 특히, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)의 상부를 덮는 상판과 결합되지 않더라도 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)을 고정시키는 결합력 또는 지지력이 충분히 커질 수 있다.
또한, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)의 단면적이 증가하므로, 하부 단의 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 상부 단의 해양구조물 단위블록들(100)을 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 상부/하부 단의 해양구조물 단위블록들(100)이 하부/상부 단의 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)의 상하방향의 일측면과 접하는 면적이 증가하고 해양구조물 단위블록들(100)의 무게가 증가하므로 상부/하부 단의 해양구조물 단위블록들(100)이 하부/상부 단의 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 변형되지 못하게 안정적으로 지지할 수 있다. 이에, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 베이스판(110) 또는 중앙벽(120)으로부터 분리되지 않을 수 있고 변형 또는 파손되지 않을 수 있다.
또한, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)의 단면적이 증가하고 해양구조물 단위블록들(100)의 무게가 증가하므로 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)과 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)의 상부/하부에 적층된 해양구조물 단위블록들(100) 사이의 마찰력이 증가할 수 있다. 이에, 해양구조물 단위블록들(100)이 상하좌우로 적층된 상태에서 해양구조물 단위블록들(100)이 이동 또는 회전하는 것이 억제되므로 제1방벽(140)과 제2방벽(150)이 파도에 의해서 가압되는 시간이 달라지더라도 해양구조물 단위블록들(100) 사이의 간격이 점차 벌어지는 것을 방지하여 소파효과 저감 및 해양구조물(10)의 붕괴를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제1방벽(140)의 제1방향의 길이(L1)는 중앙벽(120)의 제1방향의 폭(W5) 이하이고, 제2방벽(150)의 제1방향의 길이(L2)는 중앙벽(120)의 제1방향의 폭(W5) 이하일 수 있다.
이에 따라, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)의 제2방향의 일측면(예컨대 전면) 및 타측면(예컨대 후면)의 면적이 감소하므로 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)에 가해지는 파도의 압력이 감소할 수 있다. 이에, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 변형 또는 파손되지 않을 수 있으므로 해양구조물 단위블록(100)의 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 중앙벽(120)의 단면적이 증가하므로 중앙벽(120)이 베이스판(110)과 결합되는 결합면적이 증가할 수 있고, 중앙벽(120)의 강도가 증가할 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 중앙벽(120)에 제1방향 및 제2방향으로 서로 다른 크기 및 방향의 힘이 작용하더라도 중앙벽(120)이 변형 또는 파손되지 않을 수 있다.
또한, 중앙벽(120)의 단면적이 증가하므로 하부 단의 중앙벽(120)이 상부 단의 해양구조물 단위블록들(100)을 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 해양구조물 단위블록들(100)의 무게가 증가하므로 상부/하부 단의 해양구조물 단위블록들(100)이 하부/상부 단의 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 변형되지 못하게 안정적으로 지지할 수 있다. 이에, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 베이스판(110) 또는 중앙벽(120)으로부터 분리되지 않을 수 있고 변형 또는 파손되지 않을 수 있다.
또한, 중앙벽(120)의 단면적이 증가하고 해양구조물 단위블록들(100)의 무게가 증가하므로 중앙벽(120)과 중앙벽(120)의 상부/하부에 적층된 해양구조물 단위블록들(100) 사이의 마찰력이 증가할 수 있다. 이에, 해양구조물 단위블록들(100)이 상하좌우로 적층된 상태에서 해양구조물 단위블록들(100)이 이동 또는 회전하는 것이 억제되므로 제1방벽(140)과 제2방벽(150)이 파도에 의해서 가압되는 시간이 달라지더라도 해양구조물 단위블록들(100) 사이의 간격이 점차 벌어지는 것을 방지하여 소파효과 저감 및 해양구조물(10)의 붕괴를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제2방벽(150)의 제1방향의 일측 단부(예컨대 좌측 단부)와 후방벽(130) 사이의 제2방향의 거리(D1)는 제2방벽(150)의 제1방향의 일측 단부(예컨대 좌측 단부)와 제1방벽(140)의 제1방향의 타측 단부(예컨대 우측 단부) 사이의 제2방향의 거리(D2)보다 클 수 있다.
이에 따라, 제2방벽(150b)과 후방벽(130b) 사이의 최소 공간(SP1)이 제1방벽(140c)과 제2방벽(150b) 사이에서 파도가 유입되는 최소 공간(SP2)보다 클 수 있으므로 해양구조물 단위블록(100)의 내부로 유입된 파도가 제2방벽(150b)과 후방벽(130b) 사이에서도 원활하게 유동할 수 있다. 따라서, 제2방벽(150b)과 후방벽(130b) 사이의 공간에서 파도가 유동하면서 효과적으로 소파될 수 있고 제2방벽(150b)과 후방벽(130b) 사이의 공간에서 유동저항이 감소하여 제2방벽(150b) 등이 변형 또는 파손되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 해양구조물 단위블록은, 베이스판(110)의 상하방향의 일측면의 제2방향의 일측 단부에서 상하방향의 일방으로 돌출되고 제1방향으로 연장되며 제1방향의 중앙부에서 상기 중앙벽(120)과 제2방향으로 연결되는 전방벽(160)을 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 해양구조물 단위블록(100)이 손상되는 것을 방지할 수 있고 선박 접안 시에 선박이 해양구조물 단위블록(100)의 중앙벽(120) 사이에 끼움되어 빠져나가지 못하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 하부 단의 전방벽(160)이 상부 단의 해양구조물 단위블록들(100)을 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 전방벽(160)에 의해 해양구조물 단위블록들(100)의 무게가 증가하므로 상부/하부 단의 해양구조물 단위블록들(100)이 하부/상부 단의 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 변형되지 못하게 안정적으로 지지할 수 있다. 이에, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 베이스판(110) 또는 중앙벽(120)으로부터 분리되지 않을 수 있고 변형 또는 파손되지 않을 수 있다.
