KR20040095470A - 강재 소파 블록 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방파의 효과를 가지는 소파 블록에서 기존의 콘크리트나 사석을 이용한 방파제에 비하여 좀 더 효과적인 방파 기능을 갖도록 하고, 상대적으로 비중이 큰 강재를 이용하여 동일한 방파능을 갖는 조건에서의 설계 중량을 줄여 시공상으로도 편리하며 경제적인 효과를 가질 수 있도록 하는 방파제용 블록을 제공한다.

본 발명은 파를 효과적으로 포말되게 할 수 있는 다수개의 유공이 있는 강판으로 이루어진 외부 구조물; 상기 외부 구조물에서 1차적으로 포말된 파를 더욱 포말시킬 수 있도록 다수개의 유공이 형성된 강판으로 형성되고, 상기 외부 구조물의 내부에 위치하는 내부 구조물; 및 연속적인 파에 의한 상기 외부 구조물의 붕괴를 방지하고, 상기 내부 구조물의 지지를 위하여 각 모서리를 연결하는 브레이싱(Bracing);을 포함하는 강재 소파 블록을 제공한다.

Description

강재 소파 블록 {Steel Armor Unit}

본 발명은 파의 침입으로부터 연안구조물을 보호할 목적으로 축조하는 방파제에 사용되는 소파 블록에 관한 것으로서, 강재로 만들어진 유공판을 이용하여 구조물을 형성하고, 안쪽으로는 유공판으로 만든 작은 형태의 정육면체 혹은 구로 형성된 내부 구조물을 넣어서 브레이싱(Bracing)을 한 후, 사면에 거치하여 사면위에서 해안쪽으로 침입하는 파를 포말 또는 소파되게 함으로써 파에너지를 소모시켜 방파의 기능을 할 수 있도록 하는 장치이다.

방파제는 사면의 기울기에 따라서 경사형과 직립형으로 나눌 수 있다. 직립형 방파제는 파를 반사시켜 소파의 기능을 가지는데 비하여, 경사형 방파제는 사석이나 콘크리트 블록을 쌓아올려서 제체를 축조하고, 그 사면 위에서 파를 쇄파 또는 포말되게 함으로써 파에너지를 소모시켜 방파의 기능를 갖는다. 일반적인 방파제의 장갑층은 콘크리트 또는 사석을 이용한다.

콘크리트나 사석을 이용한 방파제는 우선 제체를 축조한 후 제체 주변으로 콘크리트나 사석으로 만든 소파 블록을 쌓아서 소파의 기능을 할 수 있도록 한다.콘크리트로 만든 소파 블록의 경우 비중이 작기 때문에 효과적인 소파능을 가지기 위해서는 그 중량과 부피가 커질 수 밖에 없으며, 공기중의 중량이 매우 크게 된다.

예로써, 일반적으로 쓰이는 콘크리트로 만든 방파블록(Tetrapod; TTP)의 경우에 무게가 40∼120ton(공기중의 무게)까지이다. 이러한 TTP는 그 무게가 너무 크기 때문에 공장에서의 제작과 이설이 거의 불가능하므로 현장에서 거푸집을 만들고 콘크리트를 타설하여 건조시켜 사용한다. 따라서 TTP의 현장제작에 많은 공사비가 필요하며, 건조 시간에 따라 공사기간도 길어지는 단점이 있다. 또한 현장에 설치를 할 경우에 그 무게와 부피로 인하여 대형 기중기를 필요로 한다. 때문에 대형의 기중기 사용에 따르는 공사비가 필요하게 된다. 그리고 해안가 주변에서 작업을 실시하므로 주변환경과 미관상으로 좋지 않다는 단점이 있다.

