KR20090051386A

KR20090051386A - 해상교량

Info

Publication number: KR20090051386A
Application number: KR1020070117755A
Authority: KR
Inventors: 송종영; 하대성; 김성준; 김동완; 김화수
Original assignee: 삼성물산 주식회사
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2009-05-22

Abstract

본 발명은 건설, 토목 분야에 관한 것으로서, 특히 사람이나 차량 등이 하천,호수,해협,만,운하 등을 건너갈 수 있도록 해상 위에 만든 고가구조물인 해상교량에 관한 것이다. 특히 본 발명은 해상에 설치되는 해상교량으로서, 청정에너지원을 이용하여 전력을 발전하는 발전설비가 설치될 수 있도록 구비된 발전설비 설치부를 포함함으로써, 친환경적인 방법으로 전력 공급을 위한 초기 시설 비용 및 유지,관리 비용을 절감할 수 있고, 관광 자원화될 수 있고, 자연학습장이 될 수 있다.

해상교량, 상부 구조물, 기초 구조물, 발전설비, 풍력발전

Description

해상교량 {A MARINE BRIDGE}

본 발명은 건설, 토목 분야에 관한 것으로서, 특히 사람이나 차량 등이 하천,호수,해협,만,운하 등을 건너갈 수 있도록 해상 위에 만든 고가구조물인 해상교량에 관한 것이다.

일반적으로 해상교량에는 야간 통행과 교량의 효율적인 통제, 보행자 및 통행 차량의 보호 등을 위한 목적을 위해 가로등, 전광판을 비롯한 각종 전기 시설이 부속되기 마련이다.

이러한 해상교량에 부속된 각종 전기 시설은, 해상교량이 망망대해에 설치되어 있고, 해상에 전력시설을 구축하려면 상당한 초기 시설 비용 및 유지, 관리 비용이 소용되는바, 지상의 전력시설로부터 전송된 전력을 공급받는다.

하지만, 지상의 전력시설로부터 해상교량에 부속된 조명기구를 비롯한 각종 전기 시설로 전력을 전송하는 경우에도, 해상교량의 길이가 상당히 길다면, 거리상 문제를 비롯한 각종 어려움이 있기 때문에, 이 또한 초기 시설 비용 및 유지, 관리 비용이 상당히 요구되고, 해상교량에 부속되는 전기시설이 제한될 수밖에 없다.

또한, 교토의정서 발효로 청정에너지원의 확보가 필수적이다.

그런데, 이러한 해상교량은, 망망대해에 설치된 점이, 요즘 무해한 대체에너지의 자원으로서 각광받고 있는 풍력, 태양광을 비롯한 청정에너지원을 풍부하게 얻을 수 있다는 장점이 된다. 그러나, 이와 같은 해상조건을 활용한 청정에너지 시설의 설치를 위해서는 발전설비 기초 구조물 설치를 위한 고가의 초기 비용이 요구된다. 따라서, 해상교량과 해상의 기후조건을 활용한 청정에너지원을 접목하는 방안이 절실히 필요한 실정이다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 풍력, 태양광을 비롯한 청정 에너지원에 의한 발전설비와 접목된 해상교량을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 해상에 설치되는 해상교량으로서, 청정에너지원을 이용하여 전력을 발전하는 발전설비가 설치될 수 있도록 구비된 발전설비 설치부를 포함하는 해상교량을 개시한다.

상기 발전설비는 풍력을 이용할 수 있다.

상기 발전설비 설치부는, 상기 풍력 발전설비의 풍차가 해상교량의 방호벽 위에 설치되도록 구비될 수 있다.

상기 발전설비 설치부는, 상기 풍력 발전설비의 적어도 일부가 해상교량의 방호벽 위에 설치되도록 구비될 수 있다.

상기 발전설비 설치부는, 상기 방호벽 위에 안착되고 상기 풍력 발전설비와 결합되는 베이스와; 상기 베이스를 상기 방호벽에 고정시키는 고정부재를 포함할 수 있다.

상기 베이스는 상기 풍력 발전설비와 일체로 구조화될 수 있다.

상기 베이스는, 상기 방호벽 위에 얹혀지고, 상기 고정부재에 의해 상기 방 호벽에 고정되는 플레이트와; 상기 플레이트 위에 형성되어 상기 풍력 발전설비를 지지하는 적어도 하나의 리브를 포함할 수 있다.

상기 리브는, 복수 개가 상기 풍력 발전설비의 둘레를 따라 방사형으로 배치될 수 있다.

상기 고정부재는 앵커볼트일 수 있다.

상기 앵커볼트는 상기 방호벽에 묻어지는 부분의 끝이 구부러진 형상일 수 있다.