또한, 전방벽(160)에 의해 상부/하부 단의 해양구조물 단위블록들(100)과 접촉하는 접촉면적이 증가하고 해양구조물 단위블록들(100)의 무게가 증가하므로 전방벽(160)과 전방벽(160)의 상부/하부에 적층된 해양구조물 단위블록들(100) 사이의 마찰력이 증가할 수 있다. 이에, 해양구조물 단위블록들(100)이 상하좌우로 적층된 상태에서 해양구조물 단위블록들(100)이 이동 또는 회전하는 것이 억제되므로 제1방벽(140)과 제2방벽(150)이 파도에 의해서 가압되는 시간이 달라지더라도 해양구조물 단위블록들(100) 사이의 간격이 점차 벌어지는 것을 방지하여 소파효과 저감 및 해양구조물(10)의 붕괴를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 전방벽(160)은 제1방향의 중앙부에서 제1방향의 양측 단부를 향하여 제2방향의 타방(예컨대 후방)으로 기울어지는 경사면(SL1, SL2)을 구비할 수 있다. 이에 따라, 파도가 경사면(SL1, SL2)을 타고 해양구조물 단위블록(100)의 내부로 용이하게 유동하여 소파될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 전방벽(160)의 제2방향의 일측면(예컨대 전면)에는, 제2방향으로 돌출되고 제1방향으로 연장되는 복수 개의 돌출바(170)가 상하로 이격되어 형성되거나 제2방향으로 함몰되고 제1방향으로 연장되는 복수 개의 홈(180)이 상하로 이격되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 해양구조물(10)에 돌출바들(170) 또는 홈들(180)로 구성되는 사다리가 형성될 수 있다. 이에, 사람이 해저에서 해양구조물(10)의 상부로 용이하게 이동할 수 있으므로, 해양구조물(10)의 유지보수 및 인명구조가 용이해질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상부 단의 해양구조물 단위블록(100)의 제1방향의 단부가 하부 단의 해양구조물 단위블록(100)의 중앙부에 놓여지도록 적층될 수 있다. 이에 따라, 해양구조물의 시공이 용이해지고 안정성이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 해양구조물의 시공방법이 해양구조물 단위블록(100)을 제조하는 단위블록 제조단계, 해양구조물 단위블록(100)을 적치장 또는 현장까지 운반하는 운반단계 및 현장에서 해양구조물 단위블록(100)을 서로 어긋나게 교호로 위치하도록 적층하는 적층단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 해양구조물을 신속하고 용이하며 안정적으로 조성할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양구조물을 나타낸 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 해양구조물을 구성하는 해양구조물 단위블록을 나타낸 상면 사시도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 해양구조물 단위블록을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 2 내지 도 4의 해양구조물 단위블록 세 개가 이웃하여 배치된 평면도이다.
도 6은 도 1의 해양구조물을 구성하는 해양구조물 단위블록에 색상을 넣은 도면이다.
도 7은 도 1의 해양구조물을 구성하는 해양구조물 단위블록에서 돌출바를 제거한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 해양구조물을 나타낸 사시도이다.
도 9 및 도 10은 도 8의 해양구조물을 구성하는 해양구조물 단위블록을 나타낸 저면 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론도 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는. 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에 있다"거나 "하부에 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 배치되어 있는 것뿐만 아니라 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하의 실시예들에서 개시되는 해양구조물 단위블록, 해양구조물 및 해양구조물의 시공방법에 대해 각 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다.
[해양구조물]
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양구조물을 나타낸 사시도이다. 도 6은 도 1의 해양구조물을 구성하는 해양구조물 단위블록에 색상을 넣은 도면이다. 도 7은 도 1의 해양구조물을 구성하는 해양구조물 단위블록에서 돌출바를 제거한 것이다. 도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 해양구조물을 나타낸 사시도이다.
도 1, 도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면, 해양구조물(10)은, 후술하는 해양구조물 단위블록(100)을 상하방향 및 제1방향(예컨대, 좌우방향)으로 복수 개 적층하여 조성될 수 있다.
이 때에, 상부 단의 해양구조물 단위블록(100)의 제1방향의 단부가 하부 단의 해양구조물 단위블록(100)의 제1방향의 중앙부에 놓여지도록 적층될 수 있다. 이에 따라, 해양구조물의 시공이 용이해지고 안정성이 향상될 수 있다.
해양구조물(10)의 하단에는 기초사석(200) 또는 방괴블록이 조적될 수 있다. 또한, 해양구조물(10)의 상단에는 상치(캡) 콘크리트(300)가 타설될 수 있다. 해양구조물(10)의 후방에는 뒤채움사석(미도시됨)이 마련될 수 있다.
도 1, 도 6, 도 7 또는 도 8의 해양구조물은 예를 들면, 안벽으로 사용될 수 있다.
[해양구조물 단위블록]
도 2 및 도 3은 도 1의 해양구조물을 구성하는해양구조물 단위블록을 나타낸 상면 사시도이다. 도 4는 도 2 및 도 3의 해양구조물 단위블록을 나타낸 평면도이다. 도 5는 도 2 내지 도 4의 해양구조물 단위블록 세 개가 이웃하여 배치된 평면도이다. 도 9 및 도 10은 도 8의 해양구조물을 구성하는 해양구조물 단위블록을 나타낸 저면 사시도이다.
도 2 내지 도 5, 도 9 및 도 10을 참조하면, 해양구조물 단위블록(100)은 베이스판(110), 중앙벽(120), 후방벽(130), 제1방벽(140), 제2방벽(150) 및 전방벽(160)을 포함하여 구성될 수 있다.