사석를 이용한 방파제의 경우도 마찬가지이다. 사석의 양이 한정되어 있기 때문에 방파제 건설에 필요한 사석을 확보하는데 어려움을 겪고 있으며, 알맞은 크기의 사석을 만들기 위해서는 여러 기계를 이용하여 여러 공정을 거쳐야 하는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 강재 유공판을 이용한 다각형의 구조물 내측에 위치한 구 혹은 정육면체 형태의 작은 구조물, 내부 브레이싱(Bracing)으로 구성된 강재 소파블록을 개발하여 기존의 콘크리트나 사석을 이용한 소파제에 비하여 좀 더 효과적으로 소파의 기능을 갖도록 하고, 각각의 강재 소파블록의 결착하여 일체화된 거동을 유도하여 하나의 거대한 소파블록의 효과를 얻도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명의 다른 목적은 콘크리트에 비하여 비중이 큰 강재를 이용하여 동일한 방파능을 갖는 조건에서의 중량을 줄여서 시공상으로도 편리하며 경제적인효과를 가질 수 있도록 하는 방파제용 블록을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적으로는 비중이 작은 콘크리트(s=2.4) 대신에 비중이 비교적 큰 강재(s=7.8)를 이용하여 공장 제작과 규격화를 통한 생산단가의 감소 등의 경제적인 효과를 볼 수 있도록 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 강재 소파 블록의 전체 사시도이다.

도 2는 본 발명에 의한 강재 소파 블록의 내부 단면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 외부 구조물의 유공판의 평면도 및 측면도이다.

도 4는 본 발명에 의한 외부 구조물의 다른 유공판의 평면도이다.

도 5는 본 발명에 의한 강재 소파 블록의 내부 형상이 사각인 경우와 원형인 경우의 상태도이다.

도 6은 본 발명에 의한 강재 소파블록의 수평연결 장치의 평면도이다.

도 7은 본 발명에 의한 강재 소파블록의 수직연결장치의 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 외부 구조물 2: 유공판

3: 내부 구조물 4: 유공

5: 나사식 이음 6: 브레이싱

21: 강판 22: 강선

30: 연결볼트 31: 수평 연결고리

41: 수직 연결고리

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 강재 소파 블록은 파(wave)를 효과적으로 포말되게 할 수 있는 다수개의 유공이 있는 강판으로 이루어진 외부 구조물; 상기 외부 구조물에서 1차적으로 포말된 파를 더욱 포말시킬 수 있도록 다수개의 유공이 형성된 강판으로 형성되고, 상기 외부 구조물의 내부에 위치하는 내부 구조물; 및 연속적인 파에 의한 상기 외부 구조물의 붕괴를 방지하고, 상기 내부 구조물의 지지를 위하여 각 모서리를 연결하는 브레이싱(Bracing);을 포함하는 강재 소파 블록을 제공한다.

또한 본 발명은 파(wave)를 효과적으로 포말되게 할 수 있는 다수개의 유공이 있는 강판으로 이루어진 외부 구조물; 상기 외부 구조물에서 1차적으로 포말된 파를 더욱 포말시킬 수 있도록 다수개의 유공이 형성된 강판으로 형성되고, 상기 외부 구조물의 내부에 위치하는 내부 구조물; 연속적인 파에 의한 상기 외부 구조물의 붕괴를 방지하고, 상기 내부 구조물의 지지를 위하여 각 모서리를 연결하는 브레이싱(Bracing); 및 상기 외부 구조물에 장착되어, 인접한 다른 외부 구조물과 결합하여 군집 형성을 가능하게 하는 연결장치;를 포함하는 강재 소파 블록을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 소파블록의 전체 사시도이고, 도 2는 발명에 의한 강재 소파 블록의 내부 단면도이며, 도 3은 유공판의 횡단면도 및 평면도이다.

본 발명은 파(wave)를 효과적으로 포말되게 할 수 있는 다수개의 유공이 있는 강판으로 이루어진 외부 구조물을 포함한다. 외부 구조물(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 육면체로 형성될 수 있으며, 또는 구형으로 형성된다. 외부 구조물(1)의 벽면에는 다수개의 구멍이 형성되어 있다. 외부 구조물은 1차적으로 파(wave)를 소말시키기 위한 것으로, 외부 구조물의 유공(2)을 통해 파가 전달된다.

외부구조물(1)의 유공으로는 파도가 연속적으로 들어오게 되며, 연속적으로 들어오는 파로부터 외부 유공의 균열를 방지하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 외부 유공에 강판(21)을 부착하여 이중처리를 한다. 강판은 용접등의 방법을 통하여 부착하는 방식으로 하고, 유공을 보호할 수 있도록 외부 유공과 같은 크기로 배치한다.