상기 발전설비의 전력선을 배선시키는 배선부를 더 포함할 수 있다.

상기 배선부는, 상기 전력선이 해상교량의 방호벽의 내부를 통해 배선되도록, 상기 방호벽의 내부에 매립되어 상기 전력선을 지지하는 케이블 덕트를 포함할 수 있다.

상기 해상교량은 박스 거더교로 구축되고, 상기 배선부는, 상기 전력선이 박스 거더교의 박스 거더 내부 공간을 통해 배선되도록, 상기 박스 거더의 일측에 상기 박스 거더 내부 공간과 연통되는 배선 홀이 형성되고, 상기 박스 거더 내부 공간에 상기 전력선을 지지하는 케이블 트레이가 설치되어 이루어질 수 있다.

상기 배선부는 해상교량의 일측에 고정되어 상기 전력선의 배선을 안내하는 전력선 가이드 부재를 포함할 수 있다.

상기 발전설비와 일체로 구조화되어 상기 발전설비의 전력을 공급받는 조명기구를 포함할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 해상교량은, 풍력, 태양광을 비롯한 청정에너지원을 이용한 발전 설비가 접목되기 때문에, 전력 공급을 위한 초기 시설 비용, 특히 기초 구조물 비용 및 유지,관리 비용이 절감될 수 있어 경제적이고 친환경적이고, 청정에너지원의 기초 구조물을 겸할 수 있고, 미적인 해상 구조물로서 관광 자원화될 수 있고, 풍력발전의 원리를 학습할 수 있는 자연학습장이 될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 해상교량의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 해상교량에 풍력발전설비를 설치하는 작업을 나타낸 모식도이다.

본 발명에 따른 해상교량은, 해상에 시공되는 교각과 같은 기초 구조물(2)과, 기초 구조물(2) 위에 설치되는 상부 구조물(4)과, 청정에너지원을 이용하여 전력을 발전하는 발전설비가 설치될 수 있도록 구비된 발전설비 설치부(20)를 포함한다.

이러한 해상교량은, 상부 구조물(4)의 유형에 따라, 슬래브교(slab bridge), T형 거더교(T-girder bridge), 합성 거더교(composite girder bridge), 박스 거더교(box girder bridge), 아치교(arch bridge), 라멘교(rigid frame bridge) 등이 있다. 이중 본 발명에 따른 해상교량은, 발전설비의 구성 요소가 내장되기 쉽도록 박스 거더교로 구현되는 것이 바람직하다. 물론, 본 발명에 따른 해상교량이 박스 거더교로만 한정되는 것은 아니다.

상부 구조물(4)은, 차량이나 사람 등의 이탈을 방지하기 위해 상측 가장자리에 방호벽(5)이 구축되는 것이 보편적이다. 즉, 본 발명에 따른 해상교량이 상술한 바와 같이 박스 거더교인 경우, 방호벽(5)은 박스 거더(6) 상측에 구축된다.

해상의 기후 조건을 활용하여 풍부하게 얻을 수 있는 청정에너지원으로는, 바람을 이용한 풍력, 태양열을 이용한 태양광 등이 있다.

따라서, 발전설비는 풍력을 이용한 풍력발전설비(10)도 가능하고, 태양열을 이용한 태양광발전설비가 가능하다. 이 중, 태양광은 밤이나, 날씨가 흐린 경우 등에는 그 에너지원을 이용하기 어려운데 반해, 풍력은 이러한 문제점이 없는 바, 해상교량과 접목되는 발전설비로는 풍력발전설비(10)가 보다 바람직하다.

이와 같이 해상교량과 청정에너지원을 이용하는 발전설비가 접목되면, 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다.

첫째, 해상교량에 풍력발전설비(10)와 같은 발전설비가 직접 구축됨으로써, 해상 환경에서 발전설비를 지지하기 위한 발전설비 기초구조 설치비의 절감, 해상교량에 부속된 각종 전기시설의 전력 공급을 위한 초기 시설 비용 및 유지, 관리 비용이 상당부분 절감될 수 있다.

둘째, 해상교량과 접목된 발전설비에 발전된 전력은 지상이나 다른 해상 구조물로 전송될 수 있기 때문에, 해상교량이 청정에너지원을 이용하는 대체 에너지 설비의 기초 구조물 역할을 겸함으로써, 대체 에너지 설비의 구축 비용 및 시간이 상당부분 절감될 수 있고, 자연훼손을 최소화할 수 있다.

셋째, 풍차(12), 태양판과 같은 발전설비의 미적인 면을 부각하여 미적인 해상 구조물로 구현됨으로써 관광 자원화될 수 있다.

