KR20020078849A - 해상 기둥 구조물 보수 공법 및 그 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해상 수중 구조물의 기둥 콘크리트 또는 스파이어럴 강관 등의 보수 공법 및 그 구조물에 관한 것으로 더 상세하게는 바다 도탑교 기둥 및 부두 시설물 기둥 등을 보수하거나 방청, 방수하는 공법과 그 공법 적용에 적합하게 쓰일 수 있는 구조물에 관한 것이다.

본 발명의 해상 기둥 구조물 보수 공법은, 해상 구조물 밑 주변에 돌과 수중 콘크리트를 타설하여 기초대를 형성하는 단계와, 상기 단계를 통해 기초대의 형성이 완료되면 보수용 구조물을 플랜지 접합하여해상 구조물의 특성에 따라 안내로울러의 필요성을 사전에 점검하고, 안내로울러의 사용이 필요하면 보수용 구조물을 안내로울러를 통해 해상 구조물을 따라 밑으로 내리고 안내로울러가 필요하지 않으면 바로 보수용 구조물을 목표 지점인 기초대위에 안착시키는 단계와, 상기 단계에서 해상 구조물을 따라 기초대위로 내려진 보수용 구조물의 하부면을 따라 돌망태나 수중 콘크리트 가마니 쌓기를 하여 보수용 구조물의 설치 위치를 유지 시키는 단계와, 상기 단계에서 보수용 구조물의 위치가 정해지면 보수용 구조물의 제일 밑 하단에 약간 높이로 수중 콘크리트를 타설하여 수중에서 콘크리트를 양생시켜 해상 구조물의 외벽을 보수용 구조물로 보수하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 보수용 구조물은,해상 기둥 구조물의 형상에 따라 내부가 임의의 공간으로 형성되어 수중 구조물의 외벽을 둘러쌓는 내부틀과, 상기 내부틀과 임의의 간격으로 떨어져 그 외부에 놓이며 FRP틀을 구비하는 외부틀과, 상기 외부틀과 내부틀 사이 공간에 수직.수평 철근이 배근되어 있으며 그 수평.수직 철근을 따라 형성된 콘크리트 타설공간과, 상기 콘크리트 타설공간을 따라 내부틀과 외부틀 사이에 설치되어 있는 다수의 수직 및 수평 앵글틀과, 상기 내부틀과 외부틀을 서로 접합하기 위해 외부틀을 따라 설치된 수직 수평플랜지 접합부와, 상기 내부틀과 외부틀 사이 공간에 형성되는 콘크리트 타설공간의 밑 하단부에 설치된 스테인레스 메쉬와, 상기 내부틀의 임의의 지점에 장착되어 보수용 구조물 전체를 밑으로 내릴 수 있도록 안내하는 수개의 안내로울러로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 다양한 해상 기둥 구조물의 보수나 방청 등을 간편하고 경제적으로 마칠 수 있다.

Description

해상 기둥 구조물 보수 공법 및 그 구조물{Method for repairing the underwater Construction and structure thereof}

본 발명은 해상 기둥 구조물 보수 공법 및 그 구조물에 관한 것으로 더 상세하게는 바다 도탑교 기둥 및 부두 시설물 기둥 등을 보수하거나 방청, 방수하는 공법과 그 공법 적용에 적합하게 쓰일 수 있는 구조물에 관한 것이다.

수중 구조물 보수에서 FRP틀을 이용하는 보수 공법이 알려져 있다. 이 공법은 우물통 속채움 공법으로 교량을 시공하는 경우에 제한적으로 적용되었는데, 우물통 속채움 공법으로 교각이나 수중 구조물을 시공하면 내부 철판 거푸집과 외부 철판 거푸집 사이에 콘크리트를 채워서 교각 구조물을 만들기 때문에 내부 철판 거푸집은 콘크리트 속에 완전히 묻히는 형태가 되지만 외부 철판 거푸집이 수중에서 매년 조금씩(대략 0.9mm정도) 산화되어 두께가 엷어지는 두께 잠식 현상이 심화되고, 기간 경과에 따라 콘크리트 부식을 가속 시키는 문제를 해결하기 위해 제시된 보수 공법이다.

