KR102413710B1 - 개량형 버킷 앵커의 제조방법 및 설치방법 - Google Patents

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원종화
강효동
최재형
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 개량형 버킷 앵커의 제조방법은, 일체로 결합되는 상부 몸통부(111)와 하부 스커트부(112)로 이루어진 앵커 몸체(110)를 구비한 개량형 버킷 앵커(100)의 제조방법으로서, 상부 몸통부(111)를 180도 뒤집힌 상태로 콘크리트 타설로 제작하되, 뒤집어진 상태를 기준으로 상부 몸통부(111)의 상부에 2개 이상의 슬링벨트 홈(111G)을 형성하고, 상부 몸통부(111)의 상부에서 슬링벨트 홈(111G)의 방사상 안쪽 위치에 복수개의 스터드 볼트(114)를 매립 설치하는 단계(S1), 상부 몸통부(111)와는 별도로 하부 스커트부(112)를 제작하되, 하부 스커트부(112)의 내부에는 개방된 지반 유입공(112T)을 관통하여 형성하고, 하부 스커트부(112)의 일측면 상에는 측면 연결부(130)를 고정 설치하는 단계(S2), 그리고 상부 몸통부(111)의 상부에 하부 스커트부(112)를 위치시킨 상태에서, 스터드 볼트(114)를 이용하여 하부 스커트부(112)의 방사상 일측 외면과 상부 몸통부(111)의 상부면 상에 체결 브라켓(140)을 일체로 연결하는 단계(S3)를 포함한다.

Description

개량형 버킷 앵커의 제조방법 및 설치방법{Methods for manufacturing and installing an improved bucket anchor}
본 발명은 개량형 버킷 앵커의 제조방법 및 설치방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 앵커 몸체를 구성하는 상부 몸통부와 하부 스커트부의 구조와 연결방식을 개선함으로써, 앵커의 수직 단면적에 영향을 받는 수평방향 지지력을 향상시킬 수 있고, 해양 지반 상의 앵커 설치시에 보다 정밀하게 작업할 수 있으며, 경량화가 가능하여 제작 및 설치에 소요되는 시간과 비용의 절감할 수 있는 개량형 버킷 앵커의 제조방법 및 설치방법에 관한 것이다.
해저면에 설치되는 콘크리트 앵커(Anchor)들은 계류선(Mooring Line)을 통해 해양 부유물이나 계류선을 비롯한 각종 선박 등과 상호 연결됨으로써, 설치 대상의 이탈 방지 및 정박등의 설치위치 고정 또는 이동제한 기능을 제공하는 기구이다.
이러한 해양 구조물의 위치 유지 또는 선박 계류를 위한 콘크리트 앵커(Anchor)는 앵커 자체의 중량에 의해 연결된 해양 구조물의 위치를 유지시키기 위한 지지력을 제공한다.
일반적으로 기존의 콘크리트 앵커는 박스형으로 1m×1m×1m의 크기에 2.5tonf의 무게를 갖추고 있는데, 큰 부피와 무게로 인해 해상에 설치하기 위한 물류, 제작, 시공 등에 있어 많은 비용과 시간이 소요되고 있다.
최근에는 이러한 콘크리트 앵커와 관련해 단순 박스 형태에서 벗어나 설치 및 지지에 필요한 힘의 제공 효율을 개선하기 위해 다양한 구조적 변형을 통한 기술적 변형의 시도들이 이루어지고 있다.
이와 관련하여 부유하게 되는 해양 구조물의 계류를 위한 앵커 장치의 설치장소로부터의 이탈을 방지하고, 충분한 지지력을 제공하기 위해 마련된 종래기술에 대한 선행문헌에는 한국 공개특허공보 제10-2015-0115051호의 "부유식 구조물의 계류용 앵커장치 및 그 계류방법, 그리고 이를 포함하는 부유식 구조물"(이하, '종래기술'이라고 함)이 있다.
하지만, 종래기술을 비롯한 기존의 해양 구조물 계류를 위한 콘크리트 앵커들의 경우, 해저 지반면과 앵커 접촉면의 마찰력, 앵커의 수직 단면적과 지반 강도에 영향을 받는 수평방향 지지력이 충분히 제공되지 못하고 설치위치가 연약지반일 경우 더욱 쉽게 이탈되는 문제점이 있었다.
아울러, 종래기술을 비롯한 기존의 해양 구조물 계류를 위한 콘크리트 앵커들의 경우, 지지력 제공을 위해 중량을 늘리는 쪽으로 집중하다 보니 정밀한 설치가 어려워짐은 물론이고, 제작에 있어서도 소요되는 비용과 시간이 늘어나는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 2021년 2월 26일자로 등록된 한국 등록특허 제10-2223398호(공고일자: 2021년 3월 5일)에 개시된 바와 같이 스커트 구조를 구비한 경량 콘크리트 앵커를 개발한 바 있다.
본 출원인이 개발한 상기 경량 콘크리트 앵커는 충분한 수평방향 지지력을 제공하여 연약지반에 설치 시에도 쉽게 이탈되지 않으며, 혹여 계류를 위해 연결된 해양 구조물에 영향을 받아 수평하게 설치된 위상에 변화가 일어나더라도 쉽게 이탈되지 않도록 할 수 있다. 또한, 상기 경량 콘크리트 앵커는 수평방향 지지력을 충분히 제공하되, 중량을 경량화 시키고, 더 나아가 제작 및 설치에 소요되는 비용과 시간을 크게 절감시킬 수 있는 기술이다.
