KR200387372Y1 - 수중 케이싱장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 교각시공용 케이슨에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임시 물막이 시설물을 이용하여 해상이나 하천에서 교량의 기초 및 보수 공사를 가능하게 하는 수중 케이싱장치에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 수중 케이싱장치는 호형의 금속판과, 상기 금속판의 내측에 일정간격으로 배열된 수직부재와, 상기 금속판의 내측에 일정간격으로 수직부재를 가로질러 배열된 수평부재로 이루어진 패널과; 상기 패널의 상단 및 하단에 결합되는 패널이나, 패널의 좌측 및 우측에 결합되는 패널사이에 삽입되는 방수부재와; 상기 복수의 패널이 원형으로 결합되어 적층된 상태에서 패널 내측에 복수로 고정되는 브라켓과; 상기 브라켓 위에 설치되어 고정되고, 내측에 강관파일이 통과하는 관통공을 갖는 발판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

수중 케이싱장치{The underwater casing form}

본 고안은 교각시공용 케이슨에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임시 물막이 시설물을 이용하여 해상이나 하천에서 교량의 기초 및 보수 공사를 가능하게 하는 수중 케이싱장치에 관한 것이다.

일반적으로 해상이나 하천에서 교량의 기초를 시공함에 있어서 수중콘크리트 타설, 강관파일 박기 및 토사를 이용한 가물막이를 이용하여 교량의 구조물 기초에 대한 보수공사를 시행할 때 수중작업을 할 경우 정밀한 작업이 힘들며 수질오염 및 해수 간만의 차이로 인한 작업시간대기, 공기지연, 비용 상승 등이 발생하게 되므로 작업과 시공이 원활히 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 수중에 조립식 구조물을 설치하고 그 내부를 건식상태로 한 후 교각기초 및 교각을 시공 또는 보수 보강 할 수 있는 케이슨과 이를 이용한 시공방법이 개발되었다.

이러한 종래기술은 도 1에 도시한 대한민국 실용신안공보 제2003-9070호의 “토목공사용 케이션의 수밀재”에 잘 나타나 있었다.

상기 대한민국 실용신안공보 제2003-9070호에 나타난 기술은 수중에서 교각기초나 교각을 시공할 때 물을 배제한 건식상태에서 공사 할 수 있도록 하였다.

[도 1]을 참조하여 상기 종래의 기술을 보다 상세히 설명하면, 상기 수밀케이션(10)은 복수개의 패널(12)이 병렬 결합되고, 상기 복수개의 패널(12) 중 최하단에 위치된 패널(12) 하단부에 수밀재(14)가 설치된 것으로, 상기 수밀재(14)는 하측에 압착부(16)가 설치되고 상측에 체결단턱(18)이 형성되어 패널(102)에 결합되는 볼트(20)를 포함하여 구성되었다.

상기와 같은 종래 기술은 수밀케이션을 하상에 설치하고, 그 내부의 물을 배수한 후 건식상태에서 교각의 기초를 시공하는 것으로, 건식상태에서 공사가 진행되므로 안전하며 비용이 저렴하게 되고 정밀한 시공이 가능한 장점이 있으나, 다음과 같은 문제점이 있었다.

상기 수밀케이션을 이용한 건식시공방법은 수밀을 유지하기 위하여 수밀케이션을 설치하기 전에 미리 수중 바닥의 토사층을 제거하여야 하며, 이에 따른 수중공사의 어려움과 비용 상승 및 공기 지연 등의 문제점이 있었다.

본 고안은 이와 같은 종래의 기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로써, 임시 물막이 시설용 케이싱장치를 육지에서 사전 제작한 후, 크레인을 이용하여 수상에 설치된 강관파일 위에 얹어 놓는 방식으로, 지반의 상태와 관계없이 간편하게 임시 물막이 시설을 구축하는 것을 목적으로 한다.

