KR20110048832A

KR20110048832A - 원형 셀을 구비한 소파구조물의 케이슨 및 이를 이용한 안벽, 방파제, 호안

Info

Publication number: KR20110048832A
Application number: KR1020090105566A
Authority: KR
Inventors: 강윤구; 변기준; 박창욱; 유병화; 김진흥
Original assignee: 삼성물산 주식회사
Priority date: 2009-11-03
Filing date: 2009-11-03
Publication date: 2011-05-12
Also published as: KR101290330B1

Abstract

본 발명은 기초층(1) 상부에 설치된 복수의 케이슨(100)을 포함하는 소파구조물에 사용되는 위 케이슨(100)에 관한 것으로서, 상하방향의 격벽(120)에 의해 분할되는 복수의 셀(110)을 구비하고, 그 복수의 셀(110)은 전방에 배치됨과 아울러, 종단면이 원형 구조로서 형성된 전방 원형 셀(111)을 포함하는 구조를 제시함으로써, 설치를 위한 수상 견인 작업 중 파손의 우려가 없고, 파압 및 채움재의 측압에 효과적으로 저항할 수 있어 재료량을 줄일 수 있으며, 다방향 파랑에 대한 완충 효과를 얻을 수 있도록 한다.

케이슨, 소파, 원형 셀

Description

원형 셀을 구비한 소파구조물의 케이슨 및 이를 이용한 안벽, 방파제, 호안{CAISSON HAVING CIRCLE CELL AND QUAY WALL, BREAKWATER, SEAWALL USING THE SAME}

본 발명은 항만 기술분야에 관한 것으로서, 상세하게는 소파구조물의 케이슨 구조에 관한 것이다.

소파(消波)구조물이란, 파랑의 에너지를 소산(消散)시켜 해변 구조물을 보호하기 위한 호안(護岸), 배의 접안을 안정적으로 이루어지도록 하기 위한 안벽(岸壁), 외항의 파랑으로부터 내항을 보호하기 위한 방파제(防波堤) 등을 포함하는 통칭이다.

도 1은 종래의 경사식 방파제(사석 경사제)를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 기초 지반 위에 사석 등에 의한 기초층(1)이 양측 경사를 갖도록 축조되고, 전후 경사면을 보호하기 위하여 피복석(2)이 설치되며, 항 외측에는 다수의 소파블록(3)이 설치된다.

여기서, 상치 구조물(10)은 방파제의 최상단에 설치되는데, 파랑에 의해 상치 구조물(10)이 파손되거나 밀리는 것을 방지하기 위해서는, 소파블록(3)의 피복 높이가 상치 구조물(10)의 마루높이 부근까지 이르도록 해야 하는바, 수심이 깊거나 연약지반 층이 깊은 경우에는 공사비가 크게 증가한다는 문제가 있다.

도 2,3은 종래의 케이슨식 방파제 및 이에 사용되는 케이슨을 도시한 것이다.

이는 수심이 깊어 사석의 양이 지나치게 많이 소요되는 것을 방지하기 위해, 기초층(1)을 일정 높이까지만 축조하고, 그 위에 케이슨(20)을 다수 설치한 후, 케이슨(20) 내부에 모래 등의 채움재(4)를 채움으로써, 벽체의 안정을 이루도록 한 것이다.

케이슨(20)의 최상단에는 상치 구조물(21)이 설치되는데, 월파를 방지하면서도 상치 구조물(21)의 중량을 줄이기 위하여, 상치 구조물(21)의 상면에 파라펫이 설치되기도 한다.

이와 같이 케이슨(20)이 사용되는 이유는 벽체를 형성하여 파압에 대한 저항력을 크게 함으로써 선박의 접안을 용이하게 하는 한편, 수심이 깊은 경우 소파 구조물의 형성을 위해 사석의 양이 지나치게 많이 소요되는 것을 방지하기 위함이다.

또한, 케이슨(20)의 전면에는 다수의 슬릿(22)이 형성되기도 하는데, 이는 슬릿(22)을 통해 파랑이 유입 및 유출되면서 에너지가 소산되도록 하여, 해안 구조물을 보호하기 위함이다.

종래의 케이슨(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 전체적으로 사각형 단면의 구조로 형성되며, 격벽(23)에 의해 구획되는 사각형 형상의 다수의 셀(24)을 갖는 것이 일반적이다.

이러한 케이슨식 방파제는 사석 등에 의해 기초층(1)을 형성하고, 육상에서 제조된 케이슨(20)을 바지선 및 예인선에 의해 수상 견인하여 위 기초층(1) 상부에 안치시킨 후, 케이슨(20)의 상부에 현장타설에 의해 위 상치 구조물(21)을 형성하는 방식에 의해 시공된다.

