KR20100010967A - 해상 부유식 구조물 기초공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해상에 건설 시공물의 기초가 될 바닥 슬래브를 수면위에 고정하는 장치로서, 슬래브를 떠받칠 기둥을 부력 발생장치를 하고 파도와 해류저항을 덜 받게 하기위하여 둥근 관을 수평보다는 수직으로 세워 수심에 깊이 넣는 방식으로 뿌리 깊은 나무는 쓰러지지 않는다는 진리를 시공방법에 응용하였다.

슬래브가 수면에서 일정한 높이의 부력 수평을 유지하기 위하여 부력발생기둥에 평균 수위 감지장치에 의해 입-퇴수 펌프작동스위치를 자동으로 작동하여 수면에서 일정한 수평을 유지하게 하였다.

또 하나의 수평유지 장치로, 시추선과 같은 수면높이에서의 일정한 수평유지가 아닌 지표면에서의 일정한 높이에 고정 수평을 유지하기 위하여 해저 지표면에서 고정위치 까지 강철봉을 설치하여 부유기둥 상부에 부착된 양수펌프 작동스위치를 작동하는 방법으로 스위치가 부착된 몸체기둥과 스위치작동 봉이 따로 작용하도록 하여 조수의 차에 입-퇴수 작동으로 부력을 조절하므로 상하고정오차가 발생하지 않게 하였다.

그리고 해상구조물의 고정 장치에 기본이 되는 닻줄 또한 도르래와 추를 응용하여 자동으로 닻줄의 장력과 구조물의 하중질량을 조절하여 안정된 정박을 할 수 있게 고안하였다.

(1) 상판블록 (2) 블록배열 틀 (3) 슬래브 보 (4) 기둥상판 (5) 기둥 상부 관 (6) 기둥보강 트러스 (7) 입수펌프 (8) 퇴수펌프 (9) 입-퇴수 감지스위치 (10) 부유기둥 연결관 (11) 부유기둥 하부관 (12) 도르래 (13) 닻줄 (14) 닻줄장력 추 (15) 닻 (16) 상판블록 구성도 (17) 블록배열 틀 구성도 (18) 상판 보 구성도 (19) 부유기둥 상부관 구성도 (20) 부유기둥 연결관 구성도 (21) 부유기둥내부 수압 버팀 트러스 (22) 고무패킹 (23) 부유기둥 하부관 구성도 (24) 자동 닻 구성도 (25) 부유관 부력조절 장치 구성도 (26) 평균수위 유지관 (27) 입수 스위치 (28) 퇴수 스위치 (29) 튜브 공 (30) 본체 연결 패킹 (31) 연결 구성도 (32) 본체 연결볼트 (33) 스프링 (34) 왓샤 (35) 너트 (36) 지표면 수평장치 구성도 (37) 지표면 수평유지 펌프스위치 작동관 (38) 관 통과 고리 (39) 상부 닻

Description

해상 부유식 구조물 기초공법{The foundation a method of construction of sea the infrastructure which floats}

지금까지 이 분야의 시공법은 석유시추선과 같은 여려운 시공방법을 채택하는 관계로 자금과 기술대중화에 장애요인이 되고 있는 것이다.

본 배경기술은 낚시 대의 찌와 봉돌(추)의 역할 원리를 수정보완하면서 찌의 둥글고 가는 기둥 형을 수면에 수직으로 세우면 파도의 물결파에 대한 저항을 적게 받게 되는데 이러한 찌를 물결보다 크고 길게 세워보면 물결파의 저항이 없는 안정감을 얻게 된다.

봉돌의 역할 또한 찌 밑에 봉돌을 다는 것은 수직중심의 의미도 있지만 부력질량에도 작용하므로 본 구조물의 배경기술에 중요한 바탕이 되었다.

부력발생 관을 수직으로 세워 파도와 해류의 저항을 적게 받게 하였고 수면 평균수위 수평조절장치와 지표면에서 수상고정위치 수평유지 장치를 입-퇴수 펌프양수 방식으로 부력조절장치를 하였다.