또한 크레인을 이용하여 수상에 설치된 강관파일 위에 얹어 놓음으로써 별도의 해저 지반공사를 배제하여 자연환경의 훼손을 최소화 하는 것을 목적으로 한다.

또한 별도의 해저 지반공사를 배제함으로써 교각공사의 용이성과 비용절감을 도모하고 공기가 단축되도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 수중 케이싱장치는 호형의 금속판과, 상기 금속판의 내측에 일정간격으로 배열된 수직부재와, 상기 금속판의 내측에 일정간격으로 수직부재를 가로질러 배열된 수평부재로 이루어진 패널과; 상기 패널의 상단 및 하단에 결합되는 패널이나, 패널의 좌측 및 우측에 결합되는 패널사이에 삽입되는 방수부재와; 상기 복수의 패널이 원형으로 결합되어 적층된 상태에서 패널 내측에 복수로 고정되는 브라켓과; 상기 브라켓 위에 설치되어 고정되고, 내측에 강관파일이 통과하는 관통공을 갖는 발판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 수중 케이싱장치(100)의 구성의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안의 시공된 상태를 보인 예시도이며, 도 3은 본 고안의 수중 케이싱장치의 제작 조립도이다.

[도 2] 내지 [도 3]에 도시된 바와 같이, 상기 수중 케이싱장치(100)는 금속판과 수직부재 및 수평부재로 이루어진 패널(101), 방수부재(106), 브라켓(120), 발판(130)을 기본구성요소로 한다.

호형의 상을 갖는 금속판(108)에 일정간격으로 배치된 수직부재(102)와, 상기 수직부재(102)에 일정간격으로 가로질러 배열된 수평부재(104)로 구성된 패널(109)은 구성하는 부재의 규격과 간격을 구조계산에 의해 정하고 조립하게 된다.

따라서 상기 호형의 금속판(108)에 수직 부재(102)를 일정간격으로 설치하고, 수직 부재(102)와 수직 부재(102)의 사이로 추후 케이싱장치(100) 내부의 물을 배출한 뒤 발생하는 외부의 수압에 저항할 수 있도록 수직부재(102)를 가로질러 일정간격의 수평부재(104)를 설치하고 부재와 부재는 용접이나 볼트를 이용해서 서로 결합시킨다. 상기와 같이 결합하여 패널(101)을 구성하게 된다.

상기와 같이 패널(101)을 구성한 후 먼저 기초의 수평 단면 형상과 같이 원통형 내지 타원형 내지 다각형 중 어느 하나의 형태로 패널(101)을 상·하단 또는 좌·우로 패널(101)을 적층하여 설치한다. 상기 상·하 또는 좌·우의 패널(101) 중 최하단의 패널(101)의 하단부에는 경사면(108b)을 형성하여, 케이싱장치(100)가 하단의 경사면(108b)에 의하여 해저의 지반에 자중 침하가 가능하게 된다. 상기 경사면은 바람직하게 45·로 이루어져 자중침하 및 항타가 용이하게 된다.

또한 패널(101)의 수직 부재(102)와 수평 부재(104) 사이에 형성된 격자의 대각선 방향으로 가새 및 귀잡이 보강 등을 설치하여 골조의 강성을 증가시킬 수도 있을 것이다.

또한 상기 패널의 상단 및 하단에 배치된 패널이나, 패널의 좌측 및 우측에 결합되는 패널 사이에 방수를 위해 방수부재(106)를 삽입하게 된다. 상기 방수부재는 바람직하게 고무를 사용하게 되는 데 방수기능을 갖는 모든 방수제를 사용할 수 있다.

그리고 [도 3] 내지 [도 4]에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 패널이 원형으로 결합되어 적층된 상태에서 패널 내측에 복수의 브라켓(120)을 설치하게 된다. 그런 다음 상기 브라켓(120)의 상단에 후술하는 발판(130)을 부착하여, 작업자가 가 강관파일(200)에서 용이하게 작업 할 수 있도록 한 것이다.

