KR200382622Y1 - 수중 건식 구조물의 기능성 작업선 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수중에 케이슨을 설치하는 기능성 작업선을 수면으로부터 일정 높이만큼 상승시킨 상태에서 케이슨 설치 작업을 안전하게 작업하고, 이 작업선의 일측을 중심으로 벌려 구조물로부터 편리하게 이탈시키는 수중 건식 구조물의 기능성 작업선을 개시한다.

이를 위하여 본 고안은 원형, 각형 등에 따라 그 중앙에 케이슨 통공을 형성하고, 지지파일의 측면에서 지지파일을 지지하는 제1유압잭과, 그 상면에 지지파일을 승하강시키는 제2유압잭이 설치된 작업선을 작업현장으로 이동하는 단계와, 제2유압잭의 작동으로 토사층(암석층)에 지지파일을 고정하는 단계와, 제2유압잭의 작동으로 고정된 지지파일을 따라 작업선을 수면으로부터 일정 높이만큼 상승시키는 단계와, 작업선의 상면에서 케이슨을 조립하여 케이슨 통공으로 케이슨을 침설시켜 제1유압잭으로 지지하는 단계와, 케이슨 내부에 교각 등의 구조물을 시공한 다음 제2유압잭으로 케이슨을 인양시킨 후 분리하는 단계와, 제2유압잭을 작동시켜 지지파일로부터 작업선을 수면으로 하강시키는 단계와, 이후 토사층(암석층)에 고정된 지지파일을 제2유압잭의 작동으로 부상시키는 단계와 작업선의 결합부를 분리시킨 후 힌지부를 중심으로 좌우 분리시켜 구조물로부터 작업선을 이탈시키는 단계로 이루어진다.

이와 같은 본 고안은 작업선에서 직접 케이슨을 침설함으로써 별도의 작업선 없이 간편하게 케이슨을 침설할 수 있고, 작업선을 수면으로부터 일정 높이까지 상승시킴으로써 파랑(波浪), 풍향 등에 관계없이 작업을 할 수 있으며, 작업선이 분리/결합되어 구조물로부터 용이하게 이탈되는 효과를 가지게 되는 것이다.

Description

수중 건식 구조물의 기능성 작업선{Functional Working Ship for Under Water Dry Structure}

본 고안은 수중 건식 구조물의 기능성 작업선에 관한 것으로, 특히 수중에 케이슨을 침설하는 기능성 작업선을 수면으로부터 일정 높이만큼 상승시켜 케이슨 침설 작업을 안전하게 진행하고, 이 작업선의 일측을 중심으로 벌려 구조물로부터 편리하게 이탈시키는 수중 건식 구조물의 기능성 작업선에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 수중에 교각을 설치하거나 대형 구조물을 시공하기 위해서는 육상에서 케이슨을 제작하여 이를 예인선으로 옮겨 싣고서 케이슨을 설치하고자 하는 장소로 이동하게 된다.

이러한 케이슨을 수중에 설치하기 위해서는 케이슨을 잡아주는 예인선과 함께 수중에 침설되는 케이슨이 수직 상태를 유지되도록 그 주변에 다수의 작업선을 배치시켜 이러한 작업선으로부터 케이슨에 연결된 로프 등으로 잡아주어 케이슨이 움직이지 않고, 수직상태를 계속 유지되게 한다.

이와 같이 케이슨의 설치 또는 구조물 시공시에 작업현장에 별도의 작업선을 투입하여 작업을 진행하여야 하는 불편함이 있고, 지지층에 세워진 케이슨의 규격이 작아 전도되거나 부등침하가 발생하는 경우 별도의 지지 시설을 설치하여야 하는 불편함이 있었으며, 이로 인하여 안전사고가 발생하는 문제점이 있고, 케이슨 설치 작업 및 구조물 시공시에 파랑(波浪)에 의해 작업이 지연되는 어려움이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은 수중에 설치되는 케이슨의 견고한 설치가 가능하며, 별도의 작업선이 불필요하고, 파랑에 의한 작업 지연을 최소화하는 수중 건식의 기능성 작업선을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 원형, 각형 등의 형상에 따라 그 중앙에 케이슨 삽입공을 형성하고, 케이슨의 침설 후 케이슨을 지지하도록 케이슨 삽입공의 외측에 설치된 제1유압잭과, 그 상면에 지지파일을 상승,하강시키는 제2유압잭이 설치된 작업선을 예인선으로 작업현장에 이동시키는 단계와, 제2유압잭의 작동으로 토사층(암석층)에 지지파일을 견고하게 고정시키는 단계와, 또한 제2유압잭의 작동으로 고정된 지지파일을 따라 작업선을 수면으로부터 일정 높이만큼 상승시키는 단계와, 작업선에서 케이슨을 조립하여 상기 케이슨 삽입공으로 케이슨을 침설시켜 제1유압잭으로 이를 견고하게 지지하는 단계와, 케이슨 내부에 교각 등의 구조물을 시공한 다음 제2유압잭으로 케이슨을 부상시켜 이를 분리하는 단계와, 제2유압잭을 작동시켜 지지파일로부터 작업선을 수면으로 하강시키는 단계와, 이후 토사층(암석층)에 고정된 지지파일을 제2유압잭의 작동으로 인양시키는 단계와, 작업선의 결합부를 분리시킨 후 힌지부를 중심으로 좌우 분리시켜 구조물로부터 작업선을 이탈시키는 단계로 이루어진다.