상기와 같이 외부 구조물(1)의 유공에 강판을 부착하여 이중으로 보호하는 방법과 더불어, 도 4에서 도시한 바와 같이 외부 구조물(1)의 벽면을 다수개의 강선(22)이 엇갈려서 배열되어 다수개의 유공(23)을 형성하는 강철벨트로 형성하는 것도 가능하다.

상기 강재 소파 블록은 외부 구조물(1)에 의해 1차적으로 포말된 파를 한번더 포말시키기 위하여 외부보다 유공의 크기가 작은 유공판(4)으로 만들어진 구 혹은 정육면체 형상의 내부 구조물(3)을 포함하게 된다. 내부 구조물(3)은 임의의 방향에서 들어오는 파도를 효과적으로 소말시키기 위하여 구의 형체를 갖는 것이 보다 바람직하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 소파 블록의 여러 변형가능한 형태를 도시한 것이다. 도 5a는 내부 구조물(3)이 구형상으로 형성된 것이고, 도 5b는 내부 구조물(3')이 정육면체형으로 된 것을 도시한 것이다.

내부 구조물 역시 다수개의 유공(4)을 포함하고 있다. 이때 내부 구조물의 유공(4)은 외부 구조물의 유공(2)보다 작은 직경으로 형성하는 것이 바람직하게 된다. 즉, 내부의 유공이 외부의 유공 크기보다 작아야 한다. 이는 외부에서 들어온 파가 내부의 작은 유공을 통하여 적절하게 포말되게 하기 위함이다.

본 발명은 내부 구조물(3)과 외부 구조물(1)을 연결하기 위하여 내부 구조물의 외부에서 외부 구조물의 모서리를 향해 결합되는 브레이싱(Bracing)(6)을 포함하게 된다.

이때 브레이싱(Bracing)(6)은 도 2에 도시한 바와 같이 파로인한 수충격을 완화하고 구조물의 파괴를 방지하기 위하여 신축성이 있는 나사식 이음(5)을 채택한다. 나사식 이음은 회전이 가능하여 파로인한 충격으로 파괴되지 않도록 한다. 또한 내부 구조물이 유동할 수 있도록 함으로써 효과적인 방파가 일어날 수 있도록유도한다. 나사식 이음은 내부 구조물의 표면에 용접의 방법을 통하여 고정시키며 브레이싱과는 나사식으로 연결되도록 한다.

본 발명에서와 같은 강제 소파블록을 사용하여 경사식으로 방파제를 축조하는 경우, 제체를 축조한 후에 소파블록을 경사면위에 거치시킨다. 거치된 강제 소파블록은 앵커 또는 볼트 등을 이용하여 사면에 완전히 고정시키게 된다. 이때 강재 소파블록의 소파 효과를 높이기 위하여 다수개의 소파블록을 연결장치를 이용하여 체결하여 사용하는 것이 바람직하게 된다.

강재 소파블록의 외부 구조물(1)들을 수평으로 연결하기 위하여, 각 상판의 모서리에 가로방향과 세로방향으로 번갈아가며 수평연결장치를 설치한다. 도 6은 다수개의 강재 소파블록들이 수평연결장치를 통해 연결된 상태를 도시하고 있다. 소파 블록의 상판에 수평연결고리(31)를 통해 장착되는 연결볼트(30)는 충분한 강도를 갖도록 강재로 형성되고, 그 형태는 한쪽이 두께 약 1cm 정도의 머리를 갖도록 하고, 반대편도 약 1cm정도 돌출되도록 형성한다. 반대편의 돌출부위는 너트를 체결할 수 있으나, 경우에 따라서는 너트 없이 연결볼트만으로 사용하기도 한다.

강재 소파블록의 외부 구조물(1)들을 수직으로 연결하기 위해서는 수직연결장치를 사용한다. 수직연결장치는 상판에 설치된 수평연결장치와 같은 방향으로 암컷의 홈(42)을 내고, 홈 안에 스프링 장치가 되어 있는 수직연결고리(41)를 설치하여, 하단의 소파블록 상판에 수평연결고리(31)를 통해 설치되어 있는 연결볼트(30)에 상기 고리(41)를 끼워넣는 구조로 되어 있다.

