KR102528987B1 - 메가급 항만 물류 자동화 구축을 위한 항만 기초구조물 시공 방법 - Google Patents

메가급 항만 물류 자동화 구축을 위한 항만 기초구조물 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상대적으로 큰 규모의 물류를 다루는 항만 물류를 위하여 스마트 컨테이너 터미널에 설비되어 컨테이너 물류의 적재 및 이송을 스마트 자동화 환경에서 효율적으로 구현할 수 있게 대규모 사이즈의 기초 구조물을 안전하고 효과적으로 구축할 수 있는, 메가급 항만 물류 자동화 구축을 위한 항만 기초구조물 시공 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 항만 컨테이너 물류의 이송과 적재를 위한 메가급 항만 기초구조물을 시공하기 위한 방법으로서, 폭방향으로 간격을 갖는 한 쌍의 칼럼구조체를 종방향으로 간격을 갖고 설치하는 칼럼구조체 설치 단계; 상기 칼럼구조체 설치 단계에서 설치된 한 쌍의 칼럼구조체의 상단에 상단 트러스구조체를 설치하는 상단 트러스구조체 설치 단계; 상기 한 쌍의 칼럼구조체가 설치된 종방향 길이보다 긴 길이를 갖는 거더구조체를 상기 상단 트러스구조체의 하면 측으로 인양하는 거더구조체 인양 단계; 및 상기 거더구조체 인양 단계에서 상단 트러스구조체의 하면 측으로 인양된 거더구조체를 상단 트러스구조체의 하면에 고정하는 거더구조체 고정 설치 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항만 기초구조물 시공 방법이 제공된다.

Description

메가급 항만 물류 자동화 구축을 위한 항만 기초구조물 시공 방법 {PORT MEGA FOUNDATION STRUCTURE CONSTRUCTION METHOD FOR AUTOMATION CONTRUCTION OF MEGA GRADE PORT LOGISTICS}
본 발명은 스마트 컨테이너 터미널에 설비되는 메가급 항만 기초구조물 시공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상대적으로 큰 규모의 물류를 다루는 항만 물류에서 컨테이너 물류의 적재 및 이송을 스마트 자동화 환경에서 효율적으로 구현할 수 있게 대규모 사이즈의 기초 구조물을 안전하고 효율적이며 경제성 있게 구축할 수 있는, 메가급 항만 물류 자동화 구축을 위한 항만 기초구조물 시공 방법에 관한 것이다.
물류 산업이 발전하고 국가간의 교역 물량이 늘어가는 추세이다. 세계 각국은 늘어가는 교역 물량을 처리하기 위해서 컨테이너항만 터미널을 증축하거나, 새롭게 건설하고 있다. 이곳은 해상과 육상의 접점에 위치하며 컨테이너 하역, 보관, 육상 운송기관에 인수, 컨테이너 장치, 수리 및 청소 등의 장소로 사용되고 있다. 컨테이너 터미널의 주요 구조는 다음 <표 1> 과 같다.
Figure 112021087324911-pat00001
일반적으로 컨테이너 터미널(container terminal)이란 해상 컨테이너 수송 체계에 있어서 해상 운송과 육상 운송의 연결점으로 컨테이너선, 하역 장비, 운반 차량, 컨테이너 야드, 배후 창고 등과 일체가 되어 화물 유통을 원활히 수행하기 위한 시설을 말한다.
본 발명의 기술적 배경을 이해하기 위하여 일반적인 항만 부두용 컨테이너 터미널의 구조를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 일반적인 항만 부두용 컨테이너 터미널의 구조도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 컨테이너 터미널은 컨테이너선 하역 크레인(1), 야드 하역 크레인(2), 야드 이송 장비(트럭 또는 트레일러)(3), 터미널 내에 화물을 장치하는 야드 장치장(4)(5)(6)(7), 제어 센터(8), 컨테이너 화물의 반출/입을 위한 게이트 입/출구(9)(10) 및 유지 보수 센터(11) 등의 기타 항만 내 시설물로 이루어져 있다. 이때 크레인은 일정한 규격으로 된 대형 화물 운반기인 컨테이너를 동력을 이용해 달아 올리고 일정한 구간을 이용하여 옮겨 놓을 수 있는 장치이다.
항만에서 컨테이너를 이송하기 위한 컨테이너 크레인은 선박과 부두 사이에서 컨테이너를 싣고 내리는 하역 설비이다.