또한, 케이슨의 조립 및 분리가 가능한 작업공간을 가지는 크기로 이루어진 작업선의 중앙에 케이슨의 형상에 따라 형성된 케이슨 삽입공과, 작업선의 길이방향을 따라 분리/결합되도록 일측에는 회전 가능하게 설치된 힌지부와, 타측에는 볼트와 너트로 분리/결합되도록 형성된 결합부와, 작업선의 상면에 케이슨의 침설 후 케이슨을 지지하도록 케이슨 삽입공의 외측에 설치된 제1유압잭과, 지지파일을 하상에 고정시킨 후 지지파일을 따라 수면으로부터 일정 높이만큼 승하강되게 작업선 상면에 설치된 제2유압잭으로 이루어진 기능성 작업선을 제안한다.

이와 같은 본 고안은 별도의 작업선 없이 작업선에서 케이슨을 설치함으로써 케이슨을 간편하게 설치하고, 작업선이 수상에 견고하게 위치한 상태에서 작업이 이루어짐으로써 파랑(波浪)에 의해 작업의 지연 없이 케이슨 설치 작업을 신속하게 작업할 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 고안의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도시된 바와 같이, 케이슨(1)의 형태에 따라 건조(建造)된 기능성 작업선(10)을 예인선으로 작업현장에 이동하는 단계와, 작업선(10) 상면에 설치된 유압잭(21)을 작동시켜 지지층(2)에 지지파일(15)을 항타하여 이를 견고하게 고정하는 단계와, 이 지지파일(15)에 결합된 유압잭(21)으로 작업선(10)을 수면으로부터 일정 높이까지 끌어올려 고정하는 단계와, 시공하고자 하는 구조물에 적합한 크기의 케이슨(1)을 조립하여 이를 지지층(2)에 견고하게 침설시키는 단계와, 이러한 케이슨(1) 내부에 시공하고자 하는 구조물을 시공한 후 상기 케이슨(1)을 인양시켜 이를 해체하는 단계와, 작업선(10)이 수면에 닿도록 유압잭(21)으로 작업선(10)을 하강시키는 단계와, 작업선(10)으로부터 지지파일(15)을 뽑아 올린 후 작업선(10)의 결합부를 해제하여 구조물로부터 작업선(10)을 이탈하는 단계로 이루어진다.

또한, 작업선(10)은 일측에 돌출된 고정프레임(31)에 회전 가능한 힌지부(30)를 결합하고, 타측에 돌출되어 볼트,너트로 체결되는 결합부(32)를 형성하여 작업선(10)이 힌지부(30)를 중심으로 회전시켜 분리/결합되어진다.

도시된 바와 같이 본 고안의 기능성 작업선(10)은 일정 두께를 가지는 평탄한 면을 가지고, 도 1 내지 도3에 도시된 바와 같이 그 중앙에 원형 또는 각형 등 삽입되는 케이슨(1)의 크기 보다 큰 크기로 이루어지는 케이슨 삽입공(11)을 형성하고, 그 외측에 침설되는 케이슨(1)을 잡아주는 제1유압잭(12)을 설치한다.

이러한 제1유압잭(12)은 작업선(10)의 상면에 받침대(13)를 견고하게 고정시키고, 그 상면에 붐(14)이 설치된 제1유압잭(12)을 고정하며, 상기 붐(14)은 유압잭(12)의 작동에 따라 수평 이동되어 케이슨(1)의 외경에 밀착되어 케이슨(1)을 견고하게 지지하도록 설치된다.