수중 구조물의 보수에 있어서 FRP틀을 이용하면 시공성 개선과 함께 경제성 있는 보수가 가능하며 그리고 충분한 보수 효과를 얻을 수 있다.

이러한 FRP틀을 이용하기 전까지는 철판 거푸집을 수중 구조물에 대고 수중 콘크리트를 타설하여 보수했다. 즉 수중 구조물이 교량 기초 우물통인 경우 초기 시공 단계에서 철판 거푸집을 이용하여 속채움 콘크리트를 타설하고 양생 과정을 거쳐 구조물을 만들게 되며, 이렇게 만들어진 구조물의 손상이나 균열이 일어나면 해당 부분을 중심으로 그 주변부를 철판 거푸집을 대고 다시 수중 콘크리트를 타설하는 방법으로 보수 하는 것이었다.

수중 구조물 보수에서 FRP틀을 이용하는 보수 공법은 수중 구조물의 외벽과 닿는 내부틀, 내부틀로 부터 이격된 외부틀, 내부틀과 외부틀의 간격이 만드는 콘크리트 타설공간 및 그 타설공간에 놓이는 앵글 구조의 FRP틀을 수중 구조물 주위에 둘러쌓아 보수하는 것이었다.

FRP틀을 이용하는 보수 공법은 주로 강이나 하천과 같이 수심이 얕고 유속에 의한 영향도 적은 작업조건에 적합한 방법으로서, 해상에 설치되는 도탑교 기둥이나 부두 시설물 기둥의 스파이어럴 강관 등의 방청, 방수 그리고 보수 목적으로 적용하기는 어렵다. 특히, 해수면의 유속은 일정하지 않기 때문에 이 공법을 그대로 적용하기는 불가능하다. 더욱이 해상 구조물이 콘크리트인 경우 해수로 인한 조기 부식이 빠르게 나타나고 스파이어럴 강관인 경우 산화가 빠르게 나타나 구조물 안전을 유지할 수 없기 때문에 FRP틀을 이용하는 보수 공법의 적용이 적합하지만 해상에서 FRP틀을 정해진 구조물에 설치하는 작업에 상당한 어려움이 있었다.

따라서 수중 구조물 보수에서 FRP틀을 이용하여 보수하는 경우 경제적 보수가 가능하며 시공성을 향상 시키고 충분한 보수 효과를 얻을 수 있었음에도 불구하고 해상에 설치된 콘크리트 기둥이나 스파이어럴 강관과 같은 수중 구조물의 보수에 FRP틀을 이용하기가 어려웠다.

본 발명의 목적은 해상 도탑교 기둥 콘크리트 및 이와 유사한 수중 구조물의 방청,방수에 적합하면서도 적은 비용으로 여러 가지 해상 구조물을 보수할 수 있는 보수공법과 그 구조물을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

해상 구조물의 수중 밑 주변에 돌과 수중 콘크리트를 타설하여 기초대를 형성하는 단계와,

상기 단계를 통해 기초대의 형성이 완료되면 FRP틀을 플랜지 접합하여 수직 또는 경사지게 플랜지 접합된 FRP틀을 수중 구조물의 밑으로 내리는 단계와,

상기 단계에서 수중 구조물을 따라 밑으로 내려진 FRP틀의 하부면을 따라 돌망태나 수중 콘크리트 가마니 쌓기를 하여 FRP틀의 설치 위치를 유지 시키는 단계와,

상기 단계에서 FRP틀의 제일 밑 하단에 약간 높이로 수중 콘크리트를 타설하여 수중에서 콘크리트를 양생시켜 수중 구조물의 외벽을 FRP틀로 이루어지는 증착막으로 형성하는 과정으로 바다 시설물 및 기둥 콘크리트를 보수 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은, 해상 기둥 구조물의 형상에 따라 내부가 임의의 공간으로 형성되어 수중 구조물의 외벽을 둘러쌓는 내부틀과,