항만에 이용되는 종래 하역 설비로는 일 예로 크롤러 크레인(crewler crane)이나 가설 타워와 스트랜드 잭을 포함하는 설비가 주로 이용되는데, 이러한 하역 설비는 수평 이동 거리가 제한적이고 안전성이 낮으며, 공사 금액이 높아 물류 효율성에 대비하여 경제성이 떨어지는 문제점이 있다. 특히, 가설 타워와 스트랜드 잭을 포함하는 설비의 경우 고공에서 수평이동이 제한적인 문제점이 있다.,
또한, 항만 컨테이너 취급량이 급격히 증가함에 따라 신속한 물류 작업이 요구되고 있으며, 이에 따라 대규모 사이즈이고 스마트한 환경에서 신속하고 안정작인 항만 물류 작업이 가능한 구조물에 대한 연구와 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 등록번호공보 10-0289765(2001.11.30. 공고) 대한민국 등록특허공보 10-1709743(2017.02.23. 공고) 대한민국 등록특허공보 10-1883219(2018.07.31. 공고) 대한민국 등록특허공보 10-1474554(2014.12.22. 공고) 대한민국 공개특허공보 10-2015-0016312(2015.02.11. 공개)
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 상대적으로 큰 규모의 물류를 다루는 항만 물류에서 컨테이너 물류의 적재 및 이송을 스마트 자동화 환경에서 효율적으로 구현할 수 있게 대규모 사이즈의 기초 구조물을 안전하고 효율적이며, 경제성 있게 구축할 수 있는 메가급 항만 물류 자동화 구축을 위한 항만 기초구조물 시공 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 항만 컨테이너 물류의 이송과 적재를 위한 메가급 항만 기초구조물을 시공하기 위한 방법으로서, 폭방향으로 간격을 갖는 한 쌍의 칼럼구조체를 폭방향과 직교하는 종방향으로 간격을 갖고 설치하는 칼럼구조체 설치 단계; 상기 칼럼구조체 설치 단계에서 설치된 한 쌍의 칼럼구조체의 상단에 상단 트러스구조체를 설치하는 상단 트러스구조체 설치 단계; 상기 한 쌍의 칼럼구조체가 설치된 종방향 길이보다 긴 길이를 갖는 거더구조체를 상기 상단 트러스구조체의 하면 측으로 인양하는 거더구조체 인양 단계; 및 상기 거더구조체 인양 단계에서 상단 트러스구조체의 하면 측으로 인양된 거더구조체를 상단 트러스구조체의 하면에 고정하는 거더구조체 고정 설치 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항만 기초구조물 시공 방법이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 칼럼구조체 설치 단계에서 상기 칼럼구조체는 지반에 매립 고정된 스틸 파이프 파일을 갖는 콘크리트 블록에 하단부가 고정되어 이루어지며, 상기 상단 트러스구조체 설치 단계는 상단 트러스구조체의 양측 하부가 한 쌍의 칼럼구조체의 상단에 볼팅 및 용접으로 고정될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 상단 트러스구조체 설치 단계의 상단 트러스구조체는, 평행하는 하부 프레임과 상부 프레임으로 이루어지되 상기 상부 프레임이 하부 프레임보다 짧은 길이로 이루어지는 한 쌍의 평행 프레임; 상기 하부 프레임와 상부 프레임 간을 연결 지지하는 복수의 지지 프레임; 상기 하부 프레임의 양단에서 상면 측으로 연장 형성되는 수직 프레임; 및 일단부는 상기 수직 프레임에 고정되고 타단부는 상기 상부 프레임의 단부에 고정되는 경사 프레임;을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 상단 트러스구조체 설치 단계는, 상기 상단 트러스구조체의 양단 양측에 한 쌍의 고정 와이어 로프의 일단부가 연결 고정되고, 상기 한 쌍의 고정 와이어 로프의 타단부가 지면에 고정되는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 메가급 거더구조체 인양 단계는, 상기 상단 트러스구조체 각각의 상부 프레임에 구비된 한 쌍의 스트랜드 잭을 동조시키면서 거더구조체를 인양하도록 이루어지고, 상기 칼럼구조체의 길이방향으로 간격을 갖고 구비되는 물체 감지 센서의 검출 신호를 전달받아 거더구조체의 인양 높이를 제어하면서 인양하도록 이루어지며, 상기 메가급 거더구조체 인양 단계의 메가급 거더구조체는 평행하는 복수의 메인 프레임, 