KR20060019076A

KR20060019076A - 수중 구조물 작업용 케이슨

Info

Publication number: KR20060019076A
Application number: KR1020040067542A
Authority: KR
Inventors: 곽승규
Original assignee: 곽승규
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2006-03-03
Also published as: KR100641605B1

Abstract

본 발명은 수중 구조물 작업용 케이슨에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 수중 구조물 중 강관파일에 대한 작업을 수행하기 위해 작업하고자 하는 강관파일 부분에 분할 몸체를 조립한 다음 몸체 내부의 물을 배수하여 몸체 내부 공간을 건식환경으로 만들어 줌으로써 평면이 아닌 입체적인 면에 대한 작업을 수행할 수 있는 수중 구조물 작업용 케이슨에 관한 것이다.

강관파일, 케이슨(Caisson), 차수패킹

Description

수중 구조물 작업용 케이슨{Caisson for maintenance of under- water structure}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시례에 따른 수중 구조물 작업용 케이슨이 수중 구조물에 설치된 상태를 도시한 단면도.

도 2는 도 1의 수중 구조물 작업용 케이슨을 도시한 평면도.

도 3은 도 2의 몸체 중 어느 하나의 분할 몸체에 차수패킹이 부착된 상태를 도시한 사시도.

도 4는 도 3의 A-A선을 취하여 본 단면도.

도 5a는 도 1의 수중 구조물 작업용 케이슨의 일측을 도시한 사시도.

도 5b는 도 1의 수중 구조물 작업용 케이슨의 타측을 도시한 사시도.

도 6은 도 5a의 몸체 개폐장치를 확대 도시한 단면도.

도 7은 도 5b의 어긋남 방지장치를 확대 도시한 단면도.

도 8은 도 1의 높이조절 유압실린더를 확대 도시한 단면도.

도 9는 본 발명의 다른 실시례에 따른 수중 구조물 작업용 케이슨이 수중 구조물에 설치된 상태를 도시한 단면도.

도 10은 도 9의 받침대를 도시한 평면도.

도 11a는 도 9의 받침대가 바닥체의 일측에 고정된 상태를 도시한 저면도.

도 11b는 도 11a의 받침대의 주요부분을 도시한 개략 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100, 110' : 케이슨 110 : 몸체

110-1, 110-2 : 분할 몸체 110a, 110b : 몸체 접합부위

110c : 구조물 접합부위 112 : 구조물 관통홀

111 : 바닥체 111-1, 111-2 : 분할 바닥체

113 : 벽체 113-1, 113-2 : 분할 벽체

115 : 차수패킹 안착부 120 : 몸체 힌지부

121 : 암 123 : 힌지축

130 : 몸체 개폐장치 131-1, 131-2 : 지지부재

133 : 유압실린더 133a : 피스톤

133b : 기름출입구 133c : 실린더

133d : 피스톤 로드 133e : 로드

140 : 어긋남 방지장치 150 : 차수패킹

151 : 중공 153 : 고정볼트

155 : 너트 170 : 부력탱크

200 : 받침대 200a, 200b : 받침대 접합부위

200c : 구조물 접합부위 212 : 구조물 고정홀

220 : 받침대 힌지부 230 : 받침대 개폐장치

240a, 240b : 고정판 250 : 고정축

270 : 부력조절 펌프 280 : 통풍구

300 : 높이조절 유압실린더 310 : 충격완화재

400 : 배수펌프 410 : 발판

420 : 배수펌프호스 500 : 간격유지장치

700 : 수중 구조물 710 : 슬라브

730 : 강관파일

l : 복동식 유압실린더의 전체길이

잔교식 항만은 각종 부두 중에서 가장 보편적으로 널리 이용되고 있는 것으로, 그러한 잔교식 항만을 이용한 부두는 시설비용이 저렴하여 현재 많이 시공되고 있다. 이러한 잔교식 항만은 강관파일을 부두시설지역, 즉 연안의 해저에 다수의 강관파일을 박아 세우고 그 강관파일의 상부에 콘크리트 몰탈 등으로 구성되는 슬래브를 얹혀놓아서 해상에 두부를 축조시키고 있다. 그런데 이러한 잔교식 항만에 서는 강관파일의 비말대 및 간만대 부분(해수면을 기준으로 상하 2 미터 부근)에서 해수에 의한 부식이 일어나 손상되는 문제점이 있다. 여기서, 비말대란 해수와 직접 닿지는 않지만 파도에 의해 해수가 흩뿌려지는 부분을 말하며, 간만대란 해수의 만조와 간조에 의해 주기적으로 해수에 잠기거나 공기에 노출되는 부분을 말한다. 이렇게 비말대 및 간만대에서 강관파일의 부식이 많이 일어나 이러한 부식을 방지하기 위한 종래의 방법으로는 내식 재료의 선정, 유기피막 방식(도장, 도금), 전기방식, 부식환경 개선 등이 있지만, 기본적으로 수중에서 작업을 진행하여야하므로 작업이 곤란하다.