그런데, 상술한 구조를 취하는 종래의 케이슨 및 이를 이용한 소파구조물은 다음과 같은 점에서 문제로 지적되어 왔다.

첫째, 케이슨이 단순히 사각형 단면의 구조를 취하는데, 이는 수압 및 파압에 효과적으로 저항할 수 있는 구조가 아니므로, 설치를 위한 수상 견인 작업 중 파손이 발생하는 일이 많다는 점이다.

둘째, 설치된 케이슨의 내부 및 외부 격벽은 파압 뿐만 아니라, 내부 채움재에 의한 측압에 대하여도 저항하여야 하는데, 종래의 케이슨은 단순히 사각형 단면의 구조를 취하므로, 이와 같은 파압 및 채움재의 측압에 저항하기 위하여 단면이 커져야 하는 바, 많은 재료량이 요구된다는 점이다.

셋째, 실제 파랑은 소파구조물의 직전방 뿐만 아니라, 대단히 다양한 방향으로부터 접근하게 되는데, 이와 같은 다방향 파랑에 대한 완충을 위한 고려가 없다는 점이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 설치를 위한 수상 견인 작업 중 파손의 우려가 없고, 파압 및 채움재의 측압에 효과적으로 저항할 수 있어 재료량을 줄일 수 있으며, 다방향 파랑에 대한 완충 효과를 얻을 수 있도록 하기 위한 소파구조물의 케이슨 및 이를 이용한 안벽, 방파제, 호안을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 기초층(1) 상부에 설치된 복수의 케이슨(100)을 포함하는 소파구조물에 사용되는 상기 케이슨(100)에 있어서, 상하방향의 격벽(120)에 의해 분할되는 복수의 셀(110)을 구비하고, 상기 복수의 셀(110)은 전방에 배치됨과 아울러, 종단면이 원형 구조로서 형성된 전방 원형 셀(111)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 셀을 구비한 소파구조물의 케이슨(100)을 제시한다.

상기 격벽(120)은 상기 전방 원형 셀(111)을 형성하도록 원통형 구조로 형성된 복수의 전방 원통형 격벽(121)을 포함하고, 전방에 상기 복수의 전방 원통형 격벽(121)이 열지어 형성된 것이 바람직하다.

상기 복수의 셀(110)은 후방에 배치됨과 아울러, 종단면이 원형 구조로서 형성된 후방 원형 셀(112)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 격벽(120)은 상기 후방 원형 셀(112)을 형성하도록 원통형 구조로 형성 된 복수의 후방 원통형 격벽(122)을 포함하고, 후방에 상기 복수의 후방 원통형 격벽(122)이 열지어 형성된 것이 바람직하다.

상기 격벽(120)은 상기 전방 원통형 격벽(121) 및 후방 원통형 격벽(122)의 가장자리를 상호 연결하는 중간격벽(123)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 중간격벽(123)은 직선형 구조인 것이 바람직하다.

상기 격벽(120)은 상기 전방 원통형 격벽(121) 또는 후방 원통형 격벽(122)과 상기 중간격벽(123)을 종단면 기준으로 사선방향으로 연결하는 사선격벽(124)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 사선격벽(124)은 상기 복수의 전방 원통형 격벽(121) 중 양측단에 배치된 측단 전방 원통형 격벽(121a)과 상기 중간격벽(123) 중 양측단에 배치된 측단 중간격벽(123a)의 중앙부를 연결하는 전방 측단 사선격벽(124a); 상기 복수의 후방 원통형 격벽(122) 중 양측단에 배치된 측단 후방 원통형 격벽(122a)과 상기 측단 중간격벽(123a)의 중앙부를 연결하는 후방 측단 사선격벽(124b);을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 전방 원형 셀(111)이 유수실을 형성하도록, 상기 전방 원통형 격벽(121)에는 슬릿(130)이 형성된 것이 바람직하다.

상기 후방 원형 셀(112)이 유수실을 형성하도록, 상기 후방 원통형 격벽(122)에는 슬릿(130)이 형성된 것이 바람직하다.

상기 다수의 셀(110)은 상기 전방 원통형 격벽(121), 후방 원통형 격벽(122) 및 양측의 중간격벽(123) 내부 영역에 형성된 중앙 셀(113)을 포함하고, 상기 중앙 셀(113)에는 충전재가 충전된 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 케이슨(100)을 이용한 안벽으로서, 상기 기초층(1); 상기 기초층(1) 상부에 좌우방향으로 열지어 설치된 복수의 상기 케이슨(100);을 포함하는 안벽을 함께 제시한다.