상기 브라켓(120)은 평면은 직사각형으로 형성되고 단면이 사다리형으로 형성되되, 외주는 상기 케이싱장치(100) 패널(101)의 내부에 고정되고, 내주의 중심부는 강관파일(200)이 통과할 수 있도록 관통되어 있으며, 상기 브라켓(120)의 상단에는 발판(130)을 부착하여 고정하게 된다.

상기 브라켓(120)은 일정간격으로 패널(101)의 내측을 따라 설치되어 발판(130)을 고정하게 된다.

상기와 같이 고정되는 발판(130)은 제1골조(132)와 제2골조(134)가 결합되어 상부에 금속망(136)이 덮어진 부채형상의 복수의 발판부재(130-1)가 원형으로 결합되어 이루어진다.

상기 발판부재(130-1)는 내측으로부터 외측으로 일정간격을 두고 부채꼴 형상으로 배열된 제1골조(132)와, 상기 제1골조(132)를 가로질러 방사상으로 연결된 제2골조(134)와, 상기 제1골조(132) 및 제2골조(134)의 상단에 결합되는 금속망(136)으로 이루어진 복수의 발판부재(130-1)가 이루어지게 된다.

이와 같이 구성된 복수의 발판부재(130-1)가 원형을 이루며 조립되어 발판(130)이 구성되며, 상기 브라켓(120) 및 후술하는 밴드폼(138)에 거치 및 고정됨으로써 사용자가 용이하게 강관파일(200)의 두부정리 등의 작업을 할 수 있게 한다. 상기 발판(130)의 외주는 브라켓(120)에 부착되며 내주는 강관파일(200)이 관통될 수 있도록 강관파일(200)의 직경보다 더 크게 관통공(139)이 형성되게 된다.

그리고 상기 발판(130)의 내주와 강관파일(200)간에 지지고정을 위하여 강관파일(200)의 외주를 따라 밴드폼(138)을 설치함으로써 발판(130)의 내주를 거치하여 고정하게 된다.

따라서 상기 발판(130)의 외주는 브라켓(120)에 고정되고, 내주는 강관파일(200)에 구비된 밴드폼(138)에 거치되게 된다.

또한 상기 발판(130)의 제1골조(132)와 제2골조(134)로 이루어진 사다리형 모양의 격자 사이사이에는 가새 또는 45·각도로 귀잡이 보강을 설치하여 발판(130)의 강도를 보강 할 수도 있으며, 상기 강관파일(200)의 외경보다 조금 더 크게 형성되어 뚫려진 관통공(139)에 강관파일(200)이 관통되도록 한다.

이와 같은 제1골조(132), 제2골조(134), 귀잡이 보강의 배치는 구조계산의 결과에 따라 달라질 수 있다.

또한 상기 케이싱장치(100)의 내측에는 작업자의 승·하강을 가능하게 하는 승강수단을 구비하는 데, 바람직하게는 금속성의 사다리(110)를 구비한다.

상기 사다리(110)의 외측에 원형보호망(116)을 일정간격으로 설치함으로써, 작업자가 안전하게 케이싱장치(100) 내부를 상하로 이동할 수 있게 한다.

상기 사다리(110)는 2개가 평행선을 이루며 수직으로 배열되되, 케이싱장치(100) 패널(101)의 내측에 부착된 종바(112)와, 상기 종바(112) 사이를 연결하여 작업자가 발을 딛을 수 있도록 일정한격으로 설치한 횡바(114)와, 상기 사다리(110)의 외측에 일정간격으로 원형의 원형보호망(116)을 각각 결합하여 작업자의 안정성을 도모할 수 있게 된다.

이로 인해 작업자가 사다리(110)를 이용하여 케이싱장치(100)의 외부에서 발판(130)으로 용이하게 승·하강할 수 있게 된다.

그리고 상기 케이싱장치(100)는 강관파일(200)의 두부정리를 마치면 해체되어 바지선(300)의 크레인(302)을 이용하여 다른 장소로 이동하게 된다.