상기장치 이외에 닻에 도르래와 추를 이용하여 닻줄의 장력 조절장치로 구조물 고정 장치를 자동화 하였다.

지구의 3/4은 해수면이 차지하고 있으나 해양개발건설은 안타까운 현실이지만 거의 제자리걸음 상태라고 볼 수 있다.

이러한 현실은 해상특유의 해류흐름, 풍랑, 수심, 태풍, 천재지변 등을 극복할 수 있는 마땅한 기술이 개발되지 못하고 일부 시공기술은 많은 자금이 소요되는 관계로 해상개발건설의 발목을 잡고 있는 것이다.

이에 본 발명은 해상구조물의 핵심이라 할 수 있는 고정, 수평유지 기술과 저렴한 시공 비용기술을 해결하고자 하는 과제를 목표로 구상한 기술이다.

해상구조물의 기초가 되는 해상슬래브의 고정, 수평 유지를 해결하기 위하여 슬래브를 떠받칠 기둥에 둥근 관을 수직 반 잠수식으로 세워 관속에 물을 담고 빼는 양수기를 설치하여 부력조절을 하였다.

수평유지를 조절하기 위하여 평균수위를 확보하고 그 평균수위에 부유공을 띄워 입-퇴수 양수기 스위치를 작동하는 방법으로 슬래브위에 이동식 구조물의 하중을 조절할 수 있게 하였다.

부유식 기둥관 하부에 도르래를 장착하여 닻줄을 걸고 닻줄의 한쪽 끝을 닻에 묶고 다른 한쪽 끝에는 추를 달아 조수간만의 차에서 발생하는 닻줄의 장력을 조절하고 부력의 질량을 높여 슬래브위의 이동물체 때문에 고정 부력이 흔들리지 않게 하여 안정된 해상구조물의 기초를 고안하였고, 부력발생장치를 넓이보다 수직 으로 깊이 세워 뿌리깊은 나무는 흔들리지 않는다는 진리를 수직부유식 기둥시공 방법으로 채택하였다.

본 해상 부유식 구조물 기초공법은 시공방법이 쉽고 안전효율이 높으며 비용이 저렴한 효과가 있다.

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본 발명은 해상부유식 구조물 기초 공법을 설계한 것으로 해수면위에 부상할 상판 즉, 해상건축물의 바닥이 될 슬래브부분을 철재 상판블록(1)을 블록배열 틀(2)에 끼워 맞추고 슬래브 보(3)와 접착하여 슬래브를 형성한다.

다음 공정으로 사각슬래브 모서리 밑에 설치될 네 개의 기둥을 둥근 관 형태로제작하여 밑면을 막고 수중에 수직으로 세웠을 때 부력이 있는 기둥을 만든다.

이와 같은 부유식 기둥을 삼등분하여 가장 윗부분, 수면위에 부상할 기둥을 상부관으로 하고 가운데 부분이 연결관이 되며, 가장 밑 부분을 하부관으로 나누어 분리 연결이 용이하게 제작한다.

이 삼등분 분리공법의 기둥상부관(5)은 4개의 기둥을 기둥보강 트러스)6)로 일체형을 만들어 비틀림을 보강하고 슬래브 보(3)와 연결 시공이 용이하게 하는데 목적이 있고 기둥 연결관(10)은 슬래브 위에 고정적재 될 물체의 하중에 따라 부유기둥 연결관(10)을 다수로 증강하여 필요한 부력을 구하기 위함이고, 부유기둥 연 결관(10)이 둘 이상일 때는 부유기둥 상부관 구성도(19)와 같이 기둥보강 트러스(6)로 보강해야 할 필요가 있다.

그리고 기둥 하부관(11)은 밑바닥 막음 부분에 도르래(12)를 장착한 것은 닻줄(13)의 장력을 자동조절 하는 장치로서, 닻줄의 한쪽 끝을 해저면에 안착된 닻(15)에 연결하고 다른 한쪽 끝은 도르래(12)에 끼워 반대 방향으로 나오게 하여 닻줄장력 추(14)에 연결하는데, 닻과 추의 비율은 닻이 3톤일 때 추는 1톤으로 3대1의 비율이 가장 적절하며 이러한 자동조절장치는 조수의 차이로 발생하는 닻줄의 장력을 자동조절 하여 구조물의 이동오차를 방지할 수 있고 추한개의 무게가 1톤이므로 네 기둥전체의 무게의 합은 4톤이며, 이 4톤의 무게는 슬래브위에 이동식 물체의 움직임이 4톤 미만일 때는 본 구조물의 부력진동에 반응하지 않고 안정된 부력질량을 유지하게 되는 것이다.