및 상기 메인 프레임 간을 연결하는 복수의 지지 프레임을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 메가급 거더구조체 고정 설치 단계는 상기 상단 트러스구조체와 메가급 거더구조체 간이 용접 및 볼팅되는 것으로 이루어지며, 상기 메가급 거더구조체 고정 설치 단계는 상기 상단 트러스구조체와 메가급 거더구조체 간을 상단 고정 수단으로 고정하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 메가급 거더구조체 고정 설치 단계에서 상기 상단 고정 수단은, 상기 상단 트러스구조체의 상부 프레임의 일면에서 간격을 갖는 제1 위치와 제2 위치에 일단부가 각각 고정되고, 타단부는 각각 상부 프레임으로부터 일정 거리 떨어진 제3 위치 및 제4 위치의 메인 프레임에 고정되는 한 쌍의 제1 및 제2 경사 고정구; 일단부가 상기 상부 프레임의 일면의 제5 위치에 고정되고, 타단부는 상기 제3 위치보다 상부 프레임으로부터 더 떨어진 제6 위치에 고정되는 제3 경사 고정구; 및 일단부가 상기 상부 프레임의 일면의 제7 위치에 고정되고, 타단부는 상기 제4 위치보다 상부 프레임으로부터 더 떨어진 제8 위치에 고정되는 제4 경사 고정구;를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 경사 고정구 내지 제4 경사 고정구는, 상기 거더구조체의 메인 프레임을 평면으로 바라볼 때 그 메인 프레임의 폭 범위 내에 위치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 경사 고정구 내지 제4 경사 고정구는, 상기 상단 트러스구조체를 평면으로 바라볼 때 그 상단 트러스구조체를 기준으로 대칭되어 상단 트러스구조체의 양측에 구성되며, 상기 제1 경사 고정구 및 제3 경사 고정구와, 상기 제2 경사 고정구 및 제4 경사 고정부는 상기 메인 프레임의 길이방향의 중심라인을 기준으로 하여 대칭되게 구성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 경사 고정구의 제3 위치와 상기 제2 경사 고정구의 제6 위치는 상기 메인 프레임의 길이방향을 따르는 동일 선상에 위치되며, 상기 제2 경사 고정구의 제4 위치와 상기 제3 경사 고정구의 제8 위치는 상기 메인 프레임의 길이방향으로 동일 선상에 위치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 경사 고정구의 제1 위치와 제3 위치 및 상기 제2 경사 고정구의 제6 위치는 상기 메인 프레임의 길이방향을 따르는 동일 선상에 위치되며, 상기 제2 경사 고정구의 제2 위치와 제4 위치 및 상기 제3 경사 고정구의 제8 위치는 상기 메인 프레임의 길이방향으로 동일 선상에 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 메가급 항만 물류 자동화 구축을 위한 항만 기초구조물 시공 방법에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본 발명은 축구장 규모 사이즈의 구조체를 10층 높이에 안전하고 효과적으로 시설하고 컨테이너 크레인과 연계될 수 있게 구축하여 상대적으로 큰 규모의 물류를 다루는 항만에서 컨테이너 물류의 적재 및 이송을 스마트 자동화 환경에서 효율적으로 구현할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 크롤러 크레인(crewler crane)이나 가설 타워와 스트랜드 잭을 포함하는 설비와 같은 기존 항만 물류의 수평 이송 거리에 비하여 수평 이송 거리를 확장할 수 있어 보다 효율적인 효과적인 물류 작업을 행할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 크롤러 크레인(crewler crane)이나 가설 타워와 스트랜드 잭을 포함하는 설비와 같은 기존 항만 물류 설비에 비하여, 대규모이면서도 시공 시간을 단축시키고 공사 금액을 절감할 수 있어 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 항만 부두용 컨테이너 터미널의 구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 메가급 항만 물류 자동화 구축을 위한 항만 기초구조물 시공 방법의 단계들을 나타내는 플로차트이다.