이러한 수중 구조물의 작업을 위한 케이슨은 본 발명의 발명자가 선출원한 한국 등록실용신안 등록번호 제 20-0315974호의 공보에 제시되어 있으며, 상기 고안은 본 명세서에 일체화한다. 이 공보에 따르면, 수중 구조물과 접촉되는 케이슨의 개방면을 따라 고정, 배치되며 하나 이상의 산과 하나 이상의 골을 가진 차수 패킹 및 차수 패킹의 골에 삽입되어 케이슨의 차수 기능을 향상시키는 튜브를 포함하여 이루어져 시트 파일과 같은 수중 구조물의 보수 작업을 수행할 수 있도록 구성되어 있다. 그러나 상기 고안의 케이슨은 시트파일과 같이 평면에 대한 작업을 수행하는 경우에 용이하게 사용될 수 있으나, 강관파일과 같은 입체적인 면에 대한 작업을 수행하는 경우에는 이용될 수 없다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 수중 구조물 중 강관파일에 대한 작업을 수행하기 위해 작업하고자 하는 강관파일 부분에 분할 몸 체를 조립한 다음 몸체 내부의 물을 배수하여 몸체 내부 공간을 건식환경으로 만들어 줌으로써 평면이 아닌 입체적인 면에 대한 작업을 수행할 수 있는 수중 구조물 작업용 케이슨을 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수중 구조물 작업용 케이슨은 슬라브 및 상기 슬라브 하부를 지지하는 강관파일로 이루어진 수중 구조물 중 상기 강관파일에 대한 작업을 수행하기 위한 수중 구조물 작업용 케이슨에 있어서, 상기 강관파일이 관통하는 구조물 관통홀이 형성되는 바닥체 및 상기 바닥체의 외주로부터 상부로 연장되는 벽체를 포함하여 이루어지되, 상기 바닥체 및 상기 벽체가 상기 구조물 관통홀을 지나면서 절단되는 분할 바닥체 및 분할 벽체를 포함하여 이루어지는 적어도 둘 이상의 분할 몸체로 구분되는 몸체; 상기 분할 몸체간의 접합부위 및 상기 바닥체와 상기 강관파일간의 접합부위를 따라 상기 몸체에 고정되는 차수패킹; 상기 몸체가 부력을 받을 수 있도록 상기 몸체에 마련되는 부력탱크;를 포함하여 이루어진다.

이 구성에 의하면, 수중 구조물 중 강관파일에 대한 작업을 수행하기 위해 작업하고자 하는 강관파일 부분에 분할 몸체를 조립한 다음 몸체 내부의 물을 배수하여 몸체 내부 공간을 건식환경으로 만들어 줌으로써 평면이 아닌 입체적인 면에 대한 작업을 수행할 수 있다.

전술한 구성에서, 상기 분할 몸체들의 접합부위 중 하나의 접합부위는 자유단을 이루며, 상기 분할 몸체들의 접합부위 중 나머지 접합부위는 상기 바닥체의 중심을 기준으로 하여 상기 분할 몸체간의 접합부위의 외측에 마련되는 몸체 힌지부에 의해 서로 힌지결합되어 고정된다.

전술한 구성에서, 상기 바닥체의 중심을 기준으로 하여 상기 몸체 힌지부의 외측에 상기 분할 몸체들을 개폐시키는 적어도 하나 이상의 몸체 개폐장치가 마련되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 수중 구조물 작업용 케이슨은 상기 강관파일이 관통하는 구조물 고정홀이 형성되며, 하나의 접합부위가 상기 몸체의 하부에 마련되는 받침대 힌지부에 의하여 힌지결합되어 상기 강관파일에 대하여 개폐 가능한 구조를 이루는 한쌍의 받침대; 상기 구조물 고정홀을 기준으로 하여 상기 받침대 힌지부의 외측에 마련되어 상기 받침대를 개폐시키는 받침대 개폐장치;가 부가되어, 상기 받침대 개폐장치가 상기 받침대를 닫아 상기 몸체의 상기 강관파일에 대한 상하이동을 억제할 수 있다.

전술한 구성에서, 상기 부력탱크의 부력을 조절하기 위하여, 상기 부력탱크에 물을 유입시키거나 상기 부력탱크에 저장된 물을 외부로 배출시키기 위하여 상기 부력탱크에 연결되는 부력조절 펌프가 마련되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징에 따른 수중 구조물 작업용 케이슨은 일단이 상기 몸체에 고정되며 타단이 상기 슬라브와 접촉되어 상기 몸체와 상기 슬라브 사이의 거리를 조절하는 높이조절 유압실린더가 복수로 마련될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 몸체를 부력이 작용하는 반대방향으로 하강시켜 슬라브 하부와 벽체 상단 사이의 거리를 조절하는 장치가 구비됨으로써 케이슨을 간단 한 방법으로 작업하고자하는 강관파일의 정확한 위치에 설치할 수 있다.

전술한 구성에서, 상기 몸체 개폐장치, 상기 받침대 개폐장치, 상기 높이조절 유압실린더 중 어느 하나는 복동식 유압실린더로 이루어지는 것이 바람직하다.

전술한 구성에서, 상기 바닥체의 중심을 기준으로 하여 상기 분할 몸체간의 접합부위의 외측에는 상기 분할 몸체간의 접합시 상기 분할 몸체간의 어긋남을 방지하기 위하여 서로 요철형태로 결합되는 어긋남 방지장치가 부가되면, 한쌍의 분할 몸체가 서로 어긋나게 접촉되더라도 자연스럽게 양쪽의 요철부분이 결합되어 분할 몸체는 서로 높이가 딱 맞게 접촉될 수 있다.