본 발명은 상기 케이슨(100)을 이용한 잠제로서, 상기 기초층(1); 상기 기초층(1) 상부에 좌우방향으로 열지어 설치된 복수의 상기 케이슨(100);을 포함하는 잠제를 함께 제시한다.

본 발명은 상기 케이슨(100)을 이용한 이안제로서, 상기 기초층(1); 상기 기초층(1) 상부에 좌우방향으로 열지어 설치된 복수의 상기 케이슨(100);을 포함하는 이안제를 함께 제시한다.

본 발명은 상기 케이슨(100)을 이용한 방파제로서, 상기 기초층(1); 상기 기초층(1) 상부에 좌우방향으로 열지어 설치된 복수의 상기 케이슨(100);을 포함하는 방파제를 함께 제시한다.

본 발명은 상기 케이슨(100)을 이용한 호안으로서, 상기 기초층(1); 상기 기초층(1) 상부에 좌우방향으로 열지어 설치된 복수의 상기 케이슨(100);을 포함하는 호안을 함께 제시한다.

본 발명은 설치를 위한 수상 견인 작업 중 파손의 우려가 없고, 파압 및 채움재의 측압에 효과적으로 저항할 수 있어 재료량을 줄일 수 있으며, 다방향 파랑에 대한 완충 효과를 얻을 수 있도록 하기 위한 소파구조물의 케이슨 및 이를 이용 한 안벽, 방파제, 호안을 제시한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 4 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로 기초층(1) 상부에 설치된 복수의 케이슨(100)을 포함하는 소파구조물에 사용되는 위 케이슨(100)에 관한 것으로서, 상하방향의 격벽(120)에 의해 분할되는 복수의 셀(110)을 구비하고, 이러한 복수의 셀(110)은 전방에 배치됨과 아울러, 종단면이 원형 구조로서 형성된 전방 원형 셀(111)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 다수의 셀(100)을 갖는 케이슨(100)을 형성함에 있어서, 전방에 원형 셀(111)이 배치되도록 하고, 이 방향(전방)으로 수상 견인이 이루어지도록 함으로써, 이러한 전방 원형 셀(111)에 수압 및 파압이 작용하도록 한 것이다.

종래의 케이슨의 경우, 수상 견인 방향에 사각형 셀이 배치되는 바, 수압 및 파압에 의해 가장자리부에 응력집중이 일어나 파손이 발생하기 쉬움에 비해, 본 발명에 의한 케이슨(100)의 경우, 수상 견인 방향에 원형 셀(111)이 배치되는 바, 상술한 응력집중이 발생하지 않아 파손의 우려가 적다는 효과를 얻을 수 있다.

구체적으로, 본 발명에 의한 케이슨(100)은 전방에 복수의 전방 원통형 격벽(121)이 열지어 형성된 구성을 취함으로써, 이러한 전방 원통형 격벽(121)의 내부 영역에 의해 전단면에 걸쳐 전방 원형 셀(111)이 형성되도록 하는 것이 구조적 안정성 측면에서 바람직하다.

또한, 이와 같은 구조를 취하는 경우, 복수의 전방 원통형 격벽(121)이 요철 구조를 형성하게 되는 바, 케이슨의 설치 후 다양한 방향에서 접근하는 모든 파랑에 대하여 완충효과를 발휘할 수 있다는 효과가 추가된다.

수상 견인 시 파압과 수압은 케이슨(100)의 전방 뿐만 아니라 후방에도 작용하므로, 케이슨(100)의 후방에도 종단면이 원형 구조로서 형성된 후방 원형 셀(112)이 형성되는 경우, 파압과 수압에 의한 파손 우려를 더욱 줄일 수 있다.

이 경우에도 후방에 복수의 전방 원통형 격벽(122)이 열지어 형성된 구성을 취함으로써, 이러한 후방 원통형 격벽(122)의 내부 영역에 의해 전단면에 걸쳐 후방 원형 셀(112)이 형성되도록 하는 것이 구조적 안정성 측면에서 바람직하다.

전방 원통형 격벽(121)에 슬릿(130)이 형성되는 경우, 이를 통해 해수가 드나들게 되어 전방 원형 셀(111)이 유수실을 형성하게 되는데, 이 경우 슬릿(11)을 통해 파랑이 유입 및 유출되면서 에너지가 소산되는 바, 해안 구조물을 효과적으로 보호할 수 있다(도 6).