상기 발판(130)의 관통공(139)은 [도 4]에 도시된 바와 같이, 하나 뿐만 아니라 [도 5]에 도시된 바와 같이, 복수의관통공(139-1)을 이용하여 보다 많은 강관파일(200)의 두부정리 작업을 병행 할 수 있다. 또한 상기 복수의관통공(139-1) 주위에는 귀잡이보강(135)을 설치하여 발판(130-1)의 강도를 증대시킬 수도 있을 것이다.

이와 같이 구성된 케이싱장치(100)는 패널의 하단부에 경사면(108b)이 형성된 보강 플레이트를 부착한 것으로, 상기 보강 플레이트의 경사면(108b)에 의하여 케이싱장치(100)의 자중 침하가 가능하게 되는 것으로, 이러한 케이싱장치(100)를 설치하고 수중 구조물을 시공하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 고안의 수중 케이싱장치(100)의 시공과정을 나타내는 개념도이다.

[도 6]에 도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 방법은 먼저, 케이싱장치(100)를 육상에서 사전 제작하게 된다.

케이싱장치(100)를 제적할 제작장을 조성하고, 부재의 치수와 간격을 구조를 계산 하여 조립한다. 구조결과에 따라 구조부재를 수직, 수평으로 조립하고 여기에 금속판(108)을 부착한 패널(101)을 케이싱장치(100)를 육상에서 사전에 제작한다. 상기 케이싱장치(100)는 원형 및 타원형 내지 다각형의 구조로 설계될 수 있으나 바람직하게는 원형으로 제작한다. 상기 케이싱장치(100)를 원형으로 제작하는 이유는 외부수압에 대한 저항성이 향상되기 때문이다.

다음은 [도 7]에 도시된 바와 같이, 케이싱장치(100)를 육상에서 사전 제작하고 기초를 공사할 해저지반의 지반을 정리하게 된다.

상기 케이싱장치(100)가 설치될 하상의 토사층을 평탄하게 하여 케이싱장치(100)가 해저지반(400)에 원활하게 이르도록 한다.

다음은 [도 8]에 도시된 바와 같이, 해저지반(400)에 강관파일(200)을 시공하게 된다.

강관파일(200)을 해저지반(400)으로 항타하게 된다. 다만 케이싱장치(100)를 설치할 때 강관파일(200)에 얹어놓아 지지하게 되므로, 케이싱장치(100)가 설치될 레벨에 맞추어 정밀하게 측량한 후 설치된다.

다음은 [도 9]에 도시된 바와 같이, 다음은 상기 케이싱장치(100)를 운반, 설치하게 된다. 바지선(300)(300)의 해상크레인을 이용하여 운반하며 강관파일(200)이 케이싱장치(100) 발판(130)의 관통공(139)에 관통되도록 얹어놓게 된다.

이때, 상기 케이싱장치(100)의 하단에 경사면(108b)이 형성되었으므로, 케이싱장치(100)가 자중에 의하여 침하하게 되는 것이며, 상기 케이싱장치(100)의 하중이 증가되도록 직접 항타할 수도 있다.

아울러 발판(130) 안정을 위해 강관파일(200)의 외주에 설치된 밴드폼(138)에 발판(130)의 외주가 거치되게 된다.

이와 같이 한 후 펌프를 이용하여 케이싱장치(100) 내부의 물을 배수하여 건식상태가 되도록 한 다음, 강관파일(200)의 두부정리 등의 작업을 하게 된다.

상기 강관파일(200)의 시공은 케이싱장치(100)의 내부가 건식상태이므로 조수간만의 차와 무관하게 해수(500)의 유입을 막아 작업자가 시간에 구애받지 않고 케이싱장치(100) 내부에 진입하여 공사를 진행할 수 있는 것이다.

상기 케이싱장치(100)의 내부의 강관파일(200)에 대한 기초보수 공사가 완료면, 상기 케이싱장치(100)를 크레인(302)으로 철거하게 되고 바지선(300)을 이용해 다른 작업 장소로 이동시키게 된다.