전술한 구성에서, 상기 몸체 내부에 상기 몸체 내부의 물을 외부로 배출시키는 배수펌프가 고정 마련되는 것이 바람직하다.

전술한 구성에서, 일단이 상기 벽체에 고정되며 타단이 상기 강관파일과 접촉되어 상기 벽체와 상기 강관파일 사이의 간격을 일정하게 유지시겨주는 간격유지장치가 복수로 마련되면, 파도 등에 의해 케이슨이 외부의 힘을 받더라도 케이슨 내부 공간을 일정하게 유지할 수 있어 강관파일의 작업을 수행하는 작업자의 편의를 도울 수 있다.

전술한 구성에서, 상기 차수패킹이 상기 접합부위들에 탈착가능하게 결합되면, 장기적인 사용으로 인해 차수패킹이 닳게 되는 경우 새로운 차수패킹을 교체하여 사용할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시례를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시례에 따른 수중 구조물 작업용 케이슨이 수중 구조물에 설치된 상태를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 수중 구조물 작업용 케이슨을 도시한 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시례의 수중 구조물 작업용 케이슨(100)은 슬라브(710) 및 슬라브(710) 하부를 지지하는 강관파일(730)로 이루어진 수중 구조물(700) 중 강관파일(730)에 대한 작업을 수행하기 위한 수중 구조물 작업용 케이슨(100)에 있어서, 적어도 둘 이상의 분할 몸체(110-1, 110-2)로 구분되는 몸체(110)와, 몸체(110)에 고정되는 차수패킹(150)과, 몸체(110)에 마련되는 부력탱크(170)를 포함하여 이루어진다.

몸체(110)는 강관파일(730)이 관통하는 구조물 관통홀(112)이 형성되어 있는 바닥체(111) 및 바닥체(111)의 외주로부터 상부로 연장되는 벽체(113)를 포함하여 이루어진다.

또한, 몸체(110)는 바닥체(111) 및 벽체(113)가 구조물 관통홀(112)을 지나면서 절단되는 분할 바닥체(111-1, 111-2) 및 분할 벽체(113-1, 113-2)를 포함하여 이루어지는 적어도 둘 이상의 분할 몸체(110-1, 110-2)로 구분된다.

다시 말하면, 분할 몸체(110-1, 110-2)는 분할 바닥체(111-1, 111-2)와 분할 벽체(113-1, 113-2)로 각각 구성되어 바람직하게는 한쌍의 분할 몸체(110-1, 110-2)가 몸체(110)를 이루며, 몸체(110)는 상면이 개방된 형태이다.

몸체(110)의 내부공간은 작업자가 작업을 할 수 있는 공간이 된다.

바닥체(111)는 본 발명의 도면에서는 원형상으로 도시하였지만 이에 한정하지 않으며 사각형상 등 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

구조물 관통홀(112)은 작업하고자 하는 강관파일(730)의 단면형상과 같은 형상이며 작업하고자 하는 부위의 단면형상에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.

또한 본 발명의 실시례에서는 몸체(110)가 한쌍으로 이루어진 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정하지 않는다.

도 3은 도 2의 몸체 중 어느 하나의 분할 몸체에 차수패킹이 부착된 상태를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A선을 취하여 본 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 차수패킹(150)은 분할 몸체(110-1, 110-2)간의 접합부위(110a, 110b) 및 바닥체(111)와 강관파일(730)간의 접합부위(110c)를 따라 몸체(110)에 고정된다. 즉 차수패킹(150)은 분할 바닥체(111-1, 111-2) 및 분할 벽체(113-1, 113-2)로 이루어진 분할 몸체(110-1, 110-2)마다 각각 한 개가 구비되는 것이다.

차수패킹(150)은 경질고무로 되는 것이 바람직하며, 중공(151)이 형성될 수 있다.

여기서 차수패킹(150)은 접합부위(110a, 110b, 110c)들에 탈착가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

몸체(110)에는 차수패킹(150)이 결합되는 부분을 따라 차수패킹 안착부(115)가 형성되어 있고, 차수패킹(150)에는 중공(151) 내부에 볼트헤드가 형성되는 고정 볼트(153)가 일체로 구비되어 있다.

차수패킹 안착부(115)는 'ㄷ'자 형상이며, 차수패킹 안착부(115)의 오목한 부분에 차수패킹(150)이 안착된다.

이렇게 구성되어 차수패킹(150)에 일체로 구비된 고정볼트(153)는 차수패킹 안착부(115)를 관통한다.

차수패킹 안착부(115)를 관통한 고정볼트(153)의 일단에 너트(155)를 조이면 차수패킹(150)은 차수패킹 안착부(115)에 고정된다.

이렇게 차수패킹(150)에 구비된 고정볼트(153)에 의해 차수패킹(150)은 차수패킹 안착부(115)에 탈부착이 가능하다.

따라서 장기적인 사용으로 인해 차수패킹(150)이 닳게 되는 경우 새로운 차수패킹(150)을 교체하여 사용할 수 있다.

부력탱크(170)는 도 1에 도시한 바와 같이, 몸체(110)가 부력을 받을 수 있도록 몸체(110)에 마련된다.

