KR20140106943A

KR20140106943A - 조립형 소파블록

Info

Publication number: KR20140106943A
Application number: KR1020130021269A
Authority: KR
Inventors: 박우선
Original assignee: 한국해양과학기술원
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2014-09-04

Abstract

본 발명은 방파제 또는 호안의 경사면(10) 상에서 파랑에너지를 소산시키고 제체를 보호하는 소파블록에 있어서: 상기 경사면(10) 상에 단턱(35)에 의한 유로를 형성한 상태로 접하는 하부단위체(30)가 구비되고, 상기 하부단위체(30)의 상측으로 상부단위체(20)가 일체의 구조로 돌출되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 단턱을 갖는 하부단위체에 파랑의 소파를 위한 절두된 뿔이나 기둥 형태의 상부단위체를 갖는 소파블록을 케이블을 이용하여 인접 블록과 서로 결합시킴으로써 구조적 안정성과 경제성을 동시에 확보하는 효과가 있다.

Description

조립형 소파블록{Assembly type block for wave dissipation}

본 발명은 방파제, 호안 등의 외해 측에서 파랑을 소파하는 블록에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 단턱을 갖는 하부단위체에 파랑의 소파를 위한 절두된 뿔이나 기둥 형태의 상부단위체를 갖는 소파블록을 케이블을 이용하여 인접 블록과 서로 결합시킴으로써 구조적 안정성이 높아 경제성을 확보할 수 있는 조립형 소파블록에 관한 것이다.

최근 기후변화로 인한 해수면 상승, 이상파랑 발생 등으로 국내외 연안역의 침식, 구조물 파손 등의 피해가 날로 증가하고 있어, 연안을 보호하기 위한 다양한 노력이 시도되고 있다. 소파블록은 바닷가의 호안이나 항만 및 연안구조물을 파랑으로부터 보호할 목적으로 설치된다. 최근 내습하는 파의 파고가 점차 커지고 있어 기존의 설치된 소파블록은 물론이고 새로이 설치할 소파블록의 안정성 확보가 중요한 이슈로 대두되고 있다.

최근 설계조건을 감안하면 100톤 이상의 소파블록을 설치해야 소기의 안정성을 확보할 수 있는데 이러한 소파블록을 제작 설치하여 제 기능을 다하게 하기에는 제작 및 운송, 설치하는데 기술적으로 많은 어려움이 따른다. 즉, 소파블록이 자중을 크게 하기 위해서는 크기가 커져야 하는데 크게 하기 위해서는 구조 안전성 문제로 철근 등의 보강이 필요하고 이렇게 되면 제작성이 떨어지는 것은 물론이고 제작 단가가 높아져 경제성이 덜어지는 문제가 발생한다. 최근 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 개념의 소파블록의 개발이 시도되고 있다.

이를 위해 소파블록의 맞물림을 극대화하여 자중 증대 효과를 내는 방법, 제작 재료에 제강슬래그 등을 섞어서 비중을 늘리는 방법, 철근 또는 복합소재로 보강하여 구조적 안전성을 확보하는 방법 등 다양한 방법이 시도되고 있다.

이와 관련되는 선행특허로서 한국 등록특허공보 제1002006호, 한국 등록특허공보 제1214463호 등을 참조할 수 있다. 그러나, 전자는 다리를 적절히 조절하여 결속력을 높일 수 있다고 주장하지만 결속력 증대가 곤란하여 자중을 높이기 전에는 획기적으로 소파블록의 안정성을 높이는 것은 불가능하고, 후자는 소파블록의 다리가 부러져 나가는 것을 방지하기 위하여 철근과 두부를 보강하였으나 이러한 방법으로는 기존의 소파블록을 보강하는 데는 적용이 가능하지만 기후변화에 대응하여 100톤 이상의 대형 소파블록을 형성하기에 한계가 있다.