본 발명에서는, 본 출원인이 개발한 상기 경량 콘크리트 앵커를 기초로 하여, 종래기술을 비롯한 기존의 해양 구조물 계류를 위한 콘크리트 앵커들과는 다른 기술적 특징과 차별성을 갖는 개량형 버킷 앵커의 제조방법과 설치방법을 제공하고자 한다.
한국 등록특허공보 제10-2223398호(스커트 구조를 구비한 경량 콘크리트 앵커, 2021.03.05. 공고) 한국 등록특허공보 제10-1722182호(앵커 장치, 2017.03.31. 공고) 한국 등록특허공보 제10-1292236호(해상 구조물의 앵커 블록, 2013.07.31. 공고) 한국 공개특허공보 제10-2015-0115051호(부유식 구조물의 계류용 앵커장치 및 그 계류방법, 그리고 이를 포함하는 부유식 구조물, 2015.10.14.)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 충분한 수평방향 지지력을 제공하여 연약지반에 설치 시에도 쉽게 이탈되지 않으며, 혹여 계류를 위해 연결된 해양 구조물에 영향을 받아 수평하게 설치된 위상에 변화가 일어나더라도 쉽게 이탈되지 않도록 할 수 있는 개량형 버킷 앵커의 제조방법 및 설치방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 수평방향 지지력을 충분히 제공하되, 중량을 경량화시키고, 더 나아가 제작 및 설치에 소요되는 비용과 시간을 크게 절감시킬 수 있는 개량형 버킷 앵커의 제조방법 및 설치방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 개량형 버킷 앵커의 제조방법은, 일체로 결합되는 상부 몸통부(111)와 하부 스커트부(112)로 이루어진 앵커 몸체(110)를 구비한 개량형 버킷 앵커(100)의 제조방법으로서, 상기 상부 몸통부(111)를 180도 뒤집힌 상태로 콘크리트 타설로 제작하되, 뒤집어진 상태를 기준으로 상기 상부 몸통부(111)의 상부에 2개 이상의 슬링벨트 홈(111G)을 형성하고, 상기 상부 몸통부(111)의 상부에서 상기 슬링벨트 홈(111G)의 방사상 안쪽 위치에 복수개의 스터드 볼트(114)를 매립 설치하는 단계(S1); 상기 상부 몸통부(111)와는 별도로 상기 하부 스커트부(112)를 제작하되, 상기 하부 스커트부(112)의 내부에는 개방된 지반 유입공(112T)을 관통하여 형성하고, 상기 하부 스커트부(112)의 일측면 상에는 측면 연결부(130)를 고정 설치하는 단계(S2); 그리고 상기 상부 몸통부(111)의 상부에 상기 하부 스커트부(112)를 위치시킨 상태에서, 상기 스터드 볼트(114)를 이용하여 상기 하부 스커트부(112)의 방사상 일측 외면과 상기 상부 몸통부(111)의 상부면 상에 체결 브라켓(140)을 일체로 연결하는 단계(S3)를 포함한다.
이때, 상기 단계(S2)에서, 상기 측면 연결부(130)는 케이블이나 로프(R)를 연결하기 위한 소정의 연결공이 형성된 패드아이(padeye)형 연결부로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 단계(S3)에서, 상기 체결 브라켓(140)은 수직부분(140a)과 수평부분(140b)을 포함하는 "엘(L)"자 형상을 가지며, 상기 수평부분(140b)에는 상기 스터드 볼트(114)가 삽입될 수 있는 장공(141)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 장공(141)은 상기 하부 스커트부(112)에 대하여 상기 체결 브라켓(140)의 위치를 가변적으로 조절할 수 있도록 상기 수평부분(140b)의 길이방향을 따라서 일정길이에 걸쳐서 형성될 수 있다.
또한, 상기 장공(141)에 상기 스터드 볼트(114)를 삽입한 후, 상기 체결 브라켓(140)을 상기 하부 스커트부(112)의 방사상 일측 외면과 상기 상부 몸통부(111)의 상부면 상에 밀착하도록 위치시킨 상태에서 너트(142)를 이용하여 고정시키고, 볼트결합 또는 용접을 이용하여 상기 체결 브라켓(140)을 상기 하부 스커트부(112)의 방사상 일측 외면과 상기 상부 몸통부(111)의 상부면 상에 일체로 연결할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 개량형 버킷 앵커의 제조방법은, 일체로 결합되는 상부 몸통부(111)와 하부 스커트부로 이루어진 앵커 몸체(110)를 구비한 개량형 버킷 앵커(100)의 제조방법으로서, 상기 상부 몸통부(111)를 180도 뒤집힌 상태로 콘크리트 타설로 제작하되, 뒤집어진 상태를 기준으로 상기 상부 몸통부(111)의 상부에 2개 이상의 슬링벨트 홈(111G) 및 박스-아웃 홈(Box-out groove)(144)을 형성하는 단계(S1-1); 그리고 상기 단계(S1-1)후에 상기 박스-아웃 홈(144)에 상기 하부 스커트부로서 강(Steel)(112A)을 매립한 후 다시 콘크리트로 2차 타설하는 단계(S2-1)를 포함한다.
이때, 상기 강(Steel)(112A)의 방사상 일측 외면상에는 패드아이(padeye)형 연결부로 이루어진 측면 연결부(130)가 일체로 고정 설치될 수 있다.