베이스판(110)은 제1방향 및 제1방향에 수직한 제2방향으로 연장될 수 있다. 베이스판(110)은 판 형상을 가질 수 있다. 여기에서, 제1방향은 예컨대 좌우방향을 의미할 수 있고 제2방향은 예컨대 전후방향을 의미할 수 있다. 상기 베이스판(110)의 제2방향 일측(전방) 단부와 한 쌍의 제1방향 단부가 각각 만나는 모서리에는, 도시된 바와 같이 모따기면이 구비될 수 있다.
중앙벽(120)은 베이스판(110)으로부터 상하방향의 일방으로 돌출되고, 베이스판(110)의 제1방향의 중앙부에서 제2방향으로 연장될 수 있다.
여기에서, 상하방향의 일방은 도 2 내지 도 5에서는 상방을 의미할 수 있고 도 9 및 도 10에서는 하방을 의미할 수 있다. 이하, 동일하다.
후방벽(130)은 베이스판(110)의 상하방향의 일측면의 제2방향의 타측 단부에서 상하방향의 일방으로 돌출되고, 제1방향으로 연장되며, 제1방향의 중앙부에서 중앙벽(120)과 제2방향으로 연결될 수 있다.
여기에서, 상하방향의 일측면은 도 2 내지 도 5에서는 상면을 의미할 수 있고 도 9 및 도 10에서는 하면을 의미할 수 있다. 이하, 동일하다. 또한 여기에서, 제2방향의 타측 단부는 후단부를 의미할 수 있다.
제1방벽(140)은 중앙벽(120)으로부터 제1방향의 일방으로 돌출되고 상하방향으로 연장되며 베이스판(110)과 결합될 수 있다. 여기에서, 제1방향의 일방은 좌측방향을 의미할 수 있다.
제2방벽(150)은 중앙벽(120)으로부터 제1방향의 타방으로 돌출되고 상하방향으로 연장되며 베이스판(110)과 결합될 수 있다. 여기에서, 제1방향의 타방은 우측방향을 의미할 수 있다.
제1방벽(140)은 제2방벽(150)보다 후방벽(130)으로부터 더 멀리 위치할 수 있다. 또한, 제1방벽(140)의 제1방향의 일측 단부와 제2방벽(150)의 제1방향의 타측 단부는 제2방향으로 이격될 수 있다. 여기에서, 제1방향의 일측 단부는 좌측 단부를 의미할 수 있고 제1방향의 타측 단부는 우측 단부를 의미할 수 있다.
이에 따라, 도 5와 같이 동일한 형태의 해양구조물 단위블록 두 개(100a 100b)가 제1방향으로 이웃하여 배치되는 경우에, 해양구조물 단위블록들(100a, 100b)의 중앙벽(120a, 120b) 사이로 유입된 파도가 제2방향(전후방향)으로 유동하다가, 제1방향(좌우방향)으로 돌출된 제1방벽(140b) 및 제2방벽(150a)에 의해 방해를 받아서 파도의 유동방향이 여러 번 크게 변할 수 있다.
이에, 중앙벽(120a, 120b), 후방벽(130a, 130b), 제1방벽(140b) 및 제2방벽(150a)에 의해 규정되는 공간에서 파도는 도 5의 점선 화살표와 같이 지그재그 형태로 유동할 수 있다.
제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 파도의 유동을 방해하면 파도가 지닌 에너지가 제1방벽(140), 제2방벽(150), 중앙벽(120) 또는 후방벽(130)에 흡수되거나 분산되므로 파도가 효과적으로 소파될 수 있다. 또한, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 파도의 유동을 방해하면서 생성된 난류, 와류 또는 역류에 의해 파도가 지닌 에너지가 분산되거나 상쇄되므로 파도가 효과적으로 소파될 수 있다.
또한, 도 5에서 후방벽(130a, 130b)에 부딪쳐서 반사된 파도는 제2방벽(150a) 및 제1방벽(140b)에 의해 다시 유동방향이 복수 회 변하면서 해양구조물 단위블록(100a, 100b)을 빠져나오게 되므로 파도가 효과적으로 소파될 수 있다.
또한, 해양구조물 단위블록(100)이 단일하고 단순한 형상을 가지므로 제조 및 시공비용이 절감될 수 있다.
또한, 해양구조물 단위블록(100)이 베이스판(110)과 마주하고 중앙벽(120), 후방벽(130), 제1방벽(140), 제2방벽(150)의 상부(도 1 내지 도 7의 해양구조물 단위블록에서는 제1/제2방벽의 상부) 또는 하부(도 8 내지 도 10의 해양구조물 단위블록에서는 제1/제2방벽의 하부)를 덮는 덮개판을 더 포함하지 않으므로 거푸집 또는 형틀을 이용하여 해양구조물 단위블록(100)을 저비용으로 용이하게 제조할 수 있다. 구체적으로, 해양구조물 단위블록(100)이 덮개판을 포함하지 않으므로 거푸집 또는 형틀을 용이하게 제작할 수 있고 거푸집 또는 형틀에 콘크리트 등의 재료를 용이하게 주입할 수 있다.
제1방벽(140) 및 제2방벽(150)은 베이스판(110)의 제1방향의 단부에 대응하는 지점까지 돌출될 수 있다(도 1 내지 도 5). 이에 따라, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 제1방향으로 더 많이 돌출돼서 파도의 유동을 더 많이 방해할 수 있으므로, 파도가 더욱 효과적으로 소파될 수 있다. 또한, 대략 직육면체의 형상을 가지는 거푸집 또는 형틀을 이용하여 베이스판(110), 제1방벽(140) 및 제2방벽(150) 등을 포함하는 해양구조물 단위블록(100)을 저비용으로 용이하게 제조할 수 있다.
제1방벽(140)의 제2방향의 일측면은 제1방향의 일방을 향하여 제2방향의 타방으로 기울어지는 구간(S1)을 포함할 수 있다(도 4). 또한, 제2방벽(150)의 제2방향의 일측면은 제1방향의 타방을 향하여 제2방향의 타방으로 기울어지는 구간(S2)을 포함할 수 있다(도 4). 여기에서, 제2방향의 일측면은 전면을 의미할 수 있고 제2방향의 타방은 후방을 의미할 수 있다.