1. 한국 등록특허공보 제1002006호 "파괴를 방지하기 위하여 단부를 보강한 인공어초 겸용 테트라포드"(공개일자 : 2010. 12. 17.) 2. 한국 등록특허공보 제1214463호 "다각형 소파블록 및 이를 이용한 방파제 피복공법"(공개일자 : 2012. 12. 21.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위하여 본 발명은 전술한 시도 중의 하나로 자중을 늘리되 구조적 안전성과 제작의 편의성은 확보하고 인접 블록간의 맞물림 효과는 케이블을 이용하여 확보하는 방안을 요지로 한다.

좀 더 구체적으로, 본 발명의 목적은 보다 구체적으로는 단턱을 갖는 하부단위체에 파랑의 소파를 위한 절두된 뿔이나 기둥 형태의 상부단위체를 갖는 소파블록을 케이블을 이용하여 인접 블록과 서로 결합시킴으로써 구조적 안정성이 높아 경제성을 확보할 수 있는 조립형 소파블록을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 방파제 또는 호안의 경사면 상에서 파랑에너지를 소산시키고 제체를 보호하는 소파블록에 있어서: 상기 경사면 상에 단턱에 의한 유로를 형성한 상태로 접하는 하부단위체가 구비되고, 상기 하부단위체의 상측으로 상부단위체가 일체의 구조로 돌출되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 상부단위체는 절두추형 또는 기둥형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 상부단위체는 적어도 2방향으로 형성되는 개구, 통공, 분할면 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 상부단위체와 하부단위체는 각각 동일한 평면상에 분할면을 지니는 동형의 분할 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 따르면 상기 단위체는 분할면에 형성되는 통공 상으로 긴장선재를 통과시켜 서로 결합되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 보다 구체적으로는 단턱을 갖는 하부단위체에 파랑의 소파를 위한 절두된 뿔이나 기둥 형태의 상부단위체를 갖는 소파블록을 케이블을 이용하여 인접 블록과 서로 결합시킴으로써 구조적 안정성과 경제성을 동시에 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 소파블록의 단위체를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명에 따른 소파블록을 설치상태로 나타내는 사시도
도 3은 도 2의 소파블록을 경사제의 수직상향에서 나타내는 구성도
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 소파블록의 다양한 실시예를 나타내는 사시도
도 7은 본 발명의 소파블록을 분할하고 긴장선재를 이용하여 조립하는 것을 나타내는 사시도
도 8은 본 발명에 따른 하부 구조체의 다른 실시예를 나타내는 사시도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 방파제 또는 호안의 경사면(10) 상에서 파랑에너지를 소산시키고 제체를 보호하는 소파블록에 관련된다. 소파블록을 대규모로 일체화하는 목적상 방파제 또는 호안에 구성되는 사석경사제와 같은 경사면(10)에 설치하는 것이 안정성과 시공 편의성을 높이지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 사석경사제의 경사면(10)은 콘크리트 타설을 전제로 하지 않으나 표면의 굴곡이 작은 상태로 형성되는 것이 좋다.

본 발명에 따르면 상기 경사면(10) 상에 단턱(35)에 의한 유로를 형성한 상태로 접하는 하부단위체(30)가 구비된다. 하부단위체(30)는 후술하는 상부단위체(20)를 일정한 간격으로 유지하도록 일체로 형성되는 구조로서, 콘크리트 구조물을 기반으로 하면서 내부에 보강재를 포함할 수 있다. 도 1을 참조하면, 하부단위체(30)는 상부단위체(20)의 4측면 모서리에 외단면(31)과 내단면(32)을 구비하고 각각의 인접한 모서리에서 연결면(33)을 통하여 연결되는 구조이다.