상기 수직연결에 사용되는 홈(42)은 연결볼트(30) 보다 좌우로 약 2mm정도의 여유를 두어 시공성을 용이하게 하는 동시에, 일단 설치가 되면 연결볼트의 좌우이동을 제한하게 되는 역할을 한다. 홈(42) 안에 설치되는 수직연결고리(41)는 둥근 삼각형의 형태를 갖고, 하단부분에 스프링 장치(43)가 설치되어 있다. 스프링 장치(43)는 연결볼트가 밀고 들어올 때 하부가 열리도록 구성되고, 연결볼트가 고리 안으로 적당히 들어온 후에는 스프링의 힘으로 자동으로 닫히도록 구성되어 있다.

사면에 거치된 강재 소파블록은 파가 내습할 경우 1차적으로 외부 구조물(1)의 유공(2)에서 파를 소파 또는 포말되게 함으로써 파 에너지를 감소시킨다. 그리고나서 다시 내부 구조물(3)의 유공(4)에 의해 파 에너지를 더욱 감소시킨다. 이와같이 이중의 소파효과를 갖는 본 발명에 의한 소파블록은 이는 기존의 콘크리트 소파블록을 이용한 소파제가 단순하게 파를 반사하거나, 그 사이에서 파를 포말시키게 하는 경우보다 유리하다고 할 수 있다. 특히 장파인 경우 더욱 유리하게 된다.

특히, 본 발명에 의한 강재 소파블록은 콘크리트나 사석에 비하여 비중이 크기 때문에 동일한 소파능으로 비교하여 보았을 때도 그 부피가 현저하게 줄어들도록 설계할 수 있다. 이는 공기 중의 중량을 월등하게 감소시킬 수 있어서 시공이 용이하고 시공비를 상당히 줄일 수 있게 된다.

기존의 경사형 방파제는 주로 사석 또는 콘크리트를 사용하여 현장에서 제조하여 사용하는 것이 보통이다. 그러나 사석 또는 콘크리트는 비중이 약2.3 정도로 그리 높이 않은 편이기 때문에 방파제로서의 효과를 얻기 위해서는 그 중량과 부피가 커질 수 밖에 없다. 대표적으로 방파제에 사용되는 테트라포드(tetrapod)의 경우 무게가 약 40~120 ton (공기중의 무게) 정도이다. 테트라포드는 주로 현장에서 제조하여 기중기를 이용하여 시공하고 있다. 이와같이 방파블록의 공기중 중량 또는 부피가 클 경우 공사기간이 길어질 뿐만 아니라 대형 기중기를 사용하기 때문에 공사비가 상당히 증가된다.

따라서 비중이 콘크리트에 비하여 훨씬 큰 강재를 이용한다면, 그 부피는 현저하게 줄어들 것으로 예상되며, 공기중의 중량을 상당히 감소시킬 수 있어서 시공이 용이하게 시공비를 상당히 줄일 수 있다. 즉, 콘크리트의 비중은 2.4(습윤비중 1.4) 정도이고, 철의 비중은 7.8(습윤비중 6.8) 정도이므로, 동일한 형상과 동일한 소파능을 갖도록 가정하면, 강재로 형성된 소파블록은 콘크리트 블록의 1/30 ~ 1/40의 부피로 형성할 수 있다. 더구나 강재 블록은 여러 블록을 용이하게 결착하여 아주 큰 군집형상을 이룰 수 있으므로, 콘크리트 블록의 1/30 ~ 1/40 의 크기보다 작은 크기로 형성하더라도 경제적이고 방파성능이 아주 우수한 소파블록을 제작할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의한 강재 소파블록은 공정을 좀더 세분화하고 규격화할 수 있어 공장에서 제조가 가능하도록 할 수 있으며, 이에 따라 시공의 편리함과 공기단축, 현장조건에 따른 경제적인 시공이 가능하게 된다.

본 발명은 유공이 형성된 구조물을 이중으로 형성하여 이중의 방파효과를 얻을 수 있고, 유공판을 이용하여 효과적으로 파가 포말될 수 있도록 하기 때문에 그 방파 효과가 더욱 증대되는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의한 강재 소파블록은 콘크리트나 사석에 비하여 비중이 크기 때문에 동일한 방파능으로 비교하여 보았을 때 그 부피가 현저하게 줄어들게 되며, 아울러 공기중의 중량을 상당히 감소시킬수 있어 시공이 용이하고 시공비를 줄일 수 있다.