상세히 설명하면, 부력탱크(170)는 분할 벽체(113-1, 113-2)의 내부에 각각 형성되어 있으며, 이러한 부력탱크는 따로 구비되어 몸체(110) 외부에 부착될 수도 있음은 물론이다.

부력탱크(170)에는 몸체(110)가 부력을 받을 수 있도록 물보다 가벼운 공기 등의 유체가 채워진다. 부력탱크(170)는 진공상태로 되어도 상관없다.

도 5a는 도 1의 수중 구조물 작업용 케이슨의 일측을 도시한 사시도이다.

도 2 및 도 5a를 참조하여 설명하면, 분할 몸체(110-1, 110-2)들의 접합부위 (110a, 110b) 중 하나의 접합부위(110a)는 자유단을 이루며, 분할 몸체(110-1, 110-2)들의 접합부위(110a, 110b) 중 나머지 접합부위(110b)는 바닥체(111)의 중심을 기준으로 하여 분할 몸체(110-1, 110-2)간의 접합부위(110b)의 외측에 마련되는 몸체 힌지부(120)에 의해 서로 힌지결합되어 고정된다.

몸체 힌지부(120)는 분할 벽체(113-1, 113-2)에 각각 고정되는 암(121) 및 각 암(121)을 연결하는 힌지축(123)을 포함하여 이루어진다.

이렇게 구성되는 몸체 힌지부(120)는 분할 벽체(113-1, 113-2)의 길이방향을 따라 세 개가 구비되어 있으며, 몸체 힌지부(120)의 개수에는 제한이 없다.

도 6은 도 5a의 몸체 개폐장치를 확대 도시한 단면도이다.

도 5a에 도시한 바와 같이, 바닥체(111)의 중심을 기준으로 하여 몸체 힌지부(120)의 외측에 분할 몸체(110-1, 110-2)들을 개폐시키는 적어도 하나 이상의 몸체 개폐장치(130)가 마련된다.

몸체 개폐장치(130)는 복동식 유압실린더인 것이 바람직하며, 분할 벽체(113-1, 113-2)에 몸체 힌지부(120)의 암(121)이 고정되어 있는 양측으로 한쌍의 지지부재(131-1, 131-2)가 마련되고 이 지지부재(131-1, 131-2)에 복동식 유압실린더(133)가 설치된다.

복동식 유압실린더(133)는 도 6에 도시한 바와 같이, 피스톤(133a)이 위치한 실린더(133c)의 양쪽에 기름출입구(133b)를 만들어서 교대로 기름을 공급하고 배출하여 피스톤(133a)을 실린더(133c) 내에서 왕복 운동시키는 장치이다.

한쌍의 지지부재(131-1, 131-2)중 어느 하나의 지지부재(131-2)에는 피스톤 로드(133d)가 결합되며, 다른 하나의 지지부재(131-1)에는 실린더에 고정되어 있는 로드(133e)가 결합된다.

피스톤 로드(133d)는 피스톤(133a)과 결합되어 피스톤(133a)과 같이 왕복 운동을 한다.

여기서, 도면부호 l은 복동식 유압실린더(133)의 전체길이 즉, 로드(133e) 끝단과 피스톤 로드(133d) 끝단사이의 거리를 말한다.

복동식 유압실린더(133)를 후진 작동(후진작동이란 복동식 유압실린더(133)의 전체길이(l)가 줄어들도록 피스톤(133a)을 이동시키는 작동을 말한다.)시키면 복동식 유압실린더(133)의 전체길이(l)가 줄어들게 되고 이로써 양쪽의 분할 벽체(113-1, 113-2)를 당기게 된다.

양쪽의 분할 벽체(113-1, 113-2)를 잡아당기면 자유단의 몸체 접합부위(110a)는 열리게 된다.

반대로 복동식 유압실린더(133)를 전진 작동(전진작동이란 복동식 유압실린더(133)의 전체길이(l)가 늘어나도록 피스톤(133a)을 운동시키는 작동을 말한다.)시키면 복동식 유압실린더(133)의 전체길이(l)가 늘어나게 되고 양쪽의 분할 벽체(113-1, 113-2)를 밀어내게 된다.

양쪽의 분할 벽체(113-1, 113-2)를 밀어내면 열렸던 몸체 접합부위(110a)는 닫히게 된다.

도 5b는 도 1의 수중 구조물 작업용 케이슨의 타측을 도시한 사시도이고, 도 7은 도 5b의 어긋남 방지장치를 확대 도시한 단면도이다.

도 5b 및 도 7을 참조하여 설명하면, 몸체 개폐장치(130)에 의해 분할 몸체(110-1, 110-2)가 서로 접할 때 서로 어긋나게 접하는 것을 방지하도록 어긋남 방지장치(140)가 더 부가되는 것이 바람직하다.

어긋남 방지장치(140)는 바닥체(111)의 중심을 기준으로 하여 분할 몸체(110-1, 110-2)간의 접합부위(110a)의 외측에 구비되어 서로 요철형태로 결합되며, 몸체 힌지부(120) 및 몸체 개폐장치(130)가 구비된 맞은편의 분할 벽체(113-1, 113-2)에 구비된다.