도 3은 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 포함되는 칼럼구조체 설치 단계를 도식화하여 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 포함되는 상단 트러스구조체 설치 단계를 도식화하여 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 포함되는 메가급 거더구조체 인양 준비 단계를 도식화하여 나타내는 도면으로, 거더구조체 인양을 위한 스트랜드 잭의 준비 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 포함되는 메가급 거더구조체 인양 준비 단계를 도식화하여 나타내는 도면으로, 거더구조체의 인양 준비 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 포함되는 메가급 거더구조체 동조 인양 단계를 도식화하여 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 포함되는 메가급 거더구조체 설치 고정 단계를 도식화하여 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 의해 시공된 항만 기초구조물을 나타내는 정면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 의해 시공된 항만 기초구조물을 나타내는 평면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 의해 시공된 항만 기초구조물을 나타내는 측면도이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
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.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 메가급 항만 물류 자동화 구축을 위한 항만 기초구조물 시공 방법에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 메가급 항만 물류 자동화 구축을 위한 항만 기초구조물 시공 방법의 단계들을 나타내는 플로차트이고, 도 3은 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 포함되는 칼럼구조체 설치 단계를 도식화하여 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 포함되는 상단 트러스구조체 설치 단계를 도식화하여 나타내는 도면이다. 도 5 및 도 6은 각각 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 포함되는 메가급 거더구조체 인양 준비 단계를 도식화하여 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 포함되는 메가급 거더구조체 동조 인양 단계를 도식화하여 나타내는 도면이며, 도 8은 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 포함되는 메가급 거더구조체 설치 고정 단계를 도식화하여 나타내는 도면이다. 도 9는 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 의해 시공된 항만 기초구조물을 나타내는 정면도이고, 도 10은 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 의해 시공된 항만 기초구조물을 나타내는 평면도이며, 도 11은 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법에 의해 시공된 항만 기초구조물을 나타내는 측면도이다. 도면에서 OS는 오버헤드셔틀 시스템(overhead shuttle system)이다.
아래에서 설명되는 내용에서 폭방향과 종방향의 의미는 완성된 항만 기초구조물에서 상대적으로 긴 거리를 갖는 방향을 종방향으로, 상대적으로 짧은 거리를 갖는 방향(종방향과 직교되는 방향)을 폭방향으로 정의한다. 또한, 아래의 설명에서 "메가" 또는 "메가급"의 의미는 통상의 축구장 규모, 즉 길이(종방향) 90 ~120m, 폭(폭방향) 45 ~ 90m, 높이(수직방향) 30 ~ 35m 규모를 의미하는 것으로 정의한다.
본 발명에 따른 메가급 항만 물류 자동화 구축을 위한 항만 기초구조물 시공 방법은, 항만 컨테이너 물류의 이송과 적재를 위한 기초 구조물로서 축구장 규모, 즉 길이 90 ~120m, 폭 45 ~ 90m, 높이 30 ~ 35m 규모의 메가급 항만 기초구조물을 시공하기 위한 방법으로서, 도 2 내지 도 11에 나타낸 바와 같이, 크게 칼럼구조체 설치 단계(S100); 상단 트러스구조체 설치 단계(S200); 메가급 거더구조체 인양 단계(S300); 및 메가급 거더구조체 고정 설치 단계(S400);를 포함한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 항만 기초구조물 시공 방법은, 항만 물류의 이송과 적재를 위한 기초 구조물로서 축구장 규모, 즉 길이 90 ~120m, 폭 45 ~ 90m, 높이 30 ~ 35m의 규모의 메가급 항만 기초구조물을 시공하기 위한 방법으로서, 도 2 내지 도 11에 나타낸 바와 같이, 폭방향으로 간격을 갖는 한 쌍의 칼럼구조체(110, 120) 각각을 종방향으로 간격을 갖고 설치하는 칼럼구조체 설치 단계(S100); 상기 칼럼구조체 설치 단계(S100)에서 설치된 한 쌍의 칼럼구조체(110, 120) 각각에 상단 트러스구조체(200)를 설치하는 상단 트러스구조체 설치 단계(S200); 상기 한 쌍의 칼럼구조체(110, 120)가 설치된 종방향 길이보다 긴 길이를 갖는 메가급 거더구조체(300)를 상기 상단 트러스구조체(200)의 하면 측으로 인양하는 메가급 거더구조체 인양 단계(S300); 및 상기 메가급 거더구조체 인양 단계(S300)에서 상단 트러스구조체(200)의 하면 측으로 인양된 메가급 거더구조체(300)를 상단 트러스구조체(200)의 하면에 고정 설치하는 메가급 거더구조체 고정 설치 단계(S400);를 포함한다.
상기 칼럼구조체 설치 단계(S100)는 폭방향으로 간격을 갖는 한 쌍의 칼럼구조체(110, 120) 각각을 종방향으로 간격을 갖고 고정 설치하는 것으로 이루어진다.
본 발명에서 상기 칼럼구조체 설치 단계(S100)는 칼럼구조체(110, 120)를 폭방향으로 28~30m의 간격으로 하며, 종방향으로 30~ 32m의 간격으로 하여 고정 설치된다.
또한, 상기 칼럼구조체 설치 단계(S100)에서 칼럼구조체(110, 120)는 단면 원형 또는 다각형의 바디부(101)를 가지며, 상단부에 트러스구조체(200)의 안정적인 안착을 위하여 바디(101)보다 큰 사이즈의 헤드부(102)를 갖고 형성된다.