또한 본 발명에 의한 강재 소파블록은 여러 블록을 용이하게 결착하여 아주 큰 군집으로 형성할 수 있으므로 콘크리트 방파제에 비하여 중량 및 크기가 훨씬 작아지도록 제작할 수 있어 경제적인 효과를 얻을 수 있고, 아울러 공정의 세분화와 규격화를 통하여 공장에서 제조가 가능하게 하여 시공의 편리함과 공기단축, 현장조건에 따른 매우 높은 경제적 효과를 기대할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (18)

1. 파(wave)를 효과적으로 포말되게 할 수 있는 다수개의 유공이 있는 강판으로 이루어진 외부 구조물;

   상기 외부 구조물에서 1차적으로 포말된 파를 더욱 포말시킬 수 있도록 다수개의 유공이 형성된 강판으로 형성되고, 상기 외부 구조물의 내부에 위치하는 내부 구조물; 및

   연속적인 파에 의한 상기 외부 구조물의 붕괴를 방지하고, 상기 내부 구조물의 지지를 위하여 각 모서리를 연결하는 브레이싱(Bracing);

   을 포함하는 강재 소파 블록.
2. 제1항에 있어서, 상기 외부 구조물은 육면체 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.
3. 제1항에 있어서, 상기 외부 구조물은 다수개의 강선이 엇갈려서 배열되어 다수개의 유공을 형성하는 강철 벨트인 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.
4. 제1항에 있어서, 상기 외부구조물의 유공에는, 지속적인 파의 내습에 의해 유공 주변에 균열이 발생하지 않도록 보강강판이 외측으로 부착되는 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.
5. 제1항에 있어서, 상기 내부 구조물은 구형상인 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.
6. 제1항에 있어서, 상기 내부 구조물은 정육면체 형상인 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.
7. 제1항에 있어서, 상기 외부 구조물의 유공은 상기 내부 구조물의 유공보다 그 직경이 큰 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.
8. 제1항에 있어서, 상기 브레이싱은 신축성의 나사식 이음으로 형성되는 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.
9. 파(wave)를 효과적으로 포말되게 할 수 있는 다수개의 유공이 있는 강판으로 이루어진 외부 구조물;

   상기 외부 구조물에서 1차적으로 포말된 파를 더욱 포말시킬 수 있도록 다수개의 유공이 형성된 강판으로 형성되고, 상기 외부 구조물의 내부에 위치하는 내부 구조물;

   연속적인 파에 의한 상기 외부 구조물의 붕괴를 방지하고, 상기 내부 구조물의 지지를 위하여 각 모서리를 연결하는 브레이싱(Bracing); 및

   상기 외부 구조물에 장착되어, 인접한 다른 외부 구조물과 결합하여 군집 형성을 가능하게 하는 연결장치;를 포함하는 강재 소파 블록.
10. 제 9항에 있어서, 상기 외부 구조물은 육면체 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.
11. 제 9항에 있어서, 상기 외부 구조물은 다수개의 강선이 엇갈려서 배열되어 다수개의 유공을 형성하는 강철 벨트인 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.
12. 제 9항에 있어서, 상기 외부구조물의 유공에는, 지속적인 파의 내습에 의해 유공 주변에 균열이 발생하지 않도록 보강강판이 외측으로 부착되는 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.
13. 제 9항에 있어서, 상기 내부 구조물은 구형상인 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.
14. 제 9항에 있어서, 상기 내부 구조물은 정육면체 형상인 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.
15. 제 9항에 있어서, 상기 외부 구조물의 유공은 상기 내부 구조물의 유공보다그 직경이 큰 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.
16. 제 9항에 있어서, 상기 브레이싱은 신축성의 나사식 이음으로 형성되는 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.
17. 제 9항에 있어서, 상기 연결장치는 외부 구조물들을 수평으로 연결하는 수평 연결장치 및 외부 구조물들을 수직으로 연결하는 수직 연결장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.
18. 제 17항에 있어서, 상기 수평 연결장치는 상기 외부 구조물의 상부 모서리 및 상기 외부 구조물의 하부 모서리에 형성되는 홈에 각각 형성되는 수평 및 수직 연결고리, 및 상기 수평 및 수직 연결고리들을 결합하는 연결볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 강재 소파 블록.