이러한 어긋남 방지장치(140)는 서로 요철형태로 결합되는 모서리 부분이 테이퍼지거나 둥글게 형성되는 것이 바람직하며 이렇게 테이퍼지거나 둥글게 형성되면 자연스럽게 어긋남이 조정될 수 있다.

몸체(110) 내부에는 도 1에 도시한 바와 같이, 몸체(110) 내부의 물을 외부로 배출시키는 배수펌프(400)가 고정 마련되는 것이 바람직하며, 배수펌프(400)와 연결된 배수펌프호스(420)도 구비된다.

여기서 배수펌프(400)는 몸체(110) 내에 고정되는 것으로 설명하였지만 외부에서 배수펌프(400)를 가져와 사용할 수도 있음은 물론이다.

또한, 몸체(110) 내에 이동식 발판(410)을 구비하여 작업자가 편리하게 작업할 수 있도록 할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 일단이 벽체(113)에 고정되며 타단이 강관파일(730)과 접촉되어 벽체(113)와 강관파일(730) 사이의 간격을 일정하게 유지하는 간격유지장치(500)가 복수로 마련되는 것이 바람직하다.

간격유지장치(500)는 일반적으로 스크류잭이 사용될 수 있으며, 각 분할 벽체(113-1, 113-2)에 각각 두 개가 구비되어 방사상으로 네 개가 설치될 수 있다.

여기서, 간격유지장치(500)의 개수와 설치되는 위치에는 제한이 없다.

도 8은 도 1의 높이조절 유압실린더를 확대 도시한 단면도이다.

슬라브(710)와 강관파일(730)에 대한 작업을 수행하고자 하는 부분의 거리가 비교적 가까울 경우 즉, 슬라브(710) 하부로부터 케이슨(100)이 설치되는 위치까지의 거리가 가까운 거리일 경우 슬라브(710) 하부로부터 케이슨(100)이 설치되는 위치까지의 거리를 조절하는 높이조절 유압실린더(300)가 마련될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 높이조절 유압실린더(300)의 일단은 몸체(110)에 고정되며 타단은 슬라브(710)와 접촉된다.

이러한 높이조절 유압실린더(300)는 복수로 마련되는 것이 바람직하며, 각 분할 벽체(113-1, 113-2)의 상단에 각각 두 개씩 총 네 개가 구비될 수 있다.

높이조절 유압실린더(300)는 상기의 몸체 개폐장치(130)에서 설명한 복동식 유압실린더인 것이 바람직하며, 복동식 유압실린더인 높이조절 유압실린더(300)를 전진 작동시키면 높이조절 유압실린더(300)의 전체길이가 늘어나는 방향으로 피스톤이 운동한다.

복동식 유압실린더의 작동은 상기의 몸체 개폐장치(130)의 설명을 참조하기로 하고 상세한 설명은 생략한다.(도 6 참조)

도 8에 도시한 바와 같이, 높이조절 유압실린더(300)의 슬라브(710)와 접촉되는 부분에는 충격완화재(310)가 고정되어 있어 슬라브(710)의 하면과 접촉될 때 의 충격을 완화시킬 수 있다. 이 충격완화재(310)는 목재로 되는 것이 바람직하다.

도 9는 본 발명의 다른 실시례에 따른 수중 구조물 작업용 케이슨이 수중 구조물에 설치된 상태를 도시한 단면도이고, 도 10은 도 9의 받침대를 도시한 평면도이며, 도 11a는 도 9의 받침대가 바닥체의 일측에 고정된 상태를 도시한 저면도이고, 도 11b는 도 11a의 받침대의 주요부분을 도시한 개략 단면도이다.

도 9를 참조하여 설명하면, 슬라브(710)와 강관파일(730)에 대한 작업을 수행하고자 하는 부분의 거리가 멀 경우 몸체(110)의 강관파일(730)에 대한 상하이동을 억제할 수 있도록 한쌍의 받침대(200)와, 받침대(200)를 개폐시키는 받침대 개폐장치(230)가 부가되는 것이 바람직하다.

도 10을 참조하여 설명하면, 한쌍의 분할 받침대(200-1, 200-2)로 이루어진 받침대(200)는 강관파일(730)이 관통하는 구조물 고정홀(212)이 형성되며, 하나의 접합부위(200b)가 몸체(110)의 하부에 마련되는 받침대 힌지부(220)에 의하여 힌지결합되어 강관파일(730)에 대하여 개폐 가능한 구조를 이룬다.

받침대 힌지부(220)는 한쌍의 분할 받침대(200-1, 200-2)에 각각 고정되는 암(121) 및 각 암(121)을 연결하며 받침대 힌지부(220)를 관통하여 상하로 돌출된 힌지축(223)을 포함하여 이루어진다.

도 11a 및 도 11b에 도시한 바와 같이, 바닥체(111)중 어느 한 분할 바닥체(111-2)의 하면에는 고정판(240a)이 고정되어 있고 이 고정판(240a)에는 돌출된 힌지축(223)이 고정되어 있다.

받침대 힌지부(220)의 암(121)을 관통하며 돌출된 힌지축(223)의 일단은 다 시 고정판(240b)에 의해 지지되는 구조이다.

받침대 개폐장치(230)는 구조물 고정홀(212)을 기준으로 하여 받침대 힌지부(220)의 외측에 마련되어 받침대(200)를 개폐시킨다.