이와 함께 작업선(10)에는 지지층(2)에 지지파일(15)을 고정하는 다수개 고정대(16)를 설치하고, 상기 지지파일(15)에는 일정한 간격으로 고정핀(17)과 연결핀(24)이 삽입되는 통공(15a)을 형성하며, 이 고정대(16)는 작업선(10)의 상면에 고정핀(17)이 삽입되는 통공(18)을 형성한다.

또한, 고정대(16)와 함께 작업선(10)의 상면에 지지대(20)를 다수개 고정하고, 이의 상면에 제2유압잭(21)의 작동에 따라 수직 이동하는 붐(22)을 설치하며, 그 상부에 연결대(23)를 설치하고, 그 연결대(23)에는 연결핀(24)이 삽입되는 통공(25)을 형성한다.

이러한 고정대(16)와 지지대(20)는 작업선(10)을 고정하는 지지파일(15)을 설치하는 다수개의 개소에 설치된다.

이와 같은 작업선(10)은 그 길이방향의 중심으로 구조물의 시공 후 이를 양측으로 벌려 구조물로부터의 이탈되게 이등분 분할되고, 작업선(10)의 일측에는 고정프레임(31)을 돌출시켜 힌지부(30)를 결합하고, 타측에는 볼트, 너트로 체결되는 결합부(32)를 형성시켜 힌지부(30)를 중심으로 회전되어 분리/결합된다.

아울러, 도4, 도5에 도시된 바와 같이 본 고안의 수중 건식 구조물 시공을 말뚝기초를 이용한 시공과 직접기초를 이용한 시공에 따라 설명하기로 한다.

먼저, 말뚝기초를 이용한 수중 건식 구조물 시공은 건조된 작업선(10)을 예인하여 도8a에서와 같이 구조물을 시공하고자 하는 작업현장으로 이동하고, 이러한 작업선(10)에는 케이슨(1)을 지지하는 제1유압잭(12)과, 지지파일(15)을 상승, 하강시키는 제2유압잭(21)이 설치된다(S100).

작업현장에 도착한 작업선(10)은 제2유압잭(21)을 이용하여 일정 길이를 가지는 지지파일(15)을 토사층(2)에 항타하여 이를 견고하게 고정시키고, 상기 지지파일(15)의 하부에는 지지파일(15)이 토사층(2)에 박은 상태에서 지지파일(15)과 토사층(2)이 밀착된 상태를 유지하기 위한 지지판(40)이 구비된다(S101).

이후 도6에 도시된 바와 같이 작업선(10)에 설치된 제2유압잭(21)의 연결대(23)를 하강시킨 상태에서 지지파일(15)의 통공(15a)에 고정핀(17)을 끼우고 또한, 연결대(23)에 연결핀(24)을 끼워 고정시키며, 지지파일(15) 하강되게 고정핀(17)을 고정대(16)로부터 이탈시킨다.

이 상태에서 붐(22)을 하강시켜 지지파일(15)을 하강시키고, 다시 고정핀(17)으로 지지파일(15)을 고정시킨 후 붐(22)을 상승시켜 연결핀(24)을 고정시켜 붐(22)을 하강시키면서 반복적으로 지지파일(15)을 하강시켜 토사층(2)에 고정시킨다.

이렇게 토사층(2)에 지지파일(15)의 고정이 완료되면 도8b와 같이 제2유압잭(21)은 상기의 과정과 반대로 지지파일(15)로부터 작업선(10)을 수면으로부터 일정 높이 상승시킨다(S102).

이후 작업선(10)의 상부에 말뚝기초(3)를 시공하는 말뚝기초 시공장비(41)를 설치하여 암석층(4)에 말뚝기초(3)를 다수개 박게 된다(S103).

아울러 작업선(10)의 상면에서 케이슨(1)을 조립하여(S104) 도8c 및 도10에서와 같이 케이슨(1)을 침하시키게 되고, 케이슨(1)의 침하가 완료되면 작업선(10)의 상면에 설치된 제1유압잭(12)을 작동시켜 케이슨(1)이 움직이지 않도록 붐(14)으로 케이슨(1)을 지지한다(S105).

또한, 케이슨(1) 내부의 바닥면이 고르도록 토사층(2)의 굴곡면을 제거하여 평탄하게 하고(S106), 이후 도8d에서와 같이 구조물 시공의 기초가 되는 레벨링 콘크리트(42)를 일정 두께로 타설하여 양생한다(S107).