아울러 본 고안은 수중 구조물의 신설은 물론, 시공된 기존 구조물의 보수 보강 시에도 적용 가능한 것이며, 이러한 보수 보강 공사에 있어서도 대폭적인 공기의 단축과 비용절감이 가능한 것이다.

본 고안은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구범위에서 청구 하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

본 고안은 이상과 같이 임시 물막이 시설용 케이싱장치를 육지에서 사전 제작한 후, 크레인을 이용하여 수상에 설치된 강관파일 위에 얹어 놓는 방식으로, 지반의 상태와 관계없이 간편하게 임시 물막이 시설을 구축함으로써 조수간만의 차에 구애 받지 않고 상시에 교각공사작업을 가능하게 하는 효과가 있다.

또한 크레인을 이용하여 수상에 설치된 강관파일 위에 얹어 놓음으로써 별도의 해저 지반공사를 배제하여 자연환경의 훼손을 최소화하게 되는 효과가 있다.

또한 별도의 해저 지반공사를 배제함으로써 교각공사의 용이성과 비용절감을 도모하고 공기가 단축되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 케이싱장치의 구성도.

도 2는 본 고안의 시공된 상태를 보인 예시도.

도 3은 본 고안의 수중 케이싱장치의 제작 조립도.

도 4는 본 고안의 발판의 제작 조립도.

도 5는 본 고안의 발판의 일실시예를 나타낸 평면도.

도 6은 본 고안의 수중 케이싱장치의 시공과정을 나타내는 개념도.

도 7은 본 고안의 수중 케이싱장치의 시공과정을 나타내는 개념도.

도 8은 본 고안의 수중 케이싱장치의 시공과정을 나타내는 개념도.

도 9는 본 고안의 수중 케이싱장치의 시공과정을 나타내는 개념도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

100: 케이싱장치 101: 패널

102: 수직부재 104: 수평부재

106: 방수부재 108: 금속판

110: 사다리 120: 브라켓

130: 발판 132: 제1골조

134: 제2골조 136: 금속망

138: 밴드폼 139: 관통공

200: 강관파일 300: 바지선

302: 크레인 400: 해저지반

500: 해수

Claims (4)

1. 호형의 금속판,

   상기 금속판의 내측에 일정간격으로 배열된 수직부재,

   상기 금속판의 내측에 일정간격으로 수직부재를 가로질러 배열된 수평부재로 이루어진 패널;

   상기 패널의 상단 및 하단에 결합되는 패널이나, 패널의 좌측 및 우측에 결합되는 패널사이에 삽입되는 방수부재;

   상기 복수의 패널이 원형으로 결합되어 적층된 상태에서 패널 내측에 복수로 고정되는 브라켓; 및

   상기 브라켓 위에 설치되어 고정되고, 내측에 강관파일이 통과하는 관통공을 갖는 발판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중 케이싱장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 발판은

   내측으로부터 외측으로 일정간격을 두고 부채꼴형상으로 배열된 제1골조;

   상기 제1골조를 가로질러 방사상으로 연결된 제2골조; 및

   상기 제1골조 및 제2골조의 상단에 결합되는 금속망으로 이루어진 복수의 발판부재가 원형으로 결합된 것을 특징으로 하는 수중 케이싱장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 패널이 원형으로 결합되어 적층된 상태에서,

   최하단에 결합되는 패널의 하단부에는 수중지반에 용이하게 삽입 및 고정되도록 경사각이 형성된 것을 특징으로 하는 수중 케이싱장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 패널이 원형으로 결합되어 적층된 상태에서,

   상기 패널 내측에 일정간격으로 승·하강 할 수 있도록 설치된 사다리, 및

   상기 사다리의 외측에 일정간격으로 부착된 원형의 보호망으로 이루어진 승강수단이 설치된 것을 특징으로 하는 수중 케이싱장치.