이때, 하부단위체(30)는 저면에 마치 발과 같은 역할을 하는 단턱(35)을 구비하는 것이 좋다. 단턱(35)은 하부단위체(30)의 외단면(31)과 내단면(32)의 두께보다 연결면(33)의 두께를 작게 하여 연결면(33)의 양단으로 형성되도록 한다. 이에 따라, 소파블록의 설치 상태에서 하부단위체(30)의 연결면(33) 부분이 사석경사제의 경사면(10)과 틈새 유로를 형성하여 파랑에너지 소산 기능과 더불어 양압력(위에서 누르는 힘)에 의하여 소파블록이 들뜨는 현상을 완화할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 상기 하부단위체(30)의 상측으로 상부단위체(20)가 일체의 구조로 돌출된다. 상부단위체(20)는 전술한 하부단위체(30)와 마찬가지로 콘크리트 구조물을 기반으로 하면서 내부에 철골을 비롯한 보강재를 포함할 수도 있다. 상부단위체(20)의 돌출 형상은 사석경사제의 경사면(10)에서 소산되는 파랑에너지의 대부분을 담당하는 부분으로서 형태적으로 단순하면서 규칙적인 배열을 이루도록 형성된다. 도 2처럼 대향하는 하부단위체(30)를 수직과 수평으로 연결하는 경우 상부단위체(20)는 45˚로 경사진 상태로 배치되어 파랑에너지 소산 기능을 강화한다.

이와 같이 본 발명의 소파블록은 상부와 하부의 단위체(20)(30)를 일체로 형성하여 도 2 및 도 3처럼 사석경사제의 경사면(10)에 밀집적으로 배치된다. 인접한 단위체(20)(30)는 측방향의 하부단위체(30)에서 밀착되는 동시에 그 사이에 상하방향의 하부단위체(30)로 밀착된다. 물론 밀착되는 하부단위체(30) 간에도 틈새의 유로가 형성되므로 파랑에너지를 소산하는 기능도 수행할 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 상부단위체(20)는 절두추형(21) 또는 기둥형(25)으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 도 1은 각형추의 상단을 절두한 절두추형(21)을 예시하고, 도 4는 원형추의 상단을 절두한 절두추형(21)을 예시하고, 도 5는 사각형 기둥으로 이루어진 기둥형(25)을 나타내고, 도 6은 팔각형 기둥으로 이루어진 기둥형(25)을 나타낸다. 어느 경우에나 단순한 형태를 지니고 있어서 제작이 용이하고 대규모로 조립하여 시공하기 편리하다.

물론, 사석경사제의 경사면(10)이 설치된 환경을 고려하여 절두추형(21)과 기둥형(25)은 혼합적으로 사용할 수도 있다. 이는 대상 지역의 항만에서 단주기파와 장주기파 파랑에 대한 분석을 거쳐 결정함이 바람직하다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 상부단위체(20)는 적어도 2방향으로 형성되는 개구(23), 통공(27), 분할면(28) 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 한다. 물론 소파블록의 개구(23), 통공(27), 분할면(28)은 거푸집을 이용한 콘크리트 타설과 양생 과정에서 형성되도록 한다. 이와 같은 개구(23), 통공(27), 분할면(28)은 어느 하나만 구성하거나 복합적으로 구성할 수 있으며, 어느 경우에나 방파제 또는 호안의 경사면(10) 상에 케이블(40)을 통과시켜 엮어서 소파블록을 대규모로 일체화하는 용도로 활용된다. 이때, 본 발명의 케이블(40)은 종류가 다른 재료를 결합한 복합재료(예컨대 케블러 로프)를 사용하며 내염수성은 별도의 피복을 통하여 강화할 수 있다.

우선, 본 발명의 개구(23)는 상부단위체(20)에서 적어도 2방향으로 형성된다. 도 1의 절두추형(21)에서 2방향은 4측면에 상호 직교하는 X축 및 Y축 방향을 의미한다. 직교하는 측방향의 개구(23)는 케이블(40)로 엮는 공간을 형성한다. 측방향의 개구(23) 외에 상하방향으로 형성되는 개구(23)를 더 포함할 수도 있다. 도시에는 생략하나 기둥형(25)에 있어서도 동일한 방식으로 다수의 개구(23)를 형성할 수 있다. 어느 경우에나 파랑에너지의 소산은 대부분 상부단위체(20)에 형성된 다수의 개구(23)에서 생성되는 와동에 의하여 발생한다.