여기서, 상기 콘크리트로 2차 타설하는 단계(S2-1)는 비-수축 그라우트(non-shrinkage grout)로 타설할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 개량형 버킷 앵커의 제조방법은, 일체로 결합되는 상부 몸통부(111)와 하부 스커트부로 이루어진 앵커 몸체(110)를 구비한 개량형 버킷 앵커(100)의 제조방법으로서, 상기 상부 몸통부(111)를 180도 뒤집힌 상태로 콘크리트 타설로 제작하되, 상기 콘크리트 타설 전 상기 하부 스커트부로서 강(steel)(112B)을 매립하는 단계(S1-2); 그리고 상기 콘크리트를 타설하여 상기 상부 몸통부(111)가 뒤집어진 상태를 기준으로 상기 상부 몸통부(111)의 상부에 2개 이상의 슬링벨트 홈(111G)을 형성하는 단계(S2-2)를 포함한다.
이때, 상기 강(Steel)(112B)의 방사상 일측 외면상에는 패드아이(padeye)형 연결부로 이루어진 측면 연결부(130)가 일체로 고정 설치될 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 개량형 버킷 앵커의 제조방법은, 일체로 결합되는 상부 몸통부(111)와 하부 스커트부로 이루어진 앵커 몸체(110)를 구비한 개량형 버킷 앵커(100)의 제조방법으로서, 상기 상부 몸통부(111)를 180도 뒤집힌 상태로 콘크리트 타설로 제작하되, 상기 콘크리트 타설 전 상기 하부 스커트부로서 서로 분리된 복수개 플레이트로 이루어진 강(Steel)(112C)을 매립하는 단계(S1-3); 그리고 상기 콘크리트를 타설하여 상기 몸통부(111)가 뒤집어진 상태를 기준으로 상기 상부 몸통부(111)의 상부에 2개 이상의 슬링벨트 홈(111G)을 형성하는 단계(S2-3)를 포함한다.
이때, 상기 복수개 플레이트 중 어느 하나 이상의 플레이트 일측 외면상에 패드아이(padeye)형 연결부로 이루어진 측면 연결부(130)가 일체로 고정 설치될 수 있다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 개량형 버킷 앵커의 설치방법은, 전술한 개량형 버킷 앵커의 제조방법으로 제작된 개량형 버킷 앵커의 설치방법으로서, 상기 개량형 버킷 앵커를 해저면에 설치하기 위해서 크레인(TC)이 구비된 바지선(PB)에 실어서 원하는 위치까지 이동시키는 단계(S10); 상기 개량형 버킷 앵커의 측면 연결부(130)에 케이블이나 로프(R)를 연결하여 상기 크레인(TC)으로 당기면서 상기 측면 연결부(130)가 상부로 오도록 90도 각도로 회전시키는 단계(S20); 상기 상부 몸통부에 형성된 슬링벨트 홈(111G) 및 리프팅 빔(lifting beam)에 슬링벨트의 일측을 연결하고 상기 슬링벨트의 타측을 상기 크레인(TC)에 연결하여, 상기 크레인(TC)으로 상기 슬링벨트를 당기면서 상기 상부 몸통부가 상기 하부 스커트부의 상부에 위치하는 상태가 되도록 상기 개량형 버킷 앵커를 90도 각도로 추가 회전시키는 단계(S30); 상기 크레인(TC)으로 상기 슬링벨트를 승강시켜서 상기 개량형 버킷 앵커를 정위치로 배치시키는 단계(S40); 그리고 상기 개량형 버킷 앵커를 상기 크레인(TC)을 이용하여 들어 올려서 상기 바지선(PB)으로부터 하강시켜서 상기 해저면에 설치하는 단계(S50)를 포함한다.
이때, 상기 개량형 버킷 앵커를 90도 각도 추가 회전시키는 단계(S30)는, 상기 측면 연결부(130)에 연결된 상기 케이블이나 상기 로프(R)를 당겨 상기 상부 몸통부가 상기 하부 스커트부의 상부에 위치하도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 단계(S20) 후에, 상기 상부 몸통부의 노출된 상측면 상에 패드아이(padeye)형 상면 연결부(120)를 추가로 고정 설치 단계를 포함할 수 있다.
이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 버킷 앵커의 수직 단면적에 영향을 받는 수평방향 지지력을 스커트 구조의 하부 스커트부를 통해 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 패드아이(Padeye) 형태의 수평 연결부와 상면 연결부를 통해 해양 지반 상의 앵커 설치에 있어 더욱 정밀한 작업을 수행할 수 있다.
또한, 스커트 구조의 하부 스커트부 내부에 원통형 개방공간을 갖춘 지반 유입공을 형성하여 앵커의 해양 지반상의 설치 시 해양 지반이 채워지게 됨으로써, 동일 지지력 대비 앵커의 중량이 30% 내지 40% 줄어들어 경량화를 이루어 제작 및 설치에 있어 소요되는 시간과 비용의 절감을 기대할 수 있다.
또한, 하부 스커트부의 지반 유입공과 연통하도록 상부 몸통부에 상하 방향으로 개방하여 형성된 다수의 지반 유출공을 통해 지반 유입공으로 유입된 해양 지반이 지반 유출공으로 배출되도록 하여, 기울어진 경사형 해양 지반에서도 앵커가 수평을 유지하며 충분한 수평방향 지지력의 제공이 가능하도록 설치될 수 있다.
또한, 전술한 개량형 버킷 앵커의 제작 및 설치에 소요되는 비용과 시간을 크게 절감시킬 수 있는 제조방법과 설치방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 출원인이 개발한 개량형 버킷 앵커의 구조를 나타낸 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 개량형 버킷 앵커의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 개량형 버킷 앵커의 제조과정을 단계별로 나타낸 도면으로서, 도 3은 상기 버킷 앵커를 구성하는 상부 몸통부와 하부 스커트부를 함께 나타낸 도면이고, 도 4는 뒤집어진 상부 몸통부의 상부에 하부 스커트부를 결합한 상태를 보여주는 도면이며, 도 5는 도 4의 "A"부분 확대도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 개량형 버킷 앵커의 제조방법에 있어서 상부 몸통부와 하부 스커트부를 결합하는 다른 예들을 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 개량형 버킷 앵커의 설치과정을 단계별로 나타낸 도면이다.