받침대 개폐장치(230)는 상기의 몸체 개폐장치(130)에서 설명한 복동식 유압실린더인 것이 바람직하며, 복동식 유압실린더인 받침대 개폐장치(230)를 전진 작동시키면 받침대 개폐장치(230)의 전체길이가 늘어나는 방향으로 피스톤이 운동한다.

나아가 부력탱크(170)의 부력을 조절하기 위하여 도 9에 도시한 바와 같이, 부력탱크(170)에 연결되는 부력조절 펌프(270)가 마련될 수 있다.

부력조절 펌프(270)는 부력탱크(170)에 물을 유입시키거나 부력탱크(170)에 저장된 물을 외부로 배출시켜 부력탱크(170)의 부력을 조절할 수 있다.

이때 부력조절 펌프(270)에 의해 물이 부력탱크(170) 내로 유입될 때에는 부력탱크(170)내의 공기가 밖으로 빠져나갈 수 있도록 하고 반대로 저장된 물이 다시 외부로 배출될 때에는 부력탱크(170)로 공기가 들어올 수 있도록 하는 부력탱크(170)와 연통된 통풍구(280)가 마련되어 있다.

이하, 전술한 구성을 갖는 본 실시례의 작용을 설명한다.

<실시례 1>

도 1 내지 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

수중 구조물(700) 중 강관파일(730)의 비말대 및 간만대 부분에 부식을 방지하는 작업 등을 하기 위하여 본 실시례 1의 수중 구조물(700) 작업용 케이슨(100)(이하, 케이슨)을 강관파일(730)에 대한 작업을 수행하기 위해 작업하고자 위치로 이동시킨다.

이때 케이슨(100)의 몸체(110)에는 부력탱크(170)가 마련되어 있어 물로부터 일정한 부력을 받기 때문에 물에 뜨게 되므로 강관파일(730)의 비말대 및 간만대 부분에 위치시킬 수 있다.

이렇게 케이슨(100)을 작업위치로 이동시킨 후 몸체 개폐장치(130)를 작동시켜 몸체 힌지부(120)를 기준으로 자유단을 이루는 분할 접합부위(110a)를 열어준다(open).

열려진 분할 몸체 접합부위(110a)를 통하여 구조물 관통홀(112)에 강관파일(730)이 들어오도록 배치시킨 후 다시 몸체 개폐장치(130)를 작동시켜 분할 몸체 접합부위(110a)를 닫아준다(close).

이때 닫혀지는 분할 몸체 접합부위(110a) 양측의 분할 몸체(110-1, 110-2)에는 어긋남 방지장치(140)가 구비되어 있으므로 한쌍의 분할 몸체(110-1, 110-2)가 서로 어긋나게 접촉되더라도 자연스럽게 어긋남 방지장치(140)의 요철부분이 서로 결합되므로 각 분할 몸체(110-1, 110-2)는 높이가 서로 어긋나지 않고 딱 맞게 접촉된다.

분할 몸체 접합부위(110a)가 딱 맞게 접촉되어 닫히고 나면 배수펌프(400)를 작동시켜 몸체(110) 내부의 물을 외부로 배출시킨다.

이렇게 배수펌프(400)를 작동시켜 몸체(110) 내부의 수위가 케이슨(100) 외부의 수위보다 낮아지면 외부의 수압으로 인해 케이슨(100)은 강관파일(730) 방향으로 힘을 받게 되므로 차수패킹(150)은 강관파일(730) 및 분할된 몸체(110-1, 110-2)에 압착되어 외부의 물을 차수한다. 이로써 몸체(110) 내부에는 작업자가 들어가서 작업을 수행할 수 있는 건식환경이 마련된다.

이렇게 수중 구조물(700) 중 강관파일(730)에 대한 작업을 수행하기 위해 작업하고자 하는 강관파일(730) 부분에 분할 몸체(110-1, 110-2)를 조립한 다음 몸체(110) 내부의 물을 배수하여 몸체(110) 내부 공간을 건식환경으로 만들어 줌으로써 건식환경의 몸체(110) 내부공간에 작업자가 들어가 작업을 수행할 수 있도록 구성되어 평면이 아닌 입체적인 면에 대한 작업을 수행할 수 있다.

한편, 슬라브(710) 하면과 벽체(113)의 상단 사이의 거리가 비교적 가까울 경우 높이조절 유압실린더(300)의 타단이 슬라브(710)의 하면에 접촉되도록 높이조절 유압실린더(300)를 전진 작동시킨다.

높이조절 유압실린더(300)의 타단이 슬라브(710)의 하면에 접촉된 상태에서 높이조절 유압실린더(300)를 계속 전진 작동시키면 높이조절 유압실린더(300)가 부력이 작용하는 반대 방향으로 몸체(110)를 밀어내므로 슬라브(710) 하면과 벽체(113) 상단 사이의 거리를 조절할 수 있어 케이슨(100)이 강관파일(730)에 설치되는 위치를 정확하게 조정할 수 있다.

이렇게 높이조절 유압실린더(300)가 구비되어 몸체(110)를 부력이 작용하는 반대방향으로 하강시킴으로써 케이슨(100)을 간단하게 작업하고자하는 강관파일(730)의 정확한 위치에 설치할 수 있다.