이하, 박스 거더교로 구축되는 해상교량이 여러 발전설비 중 풍력발전설비(10)와 접목된 실시 예를 상세히 설명한다.

풍력발전설비(10)는, 발전설비 설치부(20)에 의해 설치되어 바람에 의해 회전되면서 회전력을 발생시키는 적어도 하나의 풍차(12)와, 풍차(12)의 회전력을 전달받아서 전력을 발생시키는 적어도 하나의 발전기(미도시)를 포함한다. 이외에도 풍력발전설비(10)는, 발전한 전력을 축전하여 이용할 수 있도록 축전기(미도시)가 더 포함될 수 있다. 또한 풍력발전설비(10)는, 발전한 전력을 다른 곳으로 보낼 수 있도록 송전기(미도시)가 더 포함될 수 있다.

풍차(12)는, 충분한 전력을 발전할 수 있도록 복수 개로 구성되는 것이 바람직한데, 서로 간섭되지 않도록 상부 구조물(4)의 가로를 따라 배열되는 것이 바람직하다.

이러한 풍력발전설비(10)는, 모든 구성요소가 본 발명에 따른 해상교량에 설치될 수도 있지만, 필요에 따라 풍차(12)는 발전설비 설치부(20)에 의해 본 발명에 따른 해상교량에 설치되고, 풍차(12)를 제외한 나머지는 본 발명에 따른 해상교량이 아닌 곳에 설치되는 것도 가능하다.

한편, 풍력발전설비(10)는 가로등, 경관 조명을 비롯한 조명기구(14)와 접목될 수 있다. 자세히 설명하면, 조명기구(14)는 차량이나 사람의 통행을 방해하지 않도록, 전주와 같은 기둥에 의해 지지되는 것이 일반적인데, 풍차(12)가 조명기 구(14)를 지지하는 기둥 역할을 할 수 있다. 따라서, 풍차(12)에 조명기구(14)가 설치됨으로써, 시설물이 공용될 수 있어 시설 비용이 절감될 수 있고, 공사기간이 짧아질 수 있고, 풍차(12) 및 조명기구(14)의 개수가 충분히 확보될 수 있고, 풍차(12)와 조명기구(14)의 난잡한 배치를 방지할 수 있고, 조명기구(14)에 의해 풍차(12)의 미적인 면을 부가할 수 있게 된다.

나아가, 풍력발전설비(10)에 의해 발전된 전력은, 풍력발전설비(10)와 접목된 조명기구(14)에 공급됨으로써, 조명기구(14)의 작동에 필요한 전력이 간단하게 확보될 수 있다.

물론, 풍력발전설비(10)는 풍력발전설비(10)와 접목되는 조명기구(14) 이외에도 다른 전력시설이나 광고판, 표시판과 같은 시설물과도 접목될 수 있다. 또한 풍력발전설비(10)에 의해 발전된 전력은, 풍력발전설비(10)와 접목되는 조명기구(14) 이외에도 다른 전력시설에 공급될 수 있다. 또한, 풍력발전설비(10)와 접목되는 조명기구(14)나 이외 전력시설은 풍력발전설비(10)에 의해 발전된 전력과 함께, 다른 발전설비에 의해 발전된 전력 또는 상용전력을 공급받을 수도 있다.

다음으로, 상기에 언급한 발전설비 설치부(20)는, 풍차(12)로 인해 차량이나 사람의 통행이 방해받지 않도록, 풍차(12)를 기초 구조물(2)이나 상부 구조물(4)의 박스 거더(6) 가장자리에 설치시키는 것이 바람직하다.

특히 발전설비 설치부(20)는, 풍차(12)를 방호벽(5) 위에 설치하여 방호벽(5)과 일체화되게 할 수 있다. 그러면, 풍차(12)가 본 발명에 따른 해상교량의 가장 높은 곳에 설치됨으로써 풍차(12)를 가로막는 주변 구조물이 없어, 풍차(12) 가 최적의 성능을 발휘할 수 있다. 또한, 방호벽(5)이 풍차(12)의 기초 구조물(2) 역할을 겸하게 됨으로써 풍차(12)를 설치하기 위한 별도의 기초 구조물(2)을 구축할 필요가 없어 비용이 절감될 수 있고, 공사기간이 단축될 수 있고, 전체적인 구조가 간소해질 수 있다. 또한, 방호벽(5) 위에 설치된 풍차(12)가 미적인 구조물이 될 수 있어 관광 자원화될 수 있다.