즉, 도 4와 같이, 제1방벽(140)의 전면은 좌측방향을 향하여 후방으로 기울어지는 구간(S1)을 포함할 수 있고, 제2방벽(150)의 전면은 우측방향을 향하여 후방으로 기울어지는 구간(S2)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 파도가 제2방향의 타방(예컨대, 후방)으로 유동하다가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)에 가로막히더라도 파도가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)의 기울어지는 구간(S1, S2)을 따라 비스듬하게 제2방향의 타방(예컨대, 후방)으로 계속 용이하게 흐를 수 있다.
따라서, 파도가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)을 지나서 해양구조물 단위블록(100)의 내부로 계속 흐를 수 있으므로 파도가 해양구조물 단위블록(100)의 내부에서 충분하게 소파될 수 있다. 또한, 파도가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)을 타고 용이하게 흐르므로 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)에 가해지는 압력이 감소하여 해양구조물 단위블록(100)의 내구성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 구간(S1, S2)을 따라 파도의 유동방향이 비스듬하게 변하면서 파도가 지닌 에너지가 제1/제2방벽(140, 150)에 흡수되거나 분산되므로 파도가 효과적으로 소파될 수 있다. 또한, 상기 구간(S1, S2)을 따라 파도의 유동방향이 비스듬하게 변하면서 난류 또는 와류가 생성되어 파도가 지닌 에너지가 분산되거나 상쇄되므로 파도가 효과적으로 소파될 수 있다.
제1방벽(140)의 제2방향의 타측면은 제1방향과 평행하거나 제1방향의 일방을 향하여 제2방향의 일방으로 기울어지는 구간(S3)을 포함할 수 있다(도 4). 또한, 제2방벽(150)의 제2방향의 타측면은 제1방향과 평행하거나 제1방향의 타방을 향하여 제2방향의 일방으로 기울어지는 구간(S4)을 포함할 수 있다(도 4). 여기에서, 제2방향의 타측면은 후면을 의미할 수 있고 제2방향의 일방은 전방을 의미할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 도 4와 같이, 제1방벽(140)의 후면은 제1방향과 평행한 구간(S3)을 포함할 수 있고, 제2방벽(150)의 후면은 제1방향과 평행한 구간(S4)을 포함할 수 있다. 또한, 도 4와 달리, 제1방벽(140)의 후면은 좌측방향을 향하여 전방으로 기울어지는 구간을 포함할 수 있고, 제2방벽(150)의 후면은 우측방향을 향하여 전방으로 기울어지는 구간을 포함할 수 있다. 후자의 경우에 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)은 도 4와 달리 사다리꼴 형태의 단면을 가질 수 있다.
이에 따라, 파도가 해양구조물 단위블록(100)의 내부에서 제2방향의 일방(예컨대, 전방)으로 유동하다가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)에 가로막히더라도 파도가 제1방향과 평행하거나 제2방향의 일방으로 기울어지는 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)의 구간(S3, S4)을 따라 흘러서 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)을 지나갈 수 있다.
따라서, 파도가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)을 지나서 해양구조물 단위블록(100)의 외부를 향하여 계속 흐를 수 있으므로 해양구조물 단위블록(100)의 내부로 유입되는 파도와 만나서 파도가 지닌 에너지가 분산되거나 상쇄될 수 있다. 이에, 파도가 효과적으로 소파될 수 있다. 또한, 해양구조물 단위블록(100) 내부에 존재하는 파도가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)을 지나서 해양구조물 단위블록(100)을 용이하게 빠져나갈 수 있으므로 새로운 파도가 해양구조물 단위블록(100)의 내부로 용이하게 유입되어 소파될 수 있다. 또한, 파도가 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)을 타고 용이하게 흐르므로 제1방벽(140) 또는 제2방벽(150)에 가해지는 압력이 감소하여 해양구조물 단위블록(100)의 내구성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 구간(S3, S4)을 따라 파도의 유동방향이 변하면서 파도가 지닌 에너지가 제1/제2방벽(140, 150)에 흡수되거나 분산되므로 파도가 효과적으로 소파될 수 있다. 또한, 상기 구간(S3, S4)을 따라 파도의 유동방향이 변하면서 난류 또는 와류가 생성되어 파도가 지닌 에너지가 분산되거나 상쇄되므로 파도가 효과적으로 소파될 수 있다.
한편, 제1방벽(140)과 제2방벽(150)은 베이스판(110)과 상하방향으로 결합되고 중앙벽(120)과 제1방향으로 결합될 뿐 베이스판(110)과 마주하고 제1방벽(140)과 제2방벽(150)의 상부(도 1 내지 도 7의 해양구조물 단위블록에서는 제1/제2방벽의 상부) 또는 하부(도 8 내지 도 10의 해양구조물 단위블록에서는 제1/제2방벽의 하부)를 덮는 덮개판과 상하방향으로 결합되지 않는다. 이에, 제1방벽(140)과 제2방벽(150)을 고정시키는 결합력 또는 지지력이 약해서 제1방벽(140)과 제2방벽(150)이 파도에 의해 강한 압력을 받을 때에 베이스판(110) 또는 중앙벽(120)으로부터 분리되거나 변형 또는 파손될 수 있다.