도 13은 상부 몸통부가 초기상태로부터 적어도 90도 각도 이상으로 뒤집혀진 상태에서 상부 몸통부의 노출면 상에 패드아이(padeye)형 상면 연결부가 추가로 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 개량형 버킷 앵커의 제조방법 및 설치방법에 대해 설명한다.
먼저, 첨부도면 도 1 및 도 2에는 본 출원인이 앞서 개발하여 특허를 받은 한국 등록특허 제10-2223398호(공고일자: 2021.03.05.)에 개시된 경량 콘크리트 앵커, 즉 개량형 버킷 앵커(100)가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스커트 구조를 구비한 개량형 버킷 앵커(100)는 해저면의 특정 설치 지점에 설치되어 계류선에 의해 해양에 부유하는 특정 구조물과 연결되어 위치고정 및 계류를 위한 소정의 지지력 및 고정력을 제공하는 장치로서, 앵커 몸체(110), 상면 연결부(120), 및 측면 연결부(130)를 포함한다.
앵커 몸체(110)는 해저 지반이 하측으로부터 유입되어 상측으로 유출 가능하도록 상하 방향으로 개방된 중공(111H, 112T)이 내부에 형성되며, 하부에 스커트 구조를 구비한 기본 본체이다. 상세하게는, 앵커 몸체(110)는 상기 앵커 몸체(110)의 상부영역을 차지하는 통형상의 상부 몸통부(111)와 상기 앵커 몸체(110)의 하부영역을 차지하는 스커트 형상의 하부 스커트부(112)를 포함한다.
앵커 몸체(110)는 일반적으로 콘크리트를 사용하여 제조되지만, 해저지반의 상태(자갈, 모래, 점토 등)에 따라 스커트 형상의 하부 스커트부(112)를 통해 용이하게 지반 내 관입이 이루어질 수 있도록 상기 하부 스커트부(112)를 강(Steel) 또는 FRP(Fiber Reinforced Plastics)의 소재로 대체 제작될 수도 있다. 그러나, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 이러한 소재로서 제한되지 않음을 알 수 있을 것이다.
여기서, 상부 몸통부(111)는 원통, 정육면체 혹은 직육면체와 같은 통형상으로 제작될 수 있으며, 상하 방향에 걸쳐 개방된 중공의 지반 유출공(111H)을 적어도 2개 이상 구비한다. 여기서, 상부 몸통부(111)에 형성된 지반 유출공(111H)은 개방된 원통의 중공을 형성하여 평면상 원형을 이루도록 마련될 수도 있으며, 실시에 따라 개방된 직육면체의 중공을 형성하여 평면상 직사각형을 이루도록 마련될 수도 있다.
다음으로, 하부 스커트부(112)는 상부 몸통부(111)로부터 하측으로 스커트 구조를 구비하도록 연장 형성되며, 이를 통해 내부에 적어도 2개 이상의 지반 유출공(111H)과 연통되도록 통형상으로 개방된 지반 유입공(112T)을 구비한다.
이와 같은 구조의 하부 스커트부(112)는 스커트(Skirt) 형태를 이루기 때문에, 원통, 정육면체 혹은 직육면체와 같은 통형상 내부에 직경이 비교적 다소 작은 통형상의 개방공간이 형성되어 도 2와 같은 단면 구조를 갖추게 되는데, 이와 같이 내부에 형성되는 개방공간이 해저 지반(특히, 연약 지반)이 유입될 수 있는 지반 유입공(112T)의 역할하게 된다.
따라서, 앵커 몸체(110)는 해저 지반의 특정 위치상에 설치될 시, 자체 중량에 의해 하강 이동하는 과정에서 해저 지반(특히, 연약 지반)이 하부 스커트부(112)의 지반 유입공(112T)으로 유입되어 점점 아래로 향하게 되고, 지반 유입공(112T)으로 유입된 해저 지반(특히, 연약 지반)이 상부 몸통부(111)상의 지반 유출공(111H) 다수개를 통해 유출되며 더욱 아래로 깊이 설치 위치를 이동하게 된다. 이에 의해서, 하부 스커트부(112)의 지반 유입공(112T) 및 상부 몸통부(111)상의 지반 유출공(111H) 다수개 내부에 해저 지반이 가득 차서 개방 공간에 의해 경량화 된 만큼의 영역에 충분한 지지력 확보에 필요한 힘을 제공하게 된다.
한편, 앞서 언급한 바 있는 본 출원인의 선행 등록특허 제10-2223398호에 개시된 바와 같이, 하부 스커트부는 그 하면이 상부 몸통부의 상면에 대해 소정의 각도를 형성하여 비스듬히 기울어지도록 연장 형성될 수도 있다. 즉, 상부 몸통부의 상면은 지면에 대해 평행한 형상을 이루는 반면에, 하부 스커트부의 하면은 일측으로 갈수록 높이가 길어지며 기울어진 형상을 이루도록 형성될 수 있다. 그 결과, 하부 스커트부는 수직한 단면을 기준으로 일측의 측면 길이가 타측의 측면길이에 비해 짧은 형태를 갖게 되는데, 이에 의해 상대적으로 길어지는 측면길이를 갖는 하부 스커트부의 타측면 부분이 콘크리트 앵커의 회전 운동에 의한 위상 변화가 발생하여 이탈의 위험이 있을 경우, 걸림 기능을 제공하여 쉽게 이탈이 발생하지 않도록 해준다.