그리고 상기 칼럼구조체 설치 단계(S100)는 상기 칼럼구조체(110, 120)의 하단부가 콘크리트 블록(103)(도 7 및 도 8 참조)에 고정되며, 상기 콘크리트 블록(103)은 스틸 파이프 파일(104)(steel pipe pile)과 일체화되어 지반에 견고하게 고정된다.
계속해서, 상기 상단 트러스구조체 설치 단계(S200)는 상기 칼럼구조체 설치 단계(S100)에서 설치된 한 쌍의 칼럼구조체(110, 120) 각각에 상단 트러스구조체(200)를 고정 설치하는 것으로 이루어진다.
구체적으로, 상기 상단 트러스구조체 설치 단계(S200)는 타워 크레인 등을 이용하여 상단 트러스구조체(200)의 양측 하면이 한 쌍의 칼럼구조체(110, 120) 상단(헤드부(102))에 위치시킨 다음, 볼팅 및 용접으로 견고하게 고정 설치한다.
여기에서, 상기 상단 트러스구조체(200)의 상단 프레임에는 한 쌍의 스트랜트 잭(strand jack)(400)이 미리 설치되어 구비된다.
본 발명에서 상기 상단 트러스구조체 설치 단계(S200)에 이용되는 상단 트러스구조체(200)는 메가급 거더구조체(300)를 인양 고정시킬 수 있도록 견고한 구조를 갖고 형성된다.
구체적으로, 상기 상단 트러스구조체(200)는 평행하는 하부 프레임(210)과 상부 프레임(220)으로 이루어지되 상기 상부 프레임(220)은 하부 프레임(210)보다 짧은 길이로 이루어지는 평행 프레임(210, 220)과, 상기 하부 프레임(210)와 상부 프레임(220) 사이에서 하부 프레임(210)와 상부 프레임(220) 간을 연결 지지하는 복수의 지지 프레임(230)과, 상기 하부 프레임(210)의 양단에서 상면 측으로 연장 형성되는 수직 프레임(240), 및 일단부는 상기 수직 프레임(240)에 고정되고 타단부는 상기 상부 프레임(220)의 단부에 고정되는 경사 프레임(250)을 포함하여 구성된다.
이러한 상단 트러스구조체(200)의 구조는 구조적 강성을 확보하며, 메가급 거더구조체(300)를 안정적으로 인양 고정시킨다.
또한, 상기 상단 트러스구조체 설치 단계(S200)에서 상단 트러스구조체(200)의 양단 양측에 한 쌍의 고정 로프(와이어 로프)(410)의 일단부가 연결 고정된 상태에서 상기 상단 트러스구조체(200)를 한 쌍의 칼럼구조체(110, 120) 상단(헤드부(102))에 고정 설치한다.
그리고 상기 상단 트러스구조체 설치 단계(S200)는 상기 상단 트러스구조체(200)를 한 쌍의 칼럼구조체(110, 120) 상단(헤드부(102))에 고정 설치한 다음, 고정 로프(고정 와이어 로프)(410)를 대각선으로 하여 그 고정 로프(410)의 타단부를 지면에 고정된 상단 트러스구조체(200)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 상단 트러스구조체 설치 단계(S200)는 상기 상단 트러스구조체(200)를 한 쌍의 칼럼구조체(110, 120) 상단(헤드부(102))에 각각 고정 설치하고, 고정 로프(410)로 지면에 고정시킨 상태에서, 연결 로프(연결 와이어 로프) 또는 연결 프레임(미도시)으로 상단 트러스구조체(200) 간이 연결 고정된 상단 트러스구조체(200)로 이루어질 수 있다.
본 발명의 상기 상단 트러스구조체 설치 단계(S200)에서 이용되는 상단 트러스구조체(200)는 길이 28~32m이고, 폭 1.5 ~ 2m이며, 높이 7 ~ 7.5m인 것이 이용된다.
다음으로, 상기 메가급 거더구조체 인양 단계(S300)는 상기 한 쌍의 칼럼구조체(110, 120)가 설치된 종방향 길이보다 긴 길이를 갖는 메가급 거더구조체(300)를 상기 상단 트러스구조체(200)의 하면 측으로 인양하도록 이루어진다.
구체적으로, 상기 메가급 거더구조체 인양 단계(S300)는 상기 상단 트러스구조체(200) 각각의 상단부(상부 프레임(220))에 구비된 한 쌍의 스트랜드 잭(400)의 스트랜드 각각에 메가급 거더구조체(300)를 연결한 상태에서 각각의 상단 트러스구조체(200)의 스트랜드 잭(400)을 동조시키면서, 즉 인양되는 메가급 거더구조체(300)의 인양 높이를 동조시키면서 인양하도록 이루어진다.