또한, 제1방벽(140)과 제2방벽(150)이 중앙벽(120)의 제1방향의 양쪽에 형성되되 제2방향으로 서로 다른 위치에 형성되므로, 해양구조물 단위블록(100)은 중앙벽(120)을 기준으로 양쪽이 비대칭이다. 이에, 중앙벽(120)에 제1방향 및 제2방향으로 서로 다른 크기 및 방향의 힘이 작용하게 되므로 중앙벽(120)이 변형 또는 파손될 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 도 5의 점선 화살표와 같이 파도가 유입되면 제2 해양구조물 단위블록(100b)의 중앙벽(120b) 중에서 제1방벽(140b)이 형성된 쪽은 파도에 밀리는 제1방벽(140b)으로부터 힘을 전달받아서 제1방향의 타방(예컨대 우측방향) 및 제2방향의 타방(예컨대 후방)으로 큰 힘이 작용할 수 있지만, 제1방벽(140b)이 형성된 쪽의 반대쪽은 제3 해양구조물 단위블록(100c)의 제1방벽(140c)에 의해 유동방향이 변한 파도가 가압하여 제1방향의 일방(예컨대, 좌측방향) 및 제2방향의 타방(예컨대 후방)으로 작은 힘이 작용할 수 있다.
또한, 제2 해양구조물 단위블록(100b)의 중앙벽(120b) 중에서 제2방벽(150b)이 형성된 쪽은 파도에 밀리는 제2방벽(150b)으로부터 힘을 전달받아서 제1방향의 일방(예컨대, 좌측방향) 및 제2방향의 타방(예컨대 후방)으로 큰 힘이 작용할 수 있지만, 제2방벽(150b)이 형성된 쪽의 반대쪽은 제1 해양구조물 단위블록(100a)의 제2방벽(150a)에 의해 유동방향이 변한 파도가 가압하여 제1방향의 타방(예컨대, 우측방향) 및 제2방향의 타방(예컨대 후방)으로 작은 힘이 작용할 수 있다.
이에, 중앙벽(120b) 중에서 제2방향의 일측(예컨대 제1방벽이 형성된 전방부)에는 제1방향의 힘이 타방(예컨대 우측방향)으로 작용하고 중앙벽(120b) 중에서 제2방향의 타측(예컨대 제2방벽이 형성된 후방부)에는 제1방향의 힘이 일방(예컨대, 좌측방향)으로 작용하므로 중앙벽(120)이 변형 또는 파손될 수 있다.
또한, 제1방벽(140)과 제2방벽(150)은 제2방향의 위치가 서로 다르므로 제1방벽(140)과 제2방벽(150)이 파도에 의해서 가압되는 시간이 달라질 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 파도가 도 5의 점선 화살표와 같이 제1/제2/제3 해양구조물 단위블록(100a, 100b, 100c)의 중앙벽(120a, 120b, 120c) 사이로 주기적으로 밀려오면, 동일한 주기에 밀려온 파도는 제2 해양구조물 단위블록(100b)의 제1방벽(140b)을 먼저 가압한 후에 제2 해양구조물 단위블록(100b)의 제2방벽(150b)을 가압할 수 있다.
이에, 제1방벽(140)이 가압될 때에는 해양구조물 단위블록(100)이 제1방향의 타방(예컨대 우측방향)으로 힘을 받으므로 해양구조물 단위블록(100)이 제1방향의 타방으로 조금씩 이동 또는 회전할 수 있다. 이후에 제2방벽(150)이 가압될 때에는 해양구조물 단위블록(100)이 제1방향의 일방(예컨대, 좌측방향)으로 힘을 받으므로 해양구조물 단위블록(100)이 제1방향의 일방으로 조금씩 이동 또는 회전하여 해양구조물 단위블록들(100a, 100b, 100c) 사이의 간격이 점차 벌어져서 소파효과가 저감될 수 있고 해양구조물(10)이 붕괴될 수 있다.
상기의 문제점들을 해결하고 내구성을 향상시키기 위한 방법은 다음과 같다.
제1방벽(140) 및 제2방벽(150)은 각각 제2방향의 최단폭(W1, W3) 및 최장폭(W2, W4)을 가지고, 최단폭(W1, W3)은 최장폭(W2, W4)의 1/3 이상일 수 있다(도 4).
이에 따라, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)의 단면적이 증가하므로 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 베이스판(110)과 결합되는 결합면적이 증가할 수 있고, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)의 제2방향의 최단폭(W1, W3) 부분의 강도가 증가할 수 있다. 따라서, 제1방벽(140)과 제2방벽(150)이 파도에 의해 강한 압력을 받더라도 베이스판(110)으로부터 분리되지 않을 수 있고 변형 또는 파손되지 않을 수 있다. 특히, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 전술한 덮개판과 결합되지 않더라도 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)을 고정시키는 결합력 또는 지지력이 충분히 커질 수 있다.
또한, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)의 단면적이 증가하므로, 하부 단의 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 상부 단의 해양구조물 단위블록들(100)을 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 상부/하부 단의 해양구조물 단위블록들(100)이 하부/상부 단의 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)의 상하방향의 일측면과 접하는 면적이 증가하고 해양구조물 단위블록들(100)의 무게가 증가하므로 상부/하부 단의 해양구조물 단위블록들(100)이 하부/상부 단의 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 변형되지 못하게 안정적으로 지지할 수 있다. 이에, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 베이스판(110) 또는 중앙벽(120)으로부터 분리되지 않을 수 있고 변형 또는 파손되지 않을 수 있다.
여기에서, '상부/하부'는 도 2 내지 도 5의 해양구조물 단위블록이 적층된 도 1, 도 6 및 도 7의 해양구조물에서는 상부이고 도 9 및 도 10의 해양구조물 단위블록이 적층된 도 8의 해양구조물에서는 하부인 것을 의미할 수 있다. '하부/상부'는 도 2 내지 도 5의 해양구조물 단위블록이 적층된 도 1, 도 6 및 도 7의 해양구조물에서는 하부이고 도 9 및 도 10의 해양구조물 단위블록이 적층된 도 8의 해양구조물에서는 상부인 것을 의미할 수 있다. 이하, 동일하다.