도 3 내지 도 5는 위에서 언급한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 개량형 버킷 앵커의 제조과정을 단계별로 나타낸 도면이다.
먼저, 도 3에는 상기 개량형 버킷 앵커(100)를 구성하는 상부 몸통부(111)와 하부 스커트부(112)가 서로 별도 제작된 상태로 도시되어 있다. 바람직하게는, 상부 몸통부(111)는 콘크리트로 제작되고, 하부 스커트부(112)는 강(steel)으로 제작된다.
상부 몸통부(111)와 하부 스커트부(112)가 일체로 결합되는 개량형 버킷 앵커(100)를 구현하기 위해, 무거운 부분인 상부 몸통부(111)를 먼저 콘크리트로 제작하게 되는데, 상기 개량형 버킷 앵커(100)의 현장 설치작업을 고려하여 상부 몸통부(111)를 180도 뒤집은 상태로 제작하게 된다. 뒤집어 제작된 상부 몸통부(111)의 상부에 강(steel)재질로 별도 제작된 하부 스커트부(112)를 결합하여 설치하게 되는 것이다.
뒤집어진 상태로 제작되는 상부 몸통부(111)의 내부에는 앞서 언급한 바와 같이 상하 방향에 걸쳐 개방된 중공의 지반 유출공(111H)을 적어도 2개 이상 구비한다. 뒤집어진 상태로 제작되는 상부 몸통부(111)의 상부에는 적어도 2개 이상의 슬링벨트 홈(111G)이 형성된다. 뒤집어진 상태로 제작되는 상부 몸통부(111)의 상부에서 상기 슬링벨트 홈(111G)의 방사상 안쪽 위치에는 복수개의 스터드 볼트(114)를 매립 설치한다(단계(S1)). 상기 스터드 볼트(114)는 뒤집어진 상부 몸통부(111)의 상부면 상에 하부 스커트부(112)를 연결하여 고정시키기 위해서 설치되는 것이다.
하부 스커트부(112)는 앞서 언급한 바와 같이 내부에 통형상으로 개방된 지반 유입공(112T)을 구비하며, 일측면 상에는 측면 연결부(130)가 일체로 고정 설치된다(단계(S2)). 측면 연결부(130)는 계류선과 같은 부유형 계류대상 연결용 케이블 부재를 연결하기 위한 소정의 연결공이 형성된 패드아이(padeye)형 연결부로 이루어진다.
첨부도면 도 4 및 도 5에는 뒤집어진 상부 몸통부(111)의 상부에 하부 스커트부(112)를 결합한 상태를 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상부 몸통부(111)의 상부에 하부 스커트부(112)를 위치시킨 상태에서 미리 마련된 스터드 볼트(114)를 이용하여 하부 스커트부(112)의 방사상 일측 외면과 상부 몸통부(111)의 상부면 상에 체결 브라켓(140)을 일체로 연결한다(단계(S3)). 바람직하게는, 체결 브라켓(140)은 일측으로 단이지게 형성된 "엘(L)"자 형상을 갖는다. 그 결과, 체결 브라켓(140)은 수직부분(140a)과 수평부분(140b)을 갖게 되는데, 이때 상기 수평부분(140b)에는 스터드 볼트(114)가 삽입될 수 있는 장공(141)이 상하로 관통하여 형성된다. 장공(141)은 수평부분(140b)의 길이방향을 따라서 일정길이에 걸쳐서 형성된다.
장공(141)이 수평부분(140b)의 길이방향을 따라서 일정길이에 걸쳐서 형성되어 있기 때문에, 하부 스커트부(112)에 대하여 체결 브라켓(140)의 위치를 가변적으로 조절할 수 있게 된다. 체결 브라켓(140)의 수평부분(140b)에 형성된 장공(141)에 스터드 볼트(114)를 삽입한 후, 체결 브라켓(140)을 하부 스커트부(112)의 방사상 일측 외면과 상부 몸통부(111)의 상부면 상에 밀착시키도록 위치시킨 상태에서 너트(142)를 이용하여 고정시킨다. 체결 브라켓(140)이 원하는 위치에 고정되면, 볼트결합 또는 용접을 이용하여 체결 브라켓(140)을 하부 스커트부(112)의 방사상 일측 외면과 상부 몸통부(111)의 상부면 상에 일체로 연결한다.
이와 같이 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 예에서는, 상부 몸통부(111)를 구성하기 위해서 콘크리트를 타설할 때, 뒤집어진 상태로 제작되는 상부 몸통부(111)의 상부에 적어도 2개 이상의 슬링벨트 홈(111G)을 형성하고 슬링벨트 홈(111G)의 방사상 안쪽 위치에 복수개의 스터드 볼트(114)를 매립 설치한다. 이렇게 매립 설치된 스터드 볼트(114)와 상기 체결 브라켓(140)을 연결 고정시키는 방식으로 하부 스커트부(112)를 원하는 위치에 결합시키는 방식이었다.
한편, 첨부도면 도 6 내지 도 8에는 개량형 버킷 앵커(100)의 제조방법에 있어서, 앞서 설명한 바 있는 상기 하부 스커트부(112)의 역할을 대체할 수 있는 다른 형태의 하부 스커트부와 상부 몸통부(111)를 결합하는 다른 예들이 나타나 있다.