상기 내부틀과 임의의 간격으로 떨어져 그 외부에 놓이며 FRP틀을 구비하는 외부틀과,

상기 외부틀과 내부틀 사이 공간에 수직.수평 철근이 배근되어 있으며 그 수평.수직 철근을 따라 형성된 콘크리트 타설공간과,

상기 콘크리트 타설공간을 따라 내부틀과 외부틀 사이에 설치되어 있는 다수의 수직 및 수평 앵글틀과,

상기 내부틀과 외부틀을 서로 접합하기 위해 외부틀을 따라 설치된 수직 수평플랜지 접합부와,

상기 내부틀과 외부틀 사이 공간에 형성되는 콘크리트 타설공간의 밑 하단부에 설치된 스테인레스 메쉬와,

상기 내부틀의 임의의 지점에 장착되어 보수용 구조물 전체를 밑으로 내릴 수 있도록 안내하는 수개의 안내로울러로 이루어지는 해상 기둥 구조물 보수용 구조물을 특징으로 한다.

이렇게 FRP틀이 있는 보수용 구조물을 이용하는 보수 공법과 그 구조물의 적용은 바다 도탑교 기둥 콘크리트 그 밖의 바다 시설물 등에 다양하게 적용할 수 있으며, 바다 시설물들의 방청,방수 등 다목적으로 적용할 수 있게된다.

도 1은 본 발명에 따른 보수용 구조물의 평면도

도 2는 도 1의 A - A선 단면도

도 3은 본 발명에 따른 보수용 구조물에 의한 경사 보수의 예를 보인 도면

도 4는 본 발명에 따른 보수용 구조물에 의한 수직 보수의 예를 보인 도면

도 5는 본 발명에 따른 보수 공법의 순서도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:보수용 구조물 20:FRP틀

30:내부틀 40:외부틀

50:수직.수평철근 60:콘크리트 타설공간

70:수직.수평앵글틀 80:수직.수평플랜지접합부

90:안내로울러 91:스테인레스 메쉬

이하, 본 발명을 도면을 참고로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 해상 수중 구조물 보수용 구조물(10)은 도 1 및 도 2와 같다. 상기 보수용 구조물(10)은 FRP틀(20)로 이루어지며, 그 FRP틀(20)의 주요 부분은, 바다 수중 구조물의 형상에 따라 내부로 임의의 공간이 형성되어 있는 내부틀(30)과, 내부틀(30)과 임의의 간격으로 떨어져 그 외부에 놓이며 FRP틀(20)을 지지하는 외부틀(40)과, 외부틀(40)과 내부틀(30) 사이 공간에 수직.수평 철근(50)을 배근하여 형성된 콘크리트 타설공간(60)과, 콘크리트 타설공간(60)을 따라 내부틀(30)과 외부틀(40) 사이에 설치되어 있는 수직 수평 앵글틀(70)과, 내부틀(30)과 외부틀(40)을 서로 접합하기 위해 외부틀(40)을 따라 설치된 수직 수평 플랜지 접합부(80)와, 내부틀(30)의 임의의 지점에 장착되어 보수용 구조물(10) 전체를 밑으로 내릴 수 있도록 하는 수개의 안내로울러(90)와, 콘크리트 타설공간(60)의 제일밑 하단부로는 스테인레스 메쉬(91)를 설치하여 구성된다.

상기 보수용 구조물(10)을 이용하는 본 발명의 해상 기둥 구조물 보수 공법은, 도 3 내지 도 5와 같이 해상 구조물(100) 밑 주변에 돌과 수중 콘크리트를 타설하여 기초대(110)를 형성하는 단계(S200), 기초대의 형성이 완료되면 보수용 구조물(10)을 플랜지 접합하여(S210), 해상 구조물(100)의 특성에 따라 안내로울러(90)의 필요성을 사전에 점검하고(S220), 안내로울러(90)의 사용이 필요하면 보수용 구조물(10)을 안내로울러(90)를 통해 해상 구조물(100)을 따라 밑으로 내리고(S230), 안내로울러(90)가 필요하지 않으면 바로 보수용 구조물(10)을 목표 지점인 기초대(110)위에 안착시키는 단계(S240),