또한, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)의 단면적이 증가하고 해양구조물 단위블록들(100)의 무게가 증가하므로 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)과 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)의 상부/하부에 적층된 해양구조물 단위블록들(100) 사이의 마찰력이 증가할 수 있다. 이에, 도 1과 같이 해양구조물 단위블록들(100)이 상하좌우로 적층된 상태에서 해양구조물 단위블록들(100)이 이동 또는 회전하는 것이 억제되므로 제1방벽(140)과 제2방벽(150)이 파도에 의해서 가압되는 시간이 달라지더라도 해양구조물 단위블록들(100) 사이의 간격이 점차 벌어지는 것을 방지하여 소파효과 저감 및 해양구조물(10)의 붕괴를 방지할 수 있다.
제1방벽(140)의 제1방향의 길이(L1)는 중앙벽(120)의 제1방향의 폭(W5) 이하이고, 제2방벽(150)의 제1방향의 길이(L2)는 중앙벽(120)의 제1방향의 폭(W5) 이하일 수 있다(도 4).
이에 따라, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)의 제2방향의 일측면(예컨대 전면) 및 타측면(예컨대 후면)의 면적이 감소하므로 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)에 가해지는 파도의 압력이 감소할 수 있다. 이에, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 변형 또는 파손되지 않을 수 있으므로 해양구조물 단위블록(100)의 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 중앙벽(120)의 단면적이 증가하므로 중앙벽(120)이 베이스판(110)과 결합되는 결합면적이 증가할 수 있고, 중앙벽(120)의 강도가 증가할 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 중앙벽(120)에 제1방향 및 제2방향으로 서로 다른 크기 및 방향의 힘이 작용하더라도 중앙벽(120)이 변형 또는 파손되지 않을 수 있다.
또한, 중앙벽(120)의 단면적이 증가하므로 하부 단의 중앙벽(120)이 상부 단의 해양구조물 단위블록들(100)을 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 해양구조물 단위블록들(100)의 무게가 증가하므로 상부 단의 해양구조물 단위블록들(100)이 하부 단의 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 변형되지 못하게 안정적으로 지지할 수 있다. 이에, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 베이스판(110) 또는 중앙벽(120)으로부터 분리되지 않을 수 있고 변형 또는 파손되지 않을 수 있다.
또한, 중앙벽(120)의 단면적이 증가하고 해양구조물 단위블록들(100)의 무게가 증가하므로 중앙벽(120)과 중앙벽(120)의 상부/하부에 적층된 해양구조물 단위블록들(100) 사이의 마찰력이 증가할 수 있다. 이에, 도 1과 같이 해양구조물 단위블록들(100)이 상하좌우로 적층된 상태에서 해양구조물 단위블록들(100)이 이동 또는 회전하는 것이 억제되므로 제1방벽(140)과 제2방벽(150)이 파도에 의해서 가압되는 시간이 달라지더라도 해양구조물 단위블록들(100) 사이의 간격이 점차 벌어지는 것을 방지하여 소파효과 저감 및 해양구조물(10)의 붕괴를 방지할 수 있다.
제2방벽(150)의 제1방향의 일측 단부(예컨대 좌측 단부)와 후방벽(130) 사이의 제2방향의 거리(D1)는 제2방벽(150)의 제1방향의 일측 단부(예컨대 좌측 단부)와 제1방벽(140)의 제1방향의 타측 단부(예컨대 우측 단부) 사이의 제2방향의 거리(D2)보다 클 수 있다(도 4).
이에, 도 5와 같이, 도 4의 D1에 대응하는 빗금친 공간(SP1)이 도 4의 D2에 대응하는 빗금친 공간(SP2)보다 더 클 수 있다. 즉, 제2방벽(150b)과 후방벽(130b) 사이의 최소 공간(SP1)이 제1방벽(140c)과 제2방벽(150b) 사이에서 파도가 유입되는 최소 공간(SP2)보다 클 수 있으므로 해양구조물 단위블록(100)의 내부로 유입된 파도가 제2방벽(150b)과 후방벽(130b) 사이에서도 원활하게 유동할 수 있다.
따라서, 제2방벽(150b)과 후방벽(130b) 사이의 공간에서 파도가 유동하면서 효과적으로 소파될 수 있고 제2방벽(150b)과 후방벽(130b) 사이의 공간에서 유동저항이 감소하여 제2방벽(150b) 등이 변형 또는 파손되는 것을 방지할 수 있다.
여기에서, SP1이 제2방벽(150b)과 후방벽(130b) 사이의 최소 공간이 되는 이유는 다음과 같다. 전술한 바와 같이, 제2방벽(150)의 제2방향의 타측면(예컨대 후면)은 도면과 같이 제1방향과 평행하거나 도면과 달리 제1방향의 타방(예컨대 우측방향)을 향하여 제2방향의 일방(예컨대 전방)으로 기울어지는 구간(S4, 도 4)을 포함할 수 있다. 제2방벽(150)의 제2방향의 타측면(예컨대 후면)이 도면과 같이 제1방향과 평행한 경우에 제2방벽(150b)과 후방벽(130b) 사이의 공간이 최소 공간(SP1)이 되고, 제2방벽(150)의 제2방향의 타측면(예컨대 후면)이 제1방향의 타방(예컨대 우측방향)을 향하여 제2방향의 일방(예컨대 전방)으로 더 많이 기울어질수록 제2방벽(150b)과 후방벽(130b) 사이의 공간이 커진다. 따라서, 제2방벽(150)의 제2방향의 타측면(예컨대 후면)이 제1방향과 평행한 경우의 공간을 나타내는 SP1이 제2방벽(150b)과 후방벽(130b) 사이의 최소 공간이다.