이때, 상기 메가급 거더구조체 인양 단계(S300)에서 메가급 거더구조체(300)의 인양 높이가 높은 곳은 다른 곳의 높이가 동일해 질때까지 대기했다가 인양하도록 이루어진다.
본 발명에서 상기 칼럼구조체(110, 120)에는 칼럼구조체의 길이방향(높이방향)으로 일정 간격(바람직하게는, 10cm 간격)마다 물체 감지 센서(예를 들면, 광센서)가 구비되어 한 쌍의 칼럼구조체(110, 120) 사이에서의 메가급 거더구조체(300)의 인양 높이, 및 한 쌍의 칼럼구조체(110, 120) 각각에서의 메가급 거더구조체(300)의 인양높이를 실시간 감지하고 제어반으로 전달하여 스트랜드 잭(400)을 제어함으로써 메가급 거더구조체(300)가 수평 상태를 유지하면서 보다 안정적으로 인양될 수 있도록 할 수 있다.
본 발명에서 상기 메가급 거더구조체 인양 단계(S300)의 메가급 거더구조체(300)는 평행하는 3개의 메인 프레임(310), 및 상기 메인 프레임(310) 간을 연결하는 복수의 지지 프레임(320)으로 구성된다.
본 발명에서 상기 메가급 거더구조체(300)는 길이(종방향)가 90 ~ 97m이고, 폭(폭방향)이 27 ~ 31m이며, 높이(수직방향)가 2 ~ 3m인 것이 이용된다.
다음으로, 상기 메가급 거더구조체 고정 설치 단계(S400)는 상기 메가급 거더구조체 인양 단계(S300)에서 상단 트러스구조체(200)의 하면 측으로 인양된 메가급 거더구조체(300)를 상단 트러스구조체(200)의 하면에 고정 설치하는 단계이다.
상기 메가급 거더구조체 고정 설치 단계(S400)는 상단 트러스구조체(200)와 메가급 거더구조체(300) 간이 용접 및 볼팅된 것으로 이루어진다.
또한, 상기 메가급 거더구조체 고정 설치 단계(S400)는 상단 트러스구조체(200)와 메가급 거더구조체(300) 간이 용접 및 볼팅되기 이전 또는 용접 및 볼팅된 상태에서, 상단 고정 수단(500)을 통해 상단 트러스구조체(200) 각각과 메가급 거더구조체(300) 간이 고정되는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 상단 고정 수단(500)은 도 10에 나타낸 바와 같이 상기 상단 트러스구조체(200)의 상부 프레임(220)에서 간격을 갖는 제1 위치(P1)와 제2 위치(P2)에 일단부가 각각 고정되고, 타단부는 각각 상부 프레임(220)으로부터 일정 거리 떨어진 제3 위치(P3) 및 제4 위치(P4)의 메가급 거더구조체(300)의 메인 프레임(310)에 고정되는 한 쌍의 제1 및 제2 경사 고정구(511, 512)와, 일단부가 상기 상단 트러스구조체(200)의 상부 프레임(220)의 제5 위치(P5)에 고정되고, 타단부는 상기 제3 위치보다 상부 프레임(220)으로부터 더 떨어진 제6 위치(P6)에 고정되는 제3 경사 고정구(520), 및 일단부가 상기 상단 트러스구조체(200)의 상부 프레임(220)의 제7 위치(P7)에 고정되고, 타단부는 상기 제4 위치보다 상부 프레임(220)으로부터 더 떨어진 제8 위치(P8)에 고정되는 제4 경사 고정구(530)를 포함한다.
상기 제1 내지 제4 경사 고정구(511, 512, 520, 530)는 메가급 거더구조체(300)의 메인 프레임(310)을 평면으로 바라볼 때 그 메인 프레임(310)의 폭 범위 내에 위치된다.
또한, 상기 제1 내지 제4 경사 고정구(511, 512, 520, 530)는 상단 트러스구조체(200)를 평면으로 바라볼 때 그 상단 트러스구조체(200)를 기준으로 대칭되어 상단 트러스구조체(200)의 양측에 구성되며, 상기 제1 경사 고정구(511) 및 제3 경사 고정구(520)와 상기 제2 경사 고정구(512) 및 제4 경사 고정부(530)는 메인 프레임(310)의 길이방향의 중심라인을 기준으로 하여 대칭되게 구성된다.