해상 구조물(100)을 따라 기초대(100)위로 내려진 보수용 구조물(10)의 하부면을 따라 돌망태나 수중 콘크리트 가마니 쌓기를 하여 보수용 구조물(10)의 설치 위치를 유지 시키는 단계(S250), 보수용 구조물(10)의 제일 밑 하단에 약간 높이로 수중 콘크리트(120)를 타설하여 수중에서 콘크리트를 양생시켜 해상 구조물의 외벽을 보수용 구조물로 보수하는 단계(S260)로 해상 구조물(100)의 외벽을 보수한다.

보수용 구조물(10)에 증착된 FRP틀(20)은 해상 구조물(100)의 직경이나 형상 등에 따라 1~4개 또는 그 이상의 조각으로 분할하여 해상 구조물(100)의 높이를 따라 적층될 수 있다.

내부틀(30)의 임의의 위치에 설치되는 수개의 안내로울러(90)는 보수용 구조물(10) 전체를 수중으로 내릴 때 안내로울러(90)가 해상 구조물(100)의 외벽과 닿아 구름 작용으로 무게가 큰 보수용 구조물(10)도 쉽게 내릴 수 있게 한다.

본 발명의 보수 공법은 해상 구조물(100) 주위에 FRP틀(30)이 증착된 보수용 구조물(10)을 설치 한 뒤 해상 구조물(100)과 보수용 구조물(10) 사이에 있는 물을 없애고 그 외부에 콘크리트 양생용 틀을 설치하여 콘크리트를 타설함으로서 해상 구조물(100) 외부를 FRP틀(20)로 둘러쌓아 보수하는 수중 보수 공법이 적용될 수 있다. 즉 잠수부가 수중에서 해상 구조물(100)의 부식 부위나 보수 대상 위치를 확인하고 해상 구조물(100)의 밑 주변에 돌과 수중 콘크리트를 타설하여 기초대(110)를 형성하고, 기초대의 형성과 함께 선상 작업대에서 미리 준비된 보수용 구조물(10)을 수직/수평으로 플랜지 접합하여 수중상의 해상 구조물(100) 밑으로 내려 해상 구조물을 보수할 수 있는데 무게가 많이 나가는 보수용 구조물(10)도 안내로울러(90)를 통해 쉽고 간단하게 기초대(110) 위로 내릴수 있으므로 바다 시설물 보수에 적합하다.

또한, 건식/수중 보수방식의 구분없이 FRP틀이 있는 보수용 구조물(10)을 이용하는 경우, FRP틀(20)은 보수대상 해상 구조물(100)의 보수 조건에 따라 원형 또는 타원형의 틀을 형성할 수 있고 상하 또는 중간 원형틀을 수평 플랜지 접합 만으로 다단 원형 내지 타원형틀로도 형성할 수 있으므로 형상 제약 없이 수중 콘크리트를 타설하여 해상 구조물(100)의 보수를 완료할 수 있다.

본 발명의 보수용 구조물(10)에 포함된 FRP틀(20)은 수직.수평앵글틀(70)로 내외부틀(30)(40)에 견고하게 지지되어 재료 자체적 특성에 의해 내식 및 방청 등의 작용을 하게 된다. 일반적으로 FRP는 불포화 폴리에스텔 수지와 유리섬유의 복합구조 재료로서 철보다 강하고 알루미늄보다 가벼운 내산성,내열성 및 내식성이우수하고 거의 영구적인 강화된 플라스틱이다. 내식성에 대하여 FRP는 다른 재료에 비해 우수하고 코스트도 낮으며 설치나 중량 경감에 따른 이동성이 양호하다. 그리고 수중에서의 녹발생 문제가 전혀 없으며 유지보수를 거의 필요로 하지 않는다. 또한 설계 가공 자유도가 크고 단열성이 우수하며 이온 용출이 없으며 외관이 색상 대로 나타나 미려하고 도장이 필요 없으며 시멘트등과 같은 비금속과의 접착성도 강하고, 방충성도 뛰어나다.