먼저, 도 6을 참조하면, 상부 몸통부(111)를 구성하기 위해서 콘크리트를 타설할 때, 뒤집어진 상태로 제작되는 상부 몸통부(111)의 상부에 적어도 2개 이상의 슬링벨트 홈(111G)을 형성함과 동시에 거푸집을 이용하여 미리 복수개의 박스-아웃 홈(Box-out groove)(144)을 파둔다(단계(S1-1)). 다음에는, 이렇게 형성된 박스-아웃 홈(Box-out groove)(144)에 원통이나 사각통 형상으로 이루어진 강(Steel)(112A)을 매립한 후 다시 콘크리트로 2차 타설한다(단계(S2-1)). 이때, 2차로 타설하는 콘크리트(C2)는 비-수축 그라우트(non-shrinkage grout)로 채운다.
앞서 상기 하부 스커트부는 강(Steel) 또는 FRP(Fiber Reinforced Plastics)의 소재로 대체 제작될 수도 있다고 언급하였는 바, 도 6의 실시 예에서는 원통형상의 강(Steel)(112A)으로 이루어진 하부 스커트부를 나타낸 것이다. 이와 같은 방식을 통해서 상부 몸통부(111)와 하부 스커트부(112A)를 연결할 수도 있다. 원통형상의 강(Steel)(112A)의 방사상 일측 외면상에는 패드아이(padeye)형 연결부로 이루어진 측면 연결부(130)가 일체로 고정 설치된다.
다음으로, 도 7을 참조하면, 상부 몸통부(111)를 구성하기 위해서 콘크리트를 타설하기 전 원통이나 사각 통형상으로 이루어진 강(Steel)(112B)을 미리 매립하고(단계(S1-2), 뒤집어진 상태로 제작되는 상부 몸통부(111)의 상부에 적어도 2개 이상의 슬링벨트 홈(111G)을 형성한다(단계(S2-2)).
앞서 상기 하부 스커트부는 강(Steel) 또는 FRP(Fiber Reinforced Plastics)의 소재로 대체 제작될 수도 있다고 언급하였는 바, 도 7의 실시 예에서는 원통형상의 강(Steel)(112B)으로 이루어진 하부 스커트부를 나타낸 것이다. 이와 같은 방식을 통해서 상부 몸통부(111)와 하부 스커트부(112B)를 연결할 수도 있다. 원통형상의 강(Steel)(112B)의 방사상 일측 외면상에는 패드아이(padeye)형 연결부로 이루어진 측면 연결부(130)가 일체로 고정 설치된다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 앞서 도 6이나 도 7을 참조하여 설명한 예와는 달리 하부 스커트부가 원통이나 사각통 형상의 구조가 아니라 플레이트 형태의 4면(무접합)으로 구성된다. 즉, 서로 분리된 4개의 수직한 플레이트로 이루어진 강(Steel)(112C)을 매립하는 것이 다르다.
상세하게는, 상부 몸통부(111)를 구성하기 위해서 콘크리트를 타설하기 전 서로 분리된 4개의 수직한 플레이트로 이루어진 강(Steel)(112C)을 미리 매립하고(단계(S1-3)), 뒤집어진 상태로 제작되는 상부 몸통부(111)의 상부에 적어도 2개 이상의 슬링벨트 홈(111G)을 형성하고(단계(S2-3)). 도 8의 실시 예에서는 플레이트 형상의 강(steel)(112C)으로 이루어진 하부 스커트부를 상부 몸통부(111) 구성을 위한 콘크리트 타설시에 함께 매립하는 것을 나타낸다. 이와 같은 방식을 통해서 상부 몸통부(111)와 하부 스커트부(112C)를 연결할 수도 있다. 수직한 플레이트 형상의 강(Steel)(112C)의 일측 외면상에는 패드아이(padeye)형 연결부로 이루어진 측면 연결부(130)가 일체로 고정 설치된다.
하기에서는 첨부도면 도 9 내지 도 13을 참조하여 전술한 바와 같이 제조된 개량형 버킷 앵커(100)의 설치방법에 대해 단계별로 설명한다.
먼저, 도 9을 참조하면, 전술한 바와 같이 제조된 개량형 버킷 앵커(100)를 해저면에 설치하기 위해서 크레인(TC)이 구비된 바지선(PB)에 실어서 원하는 위치까지 이동하게 된다(단계(S10)). 이때, 개량형 버킷 앵커(100)는 제작시의 상태 그대로 하부 스커트부(112)가 상부 몸통부(111)의 상부에 위치하는 상태이다.
원하는 위치에 도달하게 되면, 개량형 버킷 앵커(100)의 측면 연결부(130)에 로프(R)를 연결하여 크레인(TC)으로 당기면서 상기 측면 연결부(130)가 상부로 오도록 90도 각도로 회전시킨다(단계(S20)).
다음으로, 도 10 및 도 11을 참조하면, 개량형 버킷 앵커(100)를 90도 각도로 회전시킨 후, 다시 개량형 버킷 앵커(100)를 90도 각도로 추가 회전시키기 위해서, 슬링벨트 홈(111G) 및 리프팅 빔(lifting beam)에 슬링벨트를 연결한 다음, 크레인(TC)에 연결한다. 이러한 상태에서 작업자가 측면 연결부(130)에 로프(R)를 연결하여 당기거나, 또는 윈치 등에 연결하여 윈치를 감아서 개량형 버킷 앵커(100)를 90도 각도로 추가 회전시킨다(단계(S30)). 이에 의해, 개량형 버킷 앵커(100)는 상부 몸통부(111)가 하부 스커트부(112)의 상부에 위치하는 상태가 된다.