또한, 상기 제1 경사 고정구(511)의 제3 위치(P3)와 상기 제2 경사 고정구(520)의 제6 위치(P6)는 메인 프레임(310)의 길이방향을 따르는 동일 선상에 위치되며, 상기 제2 경사 고정구(512)의 제4 위치(P4)와 상기 제3 경사 고정구(530)의 제8 위치(P8)는 메인 프레임(310)의 길이방향으로 동일 선상에 위치되는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는, 상기 제1 경사 고정구(511)의 제1 위치(P1)와 제3 위치(P3) 및 상기 제2 경사 고정구(520)의 제6 위치(P6)는 메인 프레임(310)의 길이방향을 따르는 동일 선상에 위치되며, 상기 제2 경사 고정구(512)의 제2 위치(P2)와 제4 위치(P4) 및 상기 제3 경사 고정구(530)의 제8 위치(P8)는 메인 프레임(310)의 길이방향으로 동일 선상에 위치되는 것이 바람직하다.
상기 상단 트러스구조체(200)와 메가급 거더구조체(300)는 상기와 같이 구성되는 상단 고정 수단(500)을 통해 보다 안정적이고 견고하게 고정된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 항만 물류 자동화 구축을 위한 항만 기초구조물 시공 방법에 따르면, 축구장 규모 사이즈의 메가 구조물을 10층 높이에 안전하고 효과적으로 동시에 인양하여 시설하고 컨테이너 크레인과 연계될 수 있게 구축함으로써 상대적으로 큰 규모의 물류를 다루는 항만 물류에서 컨테이너 물류의 적재 및 이송을 스마트 자동화 환경에서 효율적으로 구현할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 크롤러 크레인(crewler crane)이나 가설 타워와 스트랜드 잭을 포함하는 설비와 같은 기존 항만 물류의 수평 이송 거리에 비하여 수평 이송 거리를 확장할 수 있어 보다 효율적인 효과적인 물류 작업을 행할 수 있으며, 기존 항만 물류 설비에 비하여 대규모이면서도 시공 시간을 단축시키고 공사 금액을 절감할 수 있어 경제성을 확보할 수 있는 이점이 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
S100: 칼럼구조체 설치 단계
S200: 상단 트러스구조체 설치 단계
S300: 메가급 거더구조체 인양 단계
S400: 메가급 거더구조체 고정 설치 단계
110, 120: 칼럼구조체
101: 바디부
102: 헤드부
103: 콘크리트 블록
104: 스틸 파이프 파일
200: 상단 트러스구조체
210: 하부 프레임
220: 상부 프레임
230: 지지 프레임
240: 수직 프레임
250: 경사 프레임
300: 메가급 거더구조체
310: 메인 프레임
320: 지지 프레임
400: 스트랜트 잭
410: 고정 로프(와이어 로프)
500: 상단 고정 수단
511: 제1 경사 고정구
512: 제2 경사 고정구
520: 제3 경사 고정구
530: 제4 경사 고정구

Claims (11)

  1. 항만 컨테이너 물류의 이송과 적재를 위한 메가급 항만 기초구조물을 시공하기 위한 방법으로서,
    폭방향으로 간격을 갖는 한 쌍의 칼럼구조체를 폭방향과 직교하는 종방향으로 간격을 갖고 설치하는 칼럼구조체 설치 단계;
    상기 칼럼구조체 설치 단계에서 설치된 한 쌍의 칼럼구조체의 상단에 상단 트러스구조체를 설치하는 상단 트러스구조체 설치 단계;
    상기 한 쌍의 칼럼구조체가 설치된 종방향 길이보다 긴 길이를 갖는 거더구조체를 상기 상단 트러스구조체의 하면 측으로 인양하는 거더구조체 인양 단계; 및
    상기 거더구조체 인양 단계에서 상단 트러스구조체의 하면 측으로 인양된 거더구조체를 상단 트러스구조체의 하면에 고정하는 거더구조체 고정 설치 단계;를 포함하고,
    상기 상단 트러스구조체 설치 단계의 상단 트러스구조체는, 평행하는 하부 프레임과 상부 프레임으로 이루어지되 상기 상부 프레임이 하부 프레임보다 짧은 길이로 이루어지는 한 쌍의 평행 프레임과, 상기 하부 프레임와 상부 프레임 간을 연결 지지하는 복수의 지지 프레임과, 상기 하부 프레임의 양단에서 상면 측으로 연장 형성되는 수직 프레임, 및 일단부는 상기 수직 프레임에 고정되고 타단부는 상기 상부 프레임의 단부에 고정되는 경사 프레임을 포함하고,