또한 여기에서, SP2가 제1방벽(140c)과 제2방벽(150b) 사이에서 파도가 유입되는 최소 공간이 되는 이유는 다음과 같다. 전술한 바와 같이, 제2방벽(150)의 제2방향의 일측면(예컨대 전면)은 제1방향의 타방(예컨대 우측방향)을 향하여 제2방향의 타방(예컨대 후방)으로 기울어지는 구간(S2, 도 4)을 포함할 수 있다. 제2방벽(150)의 제2방향의 일측면(예컨대 전면)이 제1방향의 타방(예컨대 우측방향)을 향하여 제2방향의 타방(예컨대 후방)으로 더 많이 기울어질수록 제1방벽(140c)과 제2방벽(150b) 사이에서 파도가 유입되는 공간이 커진다. 따라서, 제2방벽(150)의 제2방향의 일측면(예컨대 전면)이 제1방향과 평행한 경우의 공간을 나타내는 SP2가 제1방벽(140c)과 제2방벽(150b) 사이에서 파도가 유입되는 최소 공간이다.
전방벽(160)은 베이스판(110)의 상하방향의 일측면의 제2방향의 일측 단부에서 상하방향의 일방으로 돌출되고, 제1방향으로 연장되며, 제1방향의 중앙부에서 중앙벽(120)과 제2방향으로 연결될 수 있다.
이와 같이, 해양구조물 단위블록(100)이 전방벽(160)을 포함함으로써, 해양구조물 단위블록(100)이 손상되는 것을 방지할 수 있고 선박 접안 시에 선박이 해양구조물 단위블록(100)의 중앙벽(120) 사이에 끼움되어 빠져나가지 못하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 하부 단의 전방벽(160)이 상부 단의 해양구조물 단위블록들(100)을 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 전방벽(160)에 의해 해양구조물 단위블록들(100)의 무게가 증가하므로 상부/하부 단의 해양구조물 단위블록들(100)이 하부/상부 단의 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 변형되지 못하게 안정적으로 지지할 수 있다. 이에, 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)이 베이스판(110) 또는 중앙벽(120)으로부터 분리되지 않을 수 있고 변형 또는 파손되지 않을 수 있다.
또한, 전방벽(160)에 의해 상부/하부 단의 해양구조물 단위블록들(100)과 접촉하는 접촉면적이 증가하고 해양구조물 단위블록들(100)의 무게가 증가하므로 전방벽(160)과 전방벽(160)의 상부/하부에 적층된 해양구조물 단위블록들(100) 사이의 마찰력이 증가할 수 있다. 이에, 도 1과 같이 해양구조물 단위블록들(100)이 상하좌우로 적층된 상태에서 해양구조물 단위블록들(100)이 이동 또는 회전하는 것이 억제되므로 제1방벽(140)과 제2방벽(150)이 파도에 의해서 가압되는 시간이 달라지더라도 해양구조물 단위블록들(100) 사이의 간격이 점차 벌어지는 것을 방지하여 소파효과 저감 및 해양구조물(10)의 붕괴를 방지할 수 있다.
전방벽(160)은 제1방향의 중앙부에서 제1방향의 양측 단부를 향하여 제2방향의 타방(예컨대 후방)으로 기울어지는 경사면(SL1, SL2)을 구비할 수 있다(도 4).
이에 따라, 파도가 경사면(SL1, SL2)을 타고 해양구조물 단위블록(100)의 내부로 용이하게 유동하여 소파될 수 있다.
전방벽(160)의 제2방향의 일측면(예컨대 전면)에는 제2방향으로 돌출되고 제1방향으로 연장되는 복수 개의 돌출바(170)가 상하로 이격되어 형성되거나(도 1 내지 도 6) 제2방향으로 함몰되고 제1방향으로 연장되는 복수 개의 홈(180)이 상하로 이격되어 형성될 수 있다(도 8 내지 도 10).
이에 따라, 도 1 내지 도 3, 도 6, 도 8 내지 도 10과 같이 해양구조물(10)에 돌출바들(170) 또는 홈들(180)로 구성되는 사다리가 형성될 수 있다. 이에, 사람이 해저에서 해양구조물(10)의 상부로 용이하게 이동할 수 있으므로, 해양구조물(10)의 유지보수 및 인명구조가 용이해질 수 있다.
한편, 돌출바(170) 또는 홈(180)은 도 1 내지 도 3, 도 6, 도 8 내지 도 10과 같이 전방벽(160)뿐만 아니라 베이스판(110)에도 형성될 수 있다. 또한, 돌출바(170) 또는 홈(180)은 도 7과 같이 해양구조물 단위블록(100)에 형성되지 않을 수 있고, 해양구조물(10)이 도 7과 같이 돌출바(170) 또는 홈(180)이 형성되지 않은 단위블록들만으로 구성될 수 있다. 또한, 도 8과 같이 해양구조물(10)의 최상단에 적층된 해양구조물 단위블록들(100)에만 돌출바(170) 또는 홈(180)가 형성될 수도 있다.
이하, 해양구조물의 시공방법을 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해양구조물의 시공방법은 단위블록 제조단계, 운반단계, 평탄화단계 및 적층단계를 포함하여 구성될 수 있다.
단위블록 제조단계에서는, 해양구조물 단위블록(100)을 제조할 수 있다. 예를 들면, 현장 부근의 야드에서 거푸집을 조립하고 콘크리트를 주입하여 해양구조물 단위블록(100)을 양생한 후에 거푸집을 탈형할 수 있다.
운반단계에서는, 해양구조물 단위블록(100)을 적치장 또는 현장까지 운반할 수 있다.
평탄화단계에서는, 해양구조물 단위블록(100)이 설치되는 해저바닥의 표면을 평탄화할 수 있다. 평탄화단계는 생략될 수 있다.
적층단계에서는, 해양구조물 단위블록(100)을 인양하여 현장에서 해양구조물 단위블록(100)을 서로 어긋나게 교호로 위치하도록 적층할 수 있다.
이와 같이, 해양구조물의 시공방법이 해양구조물 단위블록(100)을 제조하는 단위블록 제조단계, 해양구조물 단위블록(100)을 적치장 또는 현장까지 운반하는 운반단계 및 현장에서 해양구조물 단위블록(100)을 서로 어긋나게 교호로 위치하도록 적층하는 적층단계를 포함함으로써, 해양구조물(10)을 신속하고 용이하며 안정적으로 조성할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다.