이러한 발전설비 설치부(20)는, 풍차(12)를 방호벽(5) 위에 설치하는 구성이라면 어떠한 것이라도 무방하며, 바람직한 일 예로써 방호벽(5) 위에 안착되고 풍력발전설비(10), 정확하게는 풍차(12)와 결합되는 베이스(22)와, 베이스(22)를 방호벽(5)에 고정시키는 고정부재(24)를 포함할 수 있다.

베이스(22)는, 다양한 구조로 구성될 수 있으며, 바람직한 일 예로써, 방호벽(5) 위에 얹혀지고 고정부재(24)에 의해 방호벽(5)에 고정되는 플레이트(30)와, 플레이트(30) 위에 형성되어 풍력발전설비(10), 정확하게는 풍차(12)를 지지하는 적어도 하나의 리브(32)를 포함할 수 있다.

리브(32)는, 풍차(12)에 삽입되어 풍차(12)를 지지할 수 있다. 또는 리브(32)는, 본 실시 예와 같이, 풍차(12)의 외측에서 풍차(12)를 지지하는 것도 가능하다. 이때 리브(32)는, 풍차(12)의 전 둘레를 감싸도록 링형을 취할 수도 있고, 본 실시 예와 같이 단편 형태를 취할 수도 있다. 단편 형태를 취하는 리브(32)는, 풍차(12)를 견실하게 지지할 수 있도록, 풍차(12)의 둘레를 따라 방사형으로 복수 개 배치되는 것이 바람직하다.

이러한 베이스(22)는, 풍력발전설비(10), 정확하게는 풍차(12)와 일체로 구 조화되는 것도 가능하고, 풍차(12)와 별도로 제작되어 풍차(12)와 결합되는 것도 가능하다.

그리고, 고정부재(24)는, 베이스(22)가 방호벽(5) 위에 고정될 수 있다면 어떠한 구성이라도 무방하며, 바람직한 일 예로써, 방호벽(5)이 콘크리트 구조물 또는 철제 구조물로 구현되는 것이 보편적인바, 콘크리트 구조물이나 철제 구조물의 연결 방법에 적합한 앵커볼트(anchor bolt)로 구현될 수 있다.

이러한, 앵커볼트는 그 길이의 대부분이 방호벽(5) 속에 묻어지고 일부분이 방호벽(5) 위로 나와 플레이트(30)를 관통하는 볼트부(40)와, 상기 볼트부(40)에 나사 체결되어 플레이트(30)를 얽어매는 너트부(42)를 포함한다. 특히 앵커볼트의 볼트부(40)는 방호벽(5)으로부터 잘 빠지지 않도록, 방호벽(5)에 묻어지는 부분의 끝이 구부러지거나, 방호벽(5)에 묻어지는 부분에 앵커판(anchor plate)이 설치될 수 있다. 따라서, 풍차(12)가 보다 견실하게 방호벽(5) 위에 설치될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 해상교량은, 풍력발전설비(10)의 전력선(16)이 간소하게 배선될 수 있도록 전력선(16)을 상부 구조물(4) 또는 기초 구조물(2)에 배선시키는 배선부를 더 포함할 수 있다.

배선부는, 전력선(16)이 방호벽(5)이나 상부 구조물(4)의 외측을 따라 배선되도록 구성될 수도 있겠지만, 이보다는 경관을 훼손하지 않고, 전력선(16)을 보호할 수 있도록, 전력선(16)이 은닉될 수 있는 구성을 취하는 것이 바람직하다.

따라서, 배선부는 본 실시 예와 같이 풍차(12)와 방호벽(5)이 일체형으로 구축되는 경우, 전력선(16)이 방호벽(5)의 내부를 통해 배선되도록 구성될 수 있다. 이때, 전력선(16)은 방호벽(5)에 바로 묻어질 수도 있겠지만, 이보다는 배선부는 방호벽(5)의 내부에 매립되고 전력선(16)이 통과할 수 있는 배선 통로가 형성되어 전력선(16)을 지지하는 케이블 덕트(50)를 포함함으로써, 전력선(16)이 보호되고 전력선(16)의 배선 작업이 용이하도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 케이블 덕트(50)는, 전력선(16)이 방호벽(5)의 내부에만 매립되도록, 방호벽(5)의 길이를 따라 설치될 수도 있고, 본 실시 예와 같이 전력선(16)이 방호벽(5)을 통과하여 외부 또는 상부 구조물(4)의 다른 부분이나 기초 구조물(2)로 배선될 수 있도록, 방호벽(5)의 높이를 따라 설치될 수도 있다.