개량형 버킷 앵커(100)를 초기상태로부터 180도 각도로 회전시켜서 상부 몸통부(111)가 하부 스커트부(112)의 상부에 위치하도록 한 상태에서, 크레인(TC)으로 슬링벨트를 승강시켜서 개량형 버킷 앵커(100)를 정위치로 배치시킨다(단계(S40)).
끝으로, 도 12를 참조하면, 정위치로 배치된 개량형 버킷 앵커(100)를 크레인(TC)을 이용하여 들어 올려서 바지선(PB)으로부터 바다속으로 하강시켜서 해저면에 설치하게 된다(단계(S50)).
첨부도면 도 13은 도 12와 유사한 도면인데, 상부 몸통부(111)가 초기상태로부터 적어도 90도 각도로 회전되거나 또는 초기상태로부터 180도 각도로 뒤집혀진 상태에서, 상부 몸통부(111)의 노출된 상측면 상에 패드아이(padeye)형 상면 연결부(120)를 추가로 설치한 상태를 보여주는 도면이다. 이렇게 추가로 형성되는 상면 연결부(120)에는 선박용 계류로프가 연결될 수 있다. 상면 연결부(120)는 개량형 버킷 앵커(100)를 90도 각도로 회전시키거나 추가로 90도 각도를 회전시켜 초기상태로부터 180도 각도로 회전되는 단계(S20) 내지 단계(S30) 사이에 설치하는 것이 바람직하다.
한편, 전술한 단계(S10) 내지 단계(S30)은 바지선(PB)이 아닌 육상에서 이루어질 수 있다. 이 경우 개량형 버킷 앵커(100)를 특정 사이트(site)에 보관하기 위한 작업이 이루어지는 경우로서, 개량형 버킷 앵커(100)를 육상에 설치된 크레인을 이용하여 초기상태로부터 180도 각도로 회전하여 특정 사이트에 보관하고, 이후 바지선(PB)에 개량형 버킷 앵커(100)를 실어 단계(S40) 내지 단계(S50)를 통해 해저면에 설치하도록 할 수 있다.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 개량형 버킷 앵커 110 : 앵커 몸체
111 : 상부 몸통부 111G : 슬링벨트 홈
111H : 지반유출공 112 : 하부 스커트부
112A,112B,112C : 강(steel) 112T : 지반 유입공
120 : 상면 연결부 130 : 측면 연결부
140 : 체결 브라켓 141 : 장공
142 : 너트 144 : 박스-아웃(box-out) 홈
C2 : 2차 콘크리트 PB : 바지선
R : 로프 SV : 슬링벨트
TC : 크레인

Claims (15)

  1. 일체로 결합되는 상부 몸통부(111)와 하부 스커트부(112)로 이루어진 앵커 몸체(110)를 구비한 개량형 버킷 앵커(100)의 제조방법으로서,
    상기 상부 몸통부(111)를 180도 뒤집힌 상태로 콘크리트 타설로 제작하되, 뒤집어진 상태를 기준으로 상기 상부 몸통부(111)의 상부에 2개 이상의 슬링벨트 홈(111G)을 형성하고, 상기 상부 몸통부(111)의 상부에서 상기 슬링벨트 홈(111G)의 방사상 안쪽 위치에 복수개의 스터드 볼트(114)를 매립 설치하는 단계(S1);
    상기 상부 몸통부(111)와는 별도로 상기 하부 스커트부(112)를 제작하되, 상기 하부 스커트부(112)의 내부에는 개방된 지반 유입공(112T)을 관통하여 형성하고, 상기 하부 스커트부(112)의 일측면 상에는 측면 연결부(130)를 고정 설치하는 단계(S2); 그리고
    상기 상부 몸통부(111)의 상부에 상기 하부 스커트부(112)를 위치시킨 상태에서, 상기 스터드 볼트(114)를 이용하여 상기 하부 스커트부(112)의 방사상 일측 외면과 상기 상부 몸통부(111)의 상부면 상에 체결 브라켓(140)을 일체로 연결하는 단계(S3);를 포함하는,
    개량형 버킷 앵커의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계(S2)에서,
    상기 측면 연결부(130)는 케이블이나 로프(R)를 연결하기 위한 소정의 연결공이 형성된 패드아이(padeye)형 연결부로 이루어진 것을 특징으로 하는,
    개량형 버킷 앵커의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계(S3)에서,
    상기 체결 브라켓(140)은 수직부분(140a)과 수평부분(140b)을 포함하는 "엘(L)"자 형상을 가지며, 상기 수평부분(140b)에는 상기 스터드 볼트(114)가 삽입될 수 있는 장공(141)이 형성된 것을 특징으로 하는,
    개량형 버킷 앵커의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 장공(141)은 상기 하부 스커트부(112)에 대하여 상기 체결 브라켓(140)의 위치를 가변적으로 조절할 수 있도록 상기 수평부분(140b)의 길이방향을 따라서 일정길이에 걸쳐서 형성되는 것을 특징으로 하는,
    개량형 버킷 앵커의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 장공(141)에 상기 스터드 볼트(114)를 삽입한 후, 상기 체결 브라켓(140)을 상기 하부 스커트부(112)의 방사상 일측 외면과 상기 상부 몸통부(111)의 상부면 상에 밀착하도록 위치시킨 상태에서 너트(142)를 이용하여 고정시키고, 볼트결합 또는 용접을 이용하여 상기 체결 브라켓(140)을 상기 하부 스커트부(112)의 방사상 일측 외면과 상기 상부 몸통부(111)의 상부면 상에 일체로 연결하는 것을 특징으로 하는,
    개량형 버킷 앵커의 제조방법.