상기에서 설명한 슬라브(710)와 분할 벽체(113)의 상단 사이의 거리가 비교적 가까울 경우란 높이조절 유압실린더(300)가 작동되는 힘에 의해 몸체(110)를 부력이 작용하는 반대 방향으로 이동시킬 수 있는 경우를 말한다.

정확한 위치에 케이슨(100)을 위치시킨 다음 간격유지장치(500)를 작동시켜 간격유지장치(500)의 일단을 강관파일(730)에 접촉시킴으로써 벽체(113)와 강관파일(730) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 한다.

이로써 파도 등에 의해 벽체(110)가 외부로부터 힘을 받더라도 벽체(113)와 강관파일(730)사이에 일정한 간격을 유지할 수 있어 강관파일(730)의 작업을 수행하는 작업자의 편의를 돕는다.

<실시례2>

도 9 내지 도 11을 참조하여 설명하기로 한다.

본 실시례 2의 수중 구조물(700) 작업용 케이슨(100')(이하, 케이슨)을 강관파일(730)에 대한 작업을 수행하기 위해 작업하고자 위치로 이동시킨다.

이때 케이슨(100')의 몸체(110)에는 부력탱크(170)가 마련되어 있어 바닥체(111)는 물로부터 일정한 부력을 받기 때문에 물에 뜨게 되므로 강관파일(730)의 비말대 및 간만대 부분에 위치시킬 수 있다.

슬라브(710)와 강관파일(730)에 대한 작업을 수행하고자 하는 부분의 거리가 멀 경우에 부력조절 펌프(270)를 작동시켜 부력탱크(170)내로 물을 유입시킴으로써 몸체(110)가 적절한 부력을 갖도록 한다.

이렇게 몸체(110)의 부력을 적절하게 조절하면 몸체(110)가 물에 잠기는 수심위치를 조절할 수 있으므로 케이슨(100')이 강관파일(730)에 설치되는 위치를 정확하게 조절할 수 있다.

이렇게 부력조절 펌프(270)가 구비되어 케이슨(100')을 작업하고자 하는 강관파일(730)의 보다 정확한 위치에 조정하여 설치할 수 있다.

상기에서 설명한 슬라브(710)와 분할벽체(113)의 상단 사이의 거리가 먼 경우란 상기 실시례 1에서 설명한 높이조절 유압실린더(300)가 작동되는 힘에 의해 몸체(110)를 부력이 작용하는 반대방향으로 이동시킬 수 없을 경우를 말한다.

슬라브(710) 하면과 벽체(113) 상단 사이의 거리를 적절하게 조정하여 작업하고자 하는 강관파일(730)의 정확한 위치에 몸체(110)를 설치한 후 몸체 개폐장치(130)를 전진 작동시켜 분할 몸체 접합부위(110a)를 열어준다.

이렇게 열려진 분할 몸체 접합부위(110a)를 통하여 구조물 관통홀(112)에 강관파일(730)이 들어오도록 배치시킨 후 다시 몸체 개폐장치(130)를 후진 작동시켜 열려진 분할 몸체 접합부위(110a)를 닫아준다.

분할 몸체 접합부위(110a)를 닫은 후 배수펌프(400)로 몸체(110) 내부의 물을 모두 배수하면 차수패킹(150)이 압착되고 압착된 차수패킹(150)에 의해 외부의 물을 차수하면 몸체(110) 내부에는 작업자가 들어가서 작업을 수행할 수 있는 건식환경이 마련된다.

이렇게 배수펌프(400)로 몸체(110) 내부의 물을 배수하면 차수패킹(150)이 압착되고 압착된 차수패킹(150)에 의해 외부의 물을 차수하면 받침대 개폐장치(230)에 의해 이미 열려진 접합부위(200a)에 강관파일(730)의 외주면이 접촉되도록 한 후 받침대 개폐장치(230)를 후진 작동시켜 열려진 받침대 접합부위(200a)를 닫아준다.

이렇게 받침대(200)를 강관파일(730)의 외주면에 강제로 고정시키면 몸체(110)의 상하유동이 방지하므로 몸체(110)는 강관파일에 고정될 수 있다.

실시례 2의 구성들 중 다른 구성들의 작용은 전술한 실시례 1과 동일하므로 전술한 실시례 1을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시례에 따른 수중 구조물 작업용 케이슨을 강관파일의 보수작업에 한정하지 않고 수중 구조물 중 수면이하에 존치한 부분의 절단, 교체, 용접, 산화피막제거, 도장 및 콘크리트 구조물의 쇠굴 보강 등의 다양한 수중 작업에 사용될 수 있으며, 본 발명의 수중 구조물 작업용 케이슨은 당업자에 의하여 다양하게 응용하여 사용할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시례를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 수중 구조물 작업용 케이슨에 따르면, 수중 구조물 중 강관파일에 대한 작업을 수행하기 위해 작업하고자 하는 강관파일 부분에 분할 몸체를 조립한 다음 몸체 내부의 물을 배수하여 몸체 내부 공간을 건식환경으로 만들어 줌으로써 건식환경의 몸체 내부공간에 작업자가 들어가 작업을 수행할 수 있도록 구성되어 평면이 아닌 입체적인 면에 대한 작업을 수행할 수 있다.