이러한 케이슨(1) 하부에 도8e에서와 같이 팽창튜브(43)을 설치하고(S108), 상기의 팽창튜브(43)을 팽창시켜 케이슨(1)의 외부로부터 물이 유입되는 것을 차단하고, 이와 더불어 케이슨(1) 내부의 물을 빼는 배수작업을 하게 된다(S109).

이렇게 케이슨(1) 내부는 건식상태로 되고, 말뚝기초(3)의 상부를 정리하며(S110), 도8f에서와 같이 그 상부에 교각(5) 또는 구조물을 시공하게 된다(S111).

구조물의 시공이 완료되면 도8g에서와 같이 케이슨(1)으로부터 팽창튜브(43)를 철거하여 외수를 유입되게 하고(S112), 유압잭(12)을 작동시켜 케이슨(1)의 지지를 해제하여 케이슨(1)을 인양한 후 이를 해제하게 된다(S113).

이후 도8h에서와 같이 제2유압잭(21)을 작동시켜 지지파일(15)로부터 작업선(10)을 하강하게 되고(S114), 도8i에서와 같이 유압잭(21)을 작동시켜 토사층(2)에 고정된 지지파일(15)을 뽑아 올리며(S115), 작업선(10)의 결합부(32)를 해제시켜 구조물로부터 작업선(10)을 이탈시키게 된다(S116).

또한, 직접기초 시공에 의한 수중 건식 구조물 시공은 도9a에서와 같이 건조된 작업선(10)을 예인하여 작업현장으로 이동시키고(S200), 도9b에서와 같이 제2유압잭(21)을 이용하여 일정 길이를 가지는 지지파일(15)을 암석층(4)에 항타하여 이를 견고하게 고정시키고(S201), 이러한 지지파일(15)의 시공은 상기 말뚝기초를 이용한 시공과 동일하다.

이후 도9b에서와 같이 제2유압잭(21)을 작동시켜 작업선(10)을 수면으로부터 일정 높이까지 상승시키고(S202), 지지파일(15)이 시공된 하상 토사층을 준설하고(S203), 다시 암석층(4)을 굴착기로 굴착하여 구조물이 설치되는 작업면을 평탄하게 한다(S204).

이러한 암석층(4)에 도9c에서와 같이 구조물 시공의 기초가 되는 레벨링 콘크리트(42)를 타설하여 이를 양생하고(S205), 이후 도9d에서와 같이 작업선(10)의 상면에서 케이슨(1)을 조립하고, 바라스트 탱크(44) 내부에 물을 주입시켜 케이슨(1)을 침설시킨다(S206).

아울러 암석층(4)에 수밀재를 압착시켜 외수의 유입을 차단하고(S207), 도9e에서와 같이 모터 펌프(6)를 설치하여 케이슨(1) 내부의 물을 배수시키며(S208), 도9f에서와 같이 굴착기로 암석층(4)을 굴착하여 구조물이 시공되는 지면을 평탄하게 한다(S209).

이 상태에서 도9g에서와 같이 교각(5) 등의 구조물을 시공하여 양생이 완료되면(S210), 도9h에서와 같이 바라스트 탱크(44)로부터 물을 배수시키게 된다(S211).

이후 도9i에서와 같이 케이슨(1)을 인양하여 작업선(10)에서 해체하고(S212), 제2유압잭(21)을 작동시켜 지지파일(15)로부터 작업선(10)을 하강하게 되고(S213), 제2유압잭(21)을 작동시켜 암석층(4)에 고정된 지지파일(15)을 뽑아 올리며(S214), 도10에서와 같이 작업선(10)의 결합부(32)를 해제시켜 구조물로부터 작업선(10)을 이탈시키게 된다(S215).

상기한 바와 같이 본 고안은 작업선에서 케이슨을 침설하면서 이를 유압잭으로 견고하게 지지시킴으로써 별도의 작업선 없이 간편하게 케이슨을 침설할 수 있고, 작업선에 설치된 유압잭으로 지지파일을 시공하여 유압잭으로 작업선을 수면으로부터 일정 높이까지 상승시킴으로써 파랑(波浪), 풍향 등에 관계없이 작업을 할 수 있으며, 작업선이 분리/결합되어 구조물로부터 용이하게 이탈되는 효과를 가지게 되는 것이다.

도1은 본 고안의 기능성 작업선을 나탸낸 평면도.

도2는 본 고안 기능성 작업선의 다른 실시예를 나타낸 평면도.

도3은 본 고안 기능성 작업선의 요부를 나타낸 분해사시도.