또는, 배선부는, 박스 거더(6)의 내부에 공간이 있는바, 전력선(16)이 박스 거더(6)의 내부 공간을 통해 배선될 수 있도록, 박스 거더(6)의 일측에 박스 거더(6)의 내부 공간과 연통되는 배선 홀(H)이 형성되고, 박스 거더(6)의 내부 공간에 전력선(16)을 지지하는 케이블 트레이(52)가 설치되어 이루어질 수 있다. 이때, 전력선(16)은 풍차(12)로부터 박스 거더(6)의 내부 공간까지 상술한 바와 같이 방호벽(5)의 내부를 통해 배선될 수도 있고, 방호벽(5)의 외부를 따라 배선될 수도 있다.

또는, 배선부는 전력선(16)이 상부 구조물(4) 또는 기초 구조물(2)의 내,외면에 붙어 배선될 수 있도록, 전력선(16)의 배선을 안내하는 전력선 가이드 부재(54)를 더 포함할 수 있다. 전력선 가이드 부재(54)는, 다양한 방법으로 구현될 수 있으며, 일 예로써, 상부 구조물(4) 또는 기초 구조물(2)에 고정되고, 전력선(16)이 통과할 수 있는 형상을 취할 수 있다.

한편, 발전설비 설치부(20) 하나 당 하나의 풍차(12)를 설치하는 것도 가능하고, 발전설비 설치부(20) 하나 당 복수 개의 풍차(12)를 설치하는 것도 가능하다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 해상교량의 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 해상교량에 풍력발전설비를 설치하는 작업을 나타낸 모식도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2; 기초 구조물 4; 상부 구조물

5; 방호벽 6; 박스 거더

10; 풍력발전설비 12; 풍차

14; 조명기구 20; 발전설비 설치부

22; 베이스 24; 고정부재

30; 플레이트 32; 리브

40; 볼트부 42; 너트부

50; 케이블 덕트 52; 케이블 트레이

54; 전력선 가이드부재

Claims

해상에 설치되는 해상교량으로서,

청정에너지원을 이용하여 전력을 발전하는 발전설비가 설치될 수 있도록 구비된 발전설비 설치부를 포함하는 해상교량.
청구항 1에 있어서,

상기 발전설비는 풍력을 이용하는 풍력발전설비인 해상교량.
청구항 2에 있어서,

상기 발전설비 설치부는, 상기 풍력 발전설비의 풍차가 해상교량의 방호벽 위에 설치되도록 구비된 해상교량.
청구항 3에 있어서,

상기 발전설비 설치부는, 상기 방호벽 위에 안착되고 상기 풍력 발전설비와 결합되는 베이스와; 상기 베이스를 상기 방호벽에 고정시키는 고정부재를 포함하는 해상교량.
청구항 4에 있어서,

상기 베이스는 상기 풍력 발전설비와 일체로 구조화된 해상교량.
청구항 4에 있어서,

상기 베이스는, 상기 방호벽 위에 얹혀지고, 상기 고정부재에 의해 상기 방호벽에 고정되는 플레이트와;

상기 플레이트 위에 형성되어 상기 풍력 발전설비를 지지하는 적어도 하나의 리브를 포함하는 해상교량.
청구항 6에 있어서,

상기 리브는, 복수 개가 상기 풍력 발전설비의 둘레를 따라 방사형으로 배치된 해상교량.
청구항 4에 있어서,

상기 고정부재는 앵커볼트인 해상교량.
청구항 8에 있어서,

상기 앵커볼트는 상기 방호벽에 묻어지는 부분의 끝이 구부러진 형상인 해상교량.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,

상기 발전설비의 전력선을 배선시키는 배선부를 더 포함하는 해상교량.
청구항 10에 있어서,

상기 배선부는, 상기 전력선이 해상교량의 방호벽의 내부를 통해 배선되도록, 상기 방호벽의 내부에 매립되어 상기 전력선을 지지하는 케이블 덕트를 포함하는 해상교량.
청구항 10에 있어서,

상기 해상교량은 박스 거더교로 구축되고,

상기 배선부는, 상기 전력선이 박스 거더교의 박스 거더 내부 공간을 통해 배선되도록, 상기 박스 거더의 일측에 상기 박스 거더 내부 공간과 연통되는 배선 홀이 형성되고, 상기 박스 거더 내부 공간에 상기 전력선을 지지하는 케이블 트레이가 설치되어 이루어지는 해상교량.
청구항 10에 있어서,

상기 배선부는 해상교량의 일측에 고정되어 상기 전력선의 배선을 안내하는 전력선 가이드 부재를 포함하는 해상교량.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,

상기 발전설비와 일체로 구조화되어 상기 발전설비의 전력을 공급받는 조명기구를 포함하는 해상교량.