이러한 FRP소재 특성은 해상 구조물(100)의 보수에도 그대로 유지되어, 해상 콘크리트 구조물을 보호하거나 아니면 콘크리트를 양생하는데 필요한 구조재료로서 아주 적합하게 쓰일 수 있으며, 방청이나 콘크리트의 부식의 문제는 수중 구조물의 외벽을 FRP소재로 표면 처리하는 정도로 간단히 해결될 수 있다.

특히, 본 발명은 FRP소재를 수중 구조물에 단순히 붙혀 수중 구조물을 보수하거나 별도로 틀을 형성하여 그 내부에 콘크리트를 타설하는 수중 구조물 보수 방식과는 달리 비교적 작업 환경이 열악한 해상 구조물 보수에서 FRP틀을 목표로 하는 위치에 쉽고 정확하게 위치 시킬 수 있으므로 바다의 기둥 콘크리트나 바다 시설물 보수에 적합하다. 그리고 부두 시설물의 일종인 스파이어럴 강관 말뚝의 보수도 가능하다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 보수 환경이 열악한 바다 도탑교 기둥 콘크리트 및 부두 시설물 기둥 등을 어려움 없이 보수 하거나 방청, 방수할 수 있다.

또한 해상 구조물을 포함하는 수중 구조물 보수에서 FRP틀을 이용하는 경우발생되는 보수용 구조물의 위치 이동의 문제를 해결함으로서 경제적 보수와 시공성을 향상 시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 해상 구조물 밑 주변에 돌과 수중 콘크리트를 타설하여 기초대를 형성하는 단계와,

   상기 단계를 통해 기초대의 형성이 완료되면 보수용 구조물을 플랜지 접합하여해상 구조물의 특성에 따라 안내로울러의 필요성을 사전에 점검하고, 안내로울러의 사용이 필요하면 보수용 구조물을 안내로울러를 통해 해상 구조물을 따라 밑으로 내리고 안내로울러가 필요하지 않으면 바로 보수용 구조물을 목표 지점인 기초대위에 안착시키는 단계와,

   상기 단계에서 해상 구조물을 따라 기초대위로 내려진 보수용 구조물의 하부면을 따라 돌망태나 수중 콘크리트 가마니 쌓기를 하여 보수용 구조물의 설치 위치를 유지 시키는 단계와,

   상기 단계에서 보수용 구조물의 위치가 정해지면 보수용 구조물의 제일 밑 하단에 약간 높이로 수중 콘크리트를 타설하여 수중에서 콘크리트를 양생시켜 해상 구조물의 외벽을 보수용 구조물로 보수하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 기둥 구조물 보수 공법.
2. 해상 기둥 구조물의 형상에 따라 내부가 임의의 공간으로 형성되어 수중 구조물의 외벽을 둘러쌓는 내부틀과,

   상기 내부틀과 임의의 간격으로 떨어져 그 외부에 놓이며 FRP틀을 구비하는외부틀과,

   상기 외부틀과 내부틀 사이 공간에 수직.수평 철근이 배근되어 있으며 그 수평.수직 철근을 따라 형성된 콘크리트 타설공간과,

   상기 콘크리트 타설공간을 따라 내부틀과 외부틀 사이에 설치되어 있는 다수의 수직 및 수평 앵글틀과,

   상기 내부틀과 외부틀을 서로 접합하기 위해 외부틀을 따라 설치된 수직 수평플랜지 접합부와,

   상기 내부틀과 외부틀 사이 공간에 형성되는 콘크리트 타설공간의 밑 하단부에 설치된 스테인레스 메쉬와,

   상기 내부틀의 임의의 지점에 장착되어 보수용 구조물 전체를 밑으로 내릴 수 있도록 안내하는 수개의 안내로울러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 기둥 구조물 보수용 구조물.