도4는 본 고안 수중 건식 구조물 시공의 흐름도.

도5는 본 고안 수중 건식 구조물 시공에 다른 실시예를 나타낸 흐름도.

도6a는 본 고안 제2유압잭으로 지지파일을 하강시키기 위해 고정된 상태를 나타낸 단면도.

도6b는 본고안 제2유압잭으로 지지파일을 하강시키는 상태를 나타낸 단면도.

도6c는 본 고안 제2유압잭으로 지지파일을 하강시킨 상태를 나타낸 단면도.

도7a는 본 고안 케이슨을 제1유압잭으로 고정하기 전 상태를 나타낸 단면도.

도7b는 본 고안 제1유압잭 작동으로 케이슨을 고정시킨 상태를 나타낸 단면도.

도8a는 본 고안의 말뚝기초를 이용한 수중 건식 구조물시공을 나타낸 것으로써, 작업선이 작업현장으로 이동한 상태를 나타낸 단면도.

도8b는 제2유압잭으로 지지파일의 시공 및 작업선을 상승시켜 말뚝기초를 시공하는단면도.

도8c는 케이슨을 조립하여 침설하는 단면도.

도8d는 케이슨을 지지하고 토사층의 제거와 평탄작업 후 레벨링 콘크리트를 타설, 양생한 단면도.

도8e는 케이슨 하부에 팽창튜브를 설치하여 외수의 유입을 차단하고 배수시킨 후 말뚝 두부를 정리한 단면도.

도8f는 교각 구조물을 시공한 단면도.

도8g는 팽창튜브의 철거하고 외수를 유입시킨 후 케이슨을 인양한 단면도.

도8h는 제2유압잭을 작동시켜 작업선을 하강시킨 단면도.

도8i는 지지파일 해체하고 작업선을 분리 이탈시킨 단면도.

도9는 본 고안의 직접기초를 이용한 수중 건식 구조물시공을 나타낸 것으로써, 작업선이 작업현장으로 이동한 상태를 나타낸 단면도.

도9b는 지지층에 지지파일을 시공하고, 작업선을 상승시켜 하상 토사층을 준설한 단면도.

도9c는 암석층의 굴착, 평탄 작업 후 레벨링 콘크리트를 타설, 양생한 단면도.

도9d는 케이슨 조립 후 바라스트 탱크에 물 주입하여 침설한 단면도.

도9e는 지지층에 수밀재를 압착시켜 외수를 차단하고, 케이슨 내부를 배수한 단면도.

도9f는 암석층 굴착 및 평탄하게 고른 단면도.

도9g는 구조물을 시공한 단면도.

도9h는 바라스트 탱크의 물을 배수하고 케이슨을 인양 및 해체한 단면도.

도9i는 유압잭으로 작업선을 하강시킨 후 지지파일을 해체하여 작업선을 분리, 이탈시킨 단면도.

도10a는 작업선으로 구조물을 시공하는 상태의 평면도.

도10b는 작업선을 분리시킨 상태의 평면도.

도10c는 작업선을 이탈시킨 상태의 평면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 작업선 11: 케이슨 삽입공

12: 제1유압잭 13: 받침대

14: 붐 15: 지지파일

16: 고정대 17: 고정핀

18: 통공 20: 지지대

21: 제2유압잭 22: 붐

23: 연결대 24: 연결핀

25: 통공 30: 힌지부

31: 고정프레임 32: 결합부

40; 지지판 41: 말뚝기초 시공장비

42: 레벨링 콘크리트 43: 팽창튜브

44: 바라스트 탱크

Claims (1)

1. 케이슨(1)의 조립 및 분리가 가능한 작업공간을 가지는 크기로 이루어진 작업선(10)의 중앙에 케이슨(1)의 형상에 따라 형성된 케이슨 삽입공(11)과, 작업선(10)의 길이방향을 따라 분리/결합되도록 일측에는 회전 가능하게 설치된 힌지부(30)와, 타측에는 볼트와 너트로 분리/결합되도록 형성된 결합부(32)와, 작업선(10)의 상면에 케이슨(1)의 침설 후 케이슨(1)을 지지하도록 케이슨 삽입공(11)의 외측에 설치된 제1유압잭(12)과, 지지파일(15)을 하상에 고정시킨 후 지지파일(15)을 따라 수면으로부터 일정 높이만큼 승하강되게 작업선(10) 상면에 설치된 제2유압잭(21)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수중 건식 구조물의 기능성 작업선.