또한, 몸체를 부력이 작용하는 반대방향으로 하강시켜 슬라브 하부와 벽체 상단 사이의 거리를 조절하는 장치가 구비됨으로써 케이슨을 간단한 방법으로 작업하고자하는 강관파일의 정확한 위치에 설치할 수 있다.

나아가, 어긋남 방지장치가 구비됨으로써 한쌍의 분할 몸체가 서로 어긋나게 접촉되더라도 자연스럽게 어긋남 방지장치의 요철부분이 결합되어 분할 몸체는 서로 높이가 딱 맞게 접촉될 수 있다.

더욱이, 벽체와 강관파일 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 하는 간격유지장치가 구비됨으로써 파도 등에 의해 케이슨이 외부의 힘을 받더라도 케이슨 내부 공간을 일정하게 유지할 수 있어 강관파일의 작업을 수행하는 작업자의 편의를 도울 수 있다.

또한, 차수패킹은 몸체에 탈부착될 수 있으므로 장기적인 사용으로 인해 차수패킹이 닳게 되는 경우 새로운 차수패킹을 교체하여 사용할 수 있다.

Claims

슬라브 및 상기 슬라브 하부를 지지하는 강관파일로 이루어진 수중 구조물 중 상기 강관파일에 대한 작업을 수행하기 위한 수중 구조물 작업용 케이슨에 있어서,

상기 강관파일이 관통하는 구조물 관통홀이 형성되는 바닥체 및 상기 바닥체의 외주로부터 상부로 연장되는 벽체를 포함하여 이루어지되, 상기 바닥체 및 상기 벽체가 상기 구조물 관통홀을 지나면서 절단되는 분할 바닥체 및 분할 벽체를 포함하여 이루어지는 적어도 둘 이상의 분할 몸체로 구분되는 몸체;

상기 분할 몸체간의 접합부위 및 상기 바닥체와 상기 강관파일간의 접합부위를 따라 상기 몸체에 고정되는 차수패킹;

상기 몸체가 부력을 받을 수 있도록 상기 몸체에 마련되는 부력탱크;를 포함하여 이루어지는 수중 구조물 작업용 케이슨.
제 1항에 있어서,

상기 분할 몸체들의 접합부위 중 하나의 접합부위는 자유단을 이루며,

상기 분할 몸체들의 접합부위 중 나머지 접합부위는 상기 바닥체의 중심을 기준으로 하여 상기 분할 몸체간의 접합부위의 외측에 마련되는 몸체 힌지부에 의해 서로 힌지결합되어 고정되는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 작업용 케이슨.
제 2항에 있어서,

상기 바닥체의 중심을 기준으로 하여 상기 몸체 힌지부의 외측에 상기 분할 몸체들을 개폐시키는 적어도 하나 이상의 몸체 개폐장치가 마련되는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 작업용 케이슨.
제 3항에 있어서,

상기 강관파일이 관통하는 구조물 고정홀이 형성되며,

하나의 접합부위가 상기 몸체의 하부에 마련되는 받침대 힌지부에 의하여 힌지결합되어 상기 강관파일에 대하여 개폐 가능한 구조를 이루는 한쌍의 받침대;

상기 구조물 고정홀을 기준으로 하여 상기 받침대 힌지부의 외측에 마련되어 상기 받침대를 개폐시키는 받침대 개폐장치;가 부가되어,

상기 받침대 개폐장치가 상기 받침대를 닫아 상기 몸체의 상기 강관파일에 대한 상하이동을 억제하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 작업용 케이슨.
제 4항에 있어서,

상기 부력탱크의 부력을 조절하기 위하여,

상기 부력탱크에 물을 유입시키거나 상기 부력탱크에 저장된 물을 외부로 배출시키기 위하여 상기 부력탱크에 연결되는 부력조절 펌프가 마련되는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 작업용 케이슨.
제 3항에 있어서,

일단이 상기 몸체에 고정되며 타단이 상기 슬라브와 접촉되어 상기 몸체와 상기 슬라브 사이의 거리를 조절하는 높이조절 유압실린더가 복수로 마련되는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 작업용 케이슨.
제 3항, 제 4항, 또는 제 6항에 있어서,

상기 몸체 개폐장치, 상기 받침대 개폐장치, 상기 높이조절 유압실린더 중 어느 하나는 복동식 유압실린더로 이루어진 것을 특징으로 하는 수중 구조물 작업용 케이슨.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 바닥체의 중심을 기준으로 하여 상기 분할 몸체간의 접합부위의 외측에는 상기 분할 몸체간의 접합시 상기 분할 몸체간의 어긋남을 방지하기 위하여 서로 요철형태로 결합되는 어긋남 방지장치가 부가되는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 작업용 케이슨.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 몸체 내부에 상기 몸체 내부의 물을 외부로 배출시키는 배수펌프가 고정 마련되는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 작업용 케이슨.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

일단이 상기 벽체에 고정되며 타단이 상기 강관파일과 접촉되어 상기 벽체와 상기 강관파일 사이의 간격을 일정하게 유지하는 간격유지장치가 복수로 마련되는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 작업용 케이슨.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 차수패킹은 상기 접합부위들에 탈착가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 작업용 케이슨.