후방 원통형 격벽(122)에도 슬릿(130)이 형성되는 경우, 후방 원형 셀(112)이 유수실을 형성하게 되어 위와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

한편, 전방 원통형 격벽(121) 및 후방 원통형 격벽(122)의 가장자리를 중간격벽(123)에 의해 상호 연결하는 경우, 그 전방 원통형 격벽(121), 후방 원통형 격벽(122) 및 양측의 중간격벽(123) 내부 영역, 즉 전방 원형 셀(111)과 후방 원형 셀(112)의 사이 영역에는 중앙 셀(113)이 형성된다.

여기서, 중간격벽(123)이 직선형 구조를 취하는 경우, 중앙 셀(113)은 전후방이 각각 내측으로 만곡진 아치(arch) 구조를 이루는 한편, 양측방이 직선형인 단 면 구조를 취하게 된다(도 5).

이러한 중앙 셀(113)의 영역에 사석 등의 충전재를 충전하는 경우, 전방 원통형 격벽(121)의 후방 및 후방 원통형 격벽(122)의 전방에 작용하는 충전재의 측압은 상술한 바와 같이 전후방 원통형 격벽(121,122)이 아치 구조를 취함에 따라 그 양측 영역으로 분산되는 바, 종래의 사각형 구조의 셀에 비해 더 큰 압력에 대하여도 저항할 수 있게 된다.

즉, 본 발명에 의한 케이슨(100)은 상술한 바와 같이, 파압, 수압 뿐만 아니라 채움재에 의한 측압에 대하여도 동일한 재료량 대비 우수한 저항성을 발휘하므로, 동일한 성능을 갖는 종래의 사각형 케이슨에 비해 재료량을 줄일 수 있다는 효과가 있다.

본 발명에 의한 케이슨(100)의 규모는 위 중간격벽(123)의 길이를 길게 하거나 짧게 함으로써 얼마든지 자유로이 조정할 수 있는데, 중간격벽(123)의 길이가 긴 경우에는 전방 원통형 격벽(121) 또는 후방 원통형 격벽(122)과 중간격벽(123)을 종단면 기준으로 사선방향으로 연결하는 사선격벽(124)을 설치함으로써 보강하는 것이 바람직하다.

특히, 수상 견인 시 케이슨(100)의 전후방 뿐만 아니라 양측에도 상당히 큰 수압 및 파압이 작용하게 되는데, 상술한 사선격벽(124)을 이용하여 케이슨(100)의 양측을 보강할 수 있다.

즉, 복수의 전방 원통형 격벽(121) 중 양측단에 배치된 측단 전방 원통형 격벽(121a)과 중간격벽(123) 중 양측단에 배치된 측단 중간격벽(123a)의 중앙부를 연 결하는 전방 측단 사선격벽(124a); 복수의 후방 원통형 격벽(122) 중 양측단에 배치된 측단 후방 원통형 격벽(122a)과 상기 측단 중간격벽(123a)의 중앙부를 연결하는 후방 측단 사선격벽(124b);을 포함하는 구조가 그것이다(도 7).

이러한 전방 측단 사선격벽(124a) 및 후방 측단 사선격벽(124b)은 측단 중간격벽(123a)과 함께 트러스 구조의 단면을 형성하는 바, 측단 중간격벽(123a)의 외측에서 작용하는 수압 및 파압에 대하여 효과적으로 저항할 수 있다.

이상에서는 본 발명에 의한 케이슨(100)이 소파구조물 중 방파제에 적용된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 기타 잠제, 이안제, 안벽, 호안 등의 소파구조물에도 동일하게 적용될 수 있으며, 모두 위와 같은 효과를 얻을 수 있다.

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 1,2는 종래의 방파제를 도시한 단면도.

도 3은 종래의 케이슨을 도시한 사시도.

도 4 이하는 본 발명에 의한 케이슨의 실시예를 도시한 것으로서,

도 4는 제1실시예의 사시도.

도 5는 제1실시예의 평면도.

도 6은 제2실시예의 사시도.

도 7은 제3실시예의 사시도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1 : 기초층 2 : 피복석

3 : 소파블록 4 : 채움재

100 : 케이슨 110 : 셀

111 : 전방 원형 셀 112 : 후방 원형 셀

113 : 중앙 셀 120 : 격벽

121 : 전방 원통형 격벽 122 : 후방 원통형 격벽

123 : 중간격벽 124 : 사선격벽

130 : 슬릿

Claims

기초층(1) 상부에 설치된 복수의 케이슨(100)을 포함하는 소파구조물에 사용되는 상기 케이슨(100)에 있어서,

상하방향의 격벽(120)에 의해 분할되는 복수의 셀(110)을 구비하고,

상기 복수의 셀(110)은

전방에 배치됨과 아울러, 종단면이 원형 구조로서 형성된 전방 원형 셀(111)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 셀을 구비한 소파구조물의 케이슨(100).
제1항에 있어서,