아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
10: 해양구조물
100: 해양구조물 단위블록
110: 저판 120: 중앙벽
130: 후방벽 140: 제1방벽
150: 제2방벽 160: 전방벽
170: 돌출바
200: 기초사석
300: 상치 콘크리트

Claims (11)

  1. 제1방향 및 제1방향에 수직한 제2방향으로 연장되는 베이스판(110);
    상기 베이스판(110)으로부터 상하방향의 일방으로 돌출되고 상기 베이스판(110)의 제1방향의 중앙부에서 제2방향으로 연장되는 중앙벽(120);
    상기 베이스판(110)의 상하방향의 일측면의 제2방향의 일측 단부에서 상하방향의 일방으로 돌출되고, 상기 베이스판(110)의 제1방향 폭보다 작은 폭만큼 제1방향으로 연장되며, 제1방향의 중앙부에서 상기 중앙벽(120)과 제2방향으로 연결되는 전방벽(160);
    상기 베이스판(110)의 상하방향의 일측면의 제2방향의 타측 단부에서 상하방향의 일방으로 돌출되고 제1방향으로 연장되며 제1방향의 중앙부에서 상기 중앙벽(120)과 제2방향으로 연결되는 후방벽(130);
    상기 중앙벽(120)으로부터 제1방향의 일방으로 상기 베이스판(110)의 제1방향의 일측 단부에 대응하는 지점까지 돌출되고 상하방향으로 연장되며 상기 베이스판(110)과 결합되는 제1방벽(140); 및
    상기 중앙벽(120)으로부터 제1방향의 타방으로 상기 베이스판(110)의 제1방향의 타측 단부에 대응하는 지점까지 돌출되고 상하방향으로 연장되며 상기 베이스판(110)과 결합되는 제2방벽(150)을 포함하고,
    상기 제1방벽(140)은 제2방벽(150)보다 상기 후방벽(130)으로부터 더 멀리 위치하여 제1방벽(140)과 후방벽(130) 사이의 제2방향으로의 공간이 제2방벽(150)과 후방벽(130) 사이의 제2방향으로의 공간보다 더 크고,
    상기 제1방벽(140)의 제1방향의 일측 단부와 제2방벽(150)의 제1방향의 타측 단부는 제2방향으로 이격되고,
    상기 전방벽(160)은 제1방향의 중앙부에서 제1방향의 양측 단부를 향하여 제2방향의 타방으로 기울어지는 경사면(SL1, SL2)을 포함하고,
    상기 제1방벽(140)의 제2방향의 일측면은 제1방향의 일방을 향하여 제2방향의 타방으로 기울어지는 구간(S1)을 포함하고,
    상기 제2방벽(150)의 제2방향의 일측면은 제1방향의 타방을 향하여 제2방향의 타방으로 기울어지는 구간(S2)을 포함하고,
    상기 제1방벽(140)의 제2방향의 타측면은 제1방향과 실질적으로 평행한 구간(S3)을 포함하고,
    상기 제2방벽(150)의 제2방향의 타측면은 제1방향과 실질적으로 평행한 구간(S4)을 포함하고,
    상기 베이스판(110)의 제2방향 일측 단부와 한 쌍의 제1방향 단부가 각각 만나는 모서리에는 모따기면이 구비되는, 해양구조물 단위블록.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1방벽(140)의 제2방향의 타측면은 제1방향의 일방을 향하여 제2방향의 일방으로 기울어지는 구간(S3)을 포함하고,
    상기 제2방벽(150)의 제2방향의 타측면은 제1방향의 타방을 향하여 제2방향의 일방으로 기울어지는 구간(S4)을 포함하는, 해양구조물 단위블록.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1방벽(140) 및 제2방벽(150)은 각각 제2방향의 최단폭(W1, W3) 및 최장폭(W2, W4)을 가지고,
    상기 최단폭(W1, W3)은 상기 최장폭(W2, W4)의 1/3 이상인, 해양구조물 단위블록.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1방벽(140)의 제1방향의 길이(L1)는 상기 중앙벽(120)의 제1방향의 폭(W5) 이하이고,
    상기 제2방벽(150)의 제1방향의 길이(L2)는 상기 중앙벽(120)의 제1방향의 폭(W5) 이하인, 해양구조물 단위블록.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2방벽(150)의 제1방향의 일측 단부와 상기 후방벽(130) 사이의 제2방향의 거리(D1)는 제2방벽(150)의 제1방향의 일측 단부와 상기 제1방벽(140)의 제1방향의 타측 단부 사이의 제2방향의 거리(D2)보다 큰, 해양구조물 단위블록.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 전방벽(160)의 제2방향의 일측면에는, 제2방향으로 돌출되고 제1방향으로 연장되는 복수 개의 돌출바(170)가 상하로 이격되어 형성되거나 제2방향으로 함몰되고 제1방향으로 연장되는 복수 개의 홈(180)이 상하로 이격되어 형성되는, 해양구조물 단위블록.
  10. 청구항 1, 청구항 4 내지 청구항 7, 및 청구항 9 중 어느 한 항의 해양구조물 단위블록을 상하 및 좌우로 복수 개 적층하되, 상부 단의 해양구조물 단위블록의 제1방향의 단부가 하부 단의 해양구조물 단위블록의 중앙부에 놓여지도록 적층한, 해양구조물.
  11. 청구항 10의 해양구조물의 시공방법으로서,
    상기 해양구조물 단위블록을 제조하는 단위블록 제조단계;
    상기 해양구조물 단위블록을 적치장 또는 현장까지 운반하는 운반단계; 및
    상기 현장에서 상기 해양구조물 단위블록을 서로 어긋나게 교호로 위치하도록 적층하는 적층단계를 포함하는 해양구조물의 시공방법.
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