4톤 이상의 물체가 이동할 때는 이동물체의 중량만큼 부력조절이 필요하게 되는데, 이때의 부력조절을 위하여 부유기둥 내부와 외부에 입수펌프(7)와 퇴수펌프(8)를 부유관 부력조절장치 구성도(25)와 같이 장착하고 별도의 직경 100mm, 길이 10m정도의 위아래가 뚫린 평균수위 유지관(26)을 수심6m, 수상4m 위치의 부유기둥 외부에 부착하면 파도수위가 아닌 평균수위가 관속에 남게 되는데, 이 수면위에 자루가 달린 부유공(29)을 띄우고 자루가 위쪽으로 향하게 하여 자루상부 끝부분이 평균수위 유지관(26)속의 수위에 따라 펌프스위치를 작동하게 되는 것이다.

슬래브위에 하중이 무거우면 본 구조물이 가라앉게 되지만 평균수위는 그대로 이므로 당연히 상부의 퇴수 스위치(28)을 누르게 되고 퇴수펌프(8)를 작동시켜 부유관 속의 물이 빠져 나가면서 부력이 커져 부상하기 때문에 본 구조물의 수평을 유지하게 되고, 슬래브위의 이동식 물체가 지나가고 나면 본 구조물이 상승하는 것과 동시에 평균수위에 띄워진 부유공(29)자루가 입수스위치를 눌러 입수펌프(7)를 작동시키므로 본 구조물의 안정된 수평이 유지되는 것이다.

경우에 따라서 석유시추선과 같이 구조물의 움직임의 오차가 중요한 시공일 때는 지표면 수평유지 구성도(38)를 보는 바와 같이 입-퇴수 감지스위치(9)를 본체기둥 상부관(5)외부에 부착하고, 지표면 수평유지 작동관(36)을 관 통과 고리(37)로 지지하여 구부러지거나 꺾어지지 않도록 보완하여 별도로 설치하면 조수 차의 상하작용에도 설정된 수위를 입-퇴수 장치로 오차 없이 수평을 유지하게 된다.

그리고 원하는 부유식 구조물이 완성되면 상부 닻 장치(39)를 대각선으로 설치하여 본 구조물의 시공을 완성하는 것이다.

또한, 본 구조물을 둘 이상 다수로 연결할 때는 슬래브 보와 추가연결 할 보 사이, 즉, H강제와 H강제 사이에 고무패킹(30)을 끼우고 구조물 특성상 약간의 진동 유격을 흡수할 수 있도록 연결볼트(32)에 스프링(33)을 끼워 연결 시공을 하면 견고하고 안정된 해상부유식구조물 기초가 성립되는 것이다.

본 발명은 해상 부유식 구조물 기초시공 기술로써, 해상 파력-풍력 발전소, 해상 군사기지, 해상 비행장, 해상 공단, 해상 도시, 해상 콘테이너 부두, 해상 어업양식장, 석유시추간판, 해상 호델 및 위락시설 등 해상 건축, 건설물의 기초기반을 제공하게 되는 것이다.

도 1,2,3,4는 본 발명의 구성 예시도

도 5는 본 발명의 실시 예시도

Claims (3)

1. 닻줄의 장력조절을 하기위하여 도르래와 추를 이용하는 닻줄장력 자동조절장치.
2. 부유관 부력조절 목적으로 해수면 평균수위감지 장치에 의하여 자동으로 입-퇴수 펌프를 작동하는 장치.
3. 조수간만의 차에서 발생하는 낙차를 수평으로 유지하는 입-퇴수 펌프작동 스위치를 지표면에서 봉을 이용하여 자동으로 작동하는 장치.

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