    상기 메가급 거더구조체 인양 단계는, 상기 상단 트러스구조체 각각의 상부 프레임에 구비된 한 쌍의 스트랜드 잭을 동조시키면서 거더구조체를 인양하도록 이루어지고, 상기 칼럼구조체의 길이방향으로 간격을 갖고 구비되는 물체 감지 센서의 검출 신호를 전달받아 거더구조체의 인양 높이를 제어하면서 인양하도록 이루어지고,
    상기 메가급 거더구조체 인양 단계의 메가급 거더구조체는 평행하는 복수의 메인 프레임, 및 상기 메인 프레임 간을 연결하는 복수의 지지 프레임을 포함하고,
    상기 메가급 거더구조체 고정 설치 단계는 상기 상단 트러스구조체와 메가급 거더구조체 간이 용접 및 볼팅되는 것으로 이루어지고,
    상기 메가급 거더구조체 고정 설치 단계는 상기 상단 트러스구조체와 메가급 거더구조체 간을 상단 고정 수단으로 고정하는 것을 더 포함하고,
    상기 메가급 거더구조체 고정 설치 단계에서 상기 상단 고정 수단은, 상기 상단 트러스구조체의 상부 프레임의 일면에서 간격을 갖는 제1 위치와 제2 위치에 일단부가 각각 고정되고, 타단부는 각각 상부 프레임으로부터 일정 거리 떨어진 제3 위치 및 제4 위치의 메인 프레임에 고정되는 한 쌍의 제1 및 제2 경사 고정구와, 일단부가 상기 상부 프레임의 일면의 제5 위치에 고정되고, 타단부는 상기 제3 위치보다 상부 프레임으로부터 더 떨어진 제6 위치에 고정되는 제3 경사 고정구, 및 일단부가 상기 상부 프레임의 일면의 제7 위치에 고정되고, 타단부는 상기 제4 위치보다 상부 프레임으로부터 더 떨어진 제8 위치에 고정되는 제4 경사 고정구;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    항만 기초구조물 시공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 칼럼구조체 설치 단계에서 상기 칼럼구조체는 지반에 매립 고정된 스틸 파이프 파일을 갖는 콘크리트 블록에 하단부가 고정되어 이루어지며,
    상기 상단 트러스구조체 설치 단계는 상단 트러스구조체의 양측 하부가 한 쌍의 칼럼구조체의 상단에 볼팅 및 용접으로 고정되는 것을 특징으로 하는
    항만 기초구조물 시공 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상단 트러스구조체 설치 단계는,
    상기 상단 트러스구조체의 양단 양측에 한 쌍의 고정 와이어 로프의 일단부가 연결 고정되고, 상기 한 쌍의 고정 와이어 로프의 타단부가 지면에 고정되는 것을 더 포함하는
    항만 기초구조물 시공 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경사 고정구 내지 제4 경사 고정구는,
    상기 거더구조체의 메인 프레임을 평면으로 바라볼 때 그 메인 프레임의 폭 범위 내에 위치되는 것을 특징으로 하는
    항만 기초구조물 시공 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경사 고정구 내지 제4 경사 고정구는,
    상기 상단 트러스구조체를 평면으로 바라볼 때 그 상단 트러스구조체를 기준으로 대칭되어 상단 트러스구조체의 양측에 구성되며,
    상기 제1 경사 고정구 및 제3 경사 고정구와, 상기 제2 경사 고정구 및 제4 경사 고정부는 상기 메인 프레임의 길이방향의 중심라인을 기준으로 하여 대칭되게 구성되는 것을 특징으로 하는
    항만 기초구조물 시공 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경사 고정구의 제3 위치와 상기 제2 경사 고정구의 제6 위치는 상기 메인 프레임의 길이방향을 따르는 동일 선상에 위치되며,
    상기 제2 경사 고정구의 제4 위치와 상기 제3 경사 고정구의 제8 위치는 상기 메인 프레임의 길이방향으로 동일 선상에 위치되는 것을 특징으로 하는
    항만 기초구조물 시공 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경사 고정구의 제1 위치와 제3 위치 및 상기 제2 경사 고정구의 제6 위치는 상기 메인 프레임의 길이방향을 따르는 동일 선상에 위치되며,
    상기 제2 경사 고정구의 제2 위치와 제4 위치 및 상기 제3 경사 고정구의 제8 위치는 상기 메인 프레임의 길이방향으로 동일 선상에 위치되는 것을 특징으로 하는
    항만 기초구조물 시공 방법.
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