상기 격벽(120)은

상기 전방 원형 셀(111)을 형성하도록 원통형 구조로 형성된 복수의 전방 원통형 격벽(121)을 포함하고,

전방에 상기 복수의 전방 원통형 격벽(121)이 열지어 형성된 것을 특징으로 하는 원형 셀을 구비한 소파구조물의 케이슨(100).
제2항에 있어서,

상기 복수의 셀(110)은 후방에 배치됨과 아울러, 종단면이 원형 구조로서 형성된 후방 원형 셀(112)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 셀을 구비한 소파구조물의 케이슨(100).
제3항에 있어서,

상기 격벽(120)은

상기 후방 원형 셀(112)을 형성하도록 원통형 구조로 형성된 복수의 후방 원통형 격벽(122)을 포함하고,

후방에 상기 복수의 후방 원통형 격벽(122)이 열지어 형성된 것을 특징으로 하는 원형 셀을 구비한 소파구조물의 케이슨(100).
제4항에 있어서,

상기 격벽(120)은

상기 전방 원통형 격벽(121) 및 후방 원통형 격벽(122)의 가장자리를 상호 연결하는 중간격벽(123)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 셀을 구비한 소파구조물의 케이슨(100).
제5항에 있어서,

상기 중간격벽(123)은 직선형 구조인 것을 특징으로 하는 원형 셀을 구비한 소파구조물의 케이슨(100).
제6항에 있어서,

상기 격벽(120)은

상기 전방 원통형 격벽(121) 또는 후방 원통형 격벽(122)과 상기 중간격벽(123)을 종단면 기준으로 사선방향으로 연결하는 사선격벽(124)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 셀을 구비한 소파구조물의 케이슨(100).
제7항에 있어서,

상기 사선격벽(124)은

상기 복수의 전방 원통형 격벽(121) 중 양측단에 배치된 측단 전방 원통형 격벽(121a)과 상기 중간격벽(123) 중 양측단에 배치된 측단 중간격벽(123a)의 중앙부를 연결하는 전방 측단 사선격벽(124a);

상기 복수의 후방 원통형 격벽(122) 중 양측단에 배치된 측단 후방 원통형 격벽(122a)과 상기 측단 중간격벽(123a)의 중앙부를 연결하는 후방 측단 사선격벽(124b);을

포함하는 것을 특징으로 하는 원형 셀을 구비한 소파구조물의 케이슨(100).
제2항에 있어서,

상기 전방 원형 셀(111)이 유수실을 형성하도록, 상기 전방 원통형 격벽(121)에는 슬릿(130)이 형성된 것을 특징으로 하는 원형 셀을 구비한 소파구조물의 케이슨(100).
제9항에 있어서,

상기 후방 원형 셀(112)이 유수실을 형성하도록, 상기 후방 원통형 격벽(122)에는 슬릿(130)이 형성된 것을 특징으로 하는 원형 셀을 구비한 소파구조물의 케이슨(100).
제10항에 있어서,

상기 다수의 셀(110)은

상기 전방 원통형 격벽(121), 후방 원통형 격벽(122) 및 양측의 중간격벽(123) 내부 영역에 형성된 중앙 셀(113)을 포함하고,

상기 중앙 셀(113)에는 충전재가 충전된 것을 특징으로 하는 원형 셀을 구비한 소파구조물의 케이슨(100).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 케이슨(100)을 이용한 안벽으로서,

상기 기초층(1);

상기 기초층(1) 상부에 좌우방향으로 열지어 설치된 복수의 상기 케이슨(100);을

포함하는 안벽.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 케이슨(100)을 이용한 잠제로서,

상기 기초층(1);

상기 기초층(1) 상부에 좌우방향으로 열지어 설치된 복수의 상기 케이 슨(100);을

포함하는 잠제.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 케이슨(100)을 이용한 이안제로서,

상기 기초층(1);

상기 기초층(1) 상부에 좌우방향으로 열지어 설치된 복수의 상기 케이슨(100);을

포함하는 이안제.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 케이슨(100)을 이용한 방파제로서,

상기 기초층(1);

상기 기초층(1) 상부에 좌우방향으로 열지어 설치된 복수의 상기 케이슨(100);을

포함하는 방파제.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 케이슨(100)을 이용한 호안으로서,

상기 기초층(1);

상기 기초층(1) 상부에 좌우방향으로 열지어 설치된 복수의 상기 케이슨(100);을

포함하는 호안.