  6. 일체로 결합되는 상부 몸통부(111)와 하부 스커트부로 이루어진 앵커 몸체(110)를 구비한 개량형 버킷 앵커(100)의 제조방법으로서,
    상기 상부 몸통부(111)를 180도 뒤집힌 상태로 콘크리트 타설로 제작하되, 뒤집어진 상태를 기준으로 상기 상부 몸통부(111)의 상부에 2개 이상의 슬링벨트 홈(111G) 및 박스-아웃 홈(Box-out groove)(144)을 형성하는 단계(S1-1); 그리고
    상기 단계(S1-1)후에 상기 박스-아웃 홈(144)에 상기 하부 스커트부로서 강(Steel)(112A)을 매립한 후 다시 콘크리트로 2차 타설하는 단계(S2-1)를 포함하는,
    개량형 버킷 앵커의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 강(Steel)(112A)의 방사상 일측 외면상에는 패드아이(padeye)형 연결부로 이루어진 측면 연결부(130)가 일체로 고정 설치된 것을 특징으로 하는,
    개량형 버킷 앵커의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 콘크리트로 2차 타설하는 단계(S2-1)는 비-수축 그라우트(non-shrinkage grout)로 타설하는 것을 특징으로 하는,
    개량형 버킷 앵커의 제조방법.
  9. 일체로 결합되는 상부 몸통부(111)와 하부 스커트부로 이루어진 앵커 몸체(110)를 구비한 개량형 버킷 앵커(100)의 제조방법으로서,
    상기 상부 몸통부(111)를 180도 뒤집힌 상태로 콘크리트 타설로 제작하되,
    상기 콘크리트 타설 전 상기 하부 스커트부로서 강(steel)(112B)을 매립하는 단계(S1-2); 그리고
    상기 콘크리트를 타설하여 상기 상부 몸통부(111)가 뒤집어진 상태를 기준으로 상기 상부 몸통부(111)의 상부에 2개 이상의 슬링벨트 홈(111G)을 형성하는 단계(S2-2);
    를 포함하는,
    개량형 버킷 앵커의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 강(Steel)(112B)의 방사상 일측 외면상에는 패드아이(padeye)형 연결부로 이루어진 측면 연결부(130)가 일체로 고정 설치된 것을 특징으로 하는,
    개량형 버킷 앵커의 제조방법.
  11. 일체로 결합되는 상부 몸통부(111)와 하부 스커트부로 이루어진 앵커 몸체(110)를 구비한 개량형 버킷 앵커(100)의 제조방법으로서,
    상기 상부 몸통부(111)를 180도 뒤집힌 상태로 콘크리트 타설로 제작하되,
    상기 콘크리트 타설 전 상기 하부 스커트부로서 서로 분리된 복수개 플레이트로 이루어진 강(Steel)(112C)을 매립하는 단계(S1-3); 그리고
    상기 콘크리트를 타설하여 상기 몸통부(111)가 뒤집어진 상태를 기준으로 상기 상부 몸통부(111)의 상부에 2개 이상의 슬링벨트 홈(111G)을 형성하는 단계(S2-3);를 포함하는,
    개량형 버킷 앵커의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수개 플레이트 중 어느 하나 이상의 플레이트 일측 외면상에 패드아이(padeye)형 연결부로 이루어진 측면 연결부(130)가 일체로 고정 설치된 것을 특징으로 하는,
    개량형 버킷 앵커의 제조방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 개량형 버킷 앵커의 제조방법으로 제작된 개량형 버킷 앵커의 설치방법으로서,
    상기 개량형 버킷 앵커를 해저면에 설치하기 위해서 크레인(TC)이 구비된 바지선(PB)에 실어서 원하는 위치까지 이동시키는 단계(S10);
    상기 개량형 버킷 앵커의 측면 연결부(130)에 케이블이나 로프(R)를 연결하여 상기 크레인(TC)으로 당기면서 상기 측면 연결부(130)가 상부로 오도록 90도 각도로 회전시키는 단계(S20);
    상기 상부 몸통부에 형성된 슬링벨트 홈(111G) 및 리프팅 빔(lifting beam)에 슬링벨트의 일측을 연결하고 상기 슬링벨트의 타측을 상기 크레인(TC)에 연결하여, 상기 크레인(TC)으로 상기 슬링벨트를 당기면서 상기 상부 몸통부가 상기 하부 스커트부의 상부에 위치하는 상태가 되도록 상기 개량형 버킷 앵커를 90도 각도로 추가 회전시키는 단계(S30);
    상기 크레인(TC)으로 상기 슬링벨트를 승강시켜서 상기 개량형 버킷 앵커를 정위치로 배치시키는 단계(S40); 그리고
    상기 개량형 버킷 앵커를 상기 크레인(TC)을 이용하여 들어 올려서 상기 바지선(PB)으로부터 하강시켜서 상기 해저면에 설치하는 단계(S50);를 포함하는,
    개량형 버킷 앵커의 설치방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 개량형 버킷 앵커를 90도 각도 추가 회전시키는 단계(S30)는,
    상기 측면 연결부(130)에 연결된 상기 케이블이나 상기 로프(R)를 당겨 상기 상부 몸통부가 상기 하부 스커트부의 상부에 위치하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    개량형 버킷 앵커의 설치방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 단계(S20) 후에, 상기 상부 몸통부의 노출된 상측면 상에 패드아이(padeye)형 상면 연결부(120)를 추가로 고정 설치 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    개량형 버킷 앵커의 설치방법.
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