본 발명의 통공(27)도 케이블(40)을 엮는 공간을 제공하는 부분으로서 상부단위체(20)에서 적어도 2방향으로 형성한다. 통공(27)은 전술한 개구(23)와 같이 X축 및 Y축 방향으로 형성할 수 있다. 하부단위체(30)에도 통공(27)의 구성을 부여할 수 있으나 상대적으로 시공과 작업상 불편이 초래된다.

본 발명의 분할면(28)도 케이블(40)을 엮는 공간을 제공하는 부분으로서 상부단위체(20)에 2방향으로 형성한다. 도 4b, 5b, 6b는 각각 도 4a, 5a, 6a에서 분할면(28)이 추가로 형성된 상태를 나타낸다. 분할면(28)은 반드시 4분할에 국한되지 않고 9분할, 16분할 등의 구성도 적용이 가능하며, 간격이 일정한 직선 형태가 아닌 간격이 변하는 곡선 형태로 형성될 수도 있다. 도 4 내지 도 6과 같은 기둥형(25)의 상부단위체(20)에 있어서는 통공(27) 또는 분할면(28)은 필수적이나 개구(23)를 지닌 상부단위체(20)에 있어서 그 수량이 축소되거나 배제될 수 있다.

본 발명의 변형예로서, 상기 상부단위체(20)와 하부단위체(30)는 각각 동일한 평면상에 분할면(28)(38)을 지니는 동형의 분할 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다. 도 7은 도 1을 이분할한 구조를 예시하므로 상부단위체(20)의 2개의 분할면(28)과 하부단위체(30)의 2개의 분할면(38)을 각각의 동일한 평면에 지닌다. 통상의 소파블록은 육상에서 거푸집을 이용하여 콘크리트 타설하는 방식으로 30~70톤 규모로 생성된다. 본 발명의 소파블록 단위체(20)(30)도 동일한 방식을 적용할 수 있으나 분할 구조로 하면 하나의 소파블록을 100톤 이상으로 생성할 수 있다. 이 경우 분할된 소파블록은 분할면(28)(38)에 형성된 통공(47)을 통하여 긴장선재를 엮어서 소파블록 단위체로 형성한다. 분할된 소파블록을 엮기 위한 긴장선재는 케이블의 길이를 짧게 하여도 무방하다.

이때, 상기 단위체(20)(30)는 분할면(28)(38)에 형성되는 통공(47) 상으로 긴장선재를 통과시켜 서로 결합되는 것을 특징으로 한다. 긴장선재는 내염수성을 지닌 고강도 복합재료로 형성되는 케이블과 함께 텐셔너, 턴버클(도시 생략) 등의 조임구를 사용할 수도 있다.

본 발명은 도 7에서 소파블록의 이분할 구조를 예시하였으나 도 8과 같이 소파블록을 4분할 구조로 형성할 수도 있다. 4분할 구조의 소파블록은 2분할 구조에 비하여 결합 완료된 단위체(20)(30)의 중량을 크게 할 수 있다. 도 8의 경우 상부단위체(20)의 모서리부와 변부에 하부단위체(30)를 동시에 형성하는 것은 분할된 단위체(20)(30)가 독자적으로 정자세를 유지하여 결합 작업의 용이성과 안전성을 고려함이다.

시공에 있어서, 도 2 및 도 3에서 소파블록의 상부단위체(20)가 45˚ 각도로 회전되어 비틀어진 상태로 배치되는 경우 케이블(40)도 이에 맞추어 경사진 상태로 일정한 간격을 지닌 X자 형태로 연결된다. 케이블(40)은 개구(23)나 통공(27)을 통하여 인접하는 상부단위체(20)(30)를 엮어 하나의 거대한 소파블록을 완성한다. 하부단위체(30)의 상면에서 개구(23)의 입구에 고리(45)를 설치하면 케이블(40)의 유동을 방지하는데 유리하다. 통공(27)을 사용하여 엮을 경우 케이블(40)을 통과시킨 후 그라우팅재로 채워서 단위체(20)(30)와 일체화할 수 있고, 분할면(28)을 사용하여 엮을 경우 양단에서 전술한 고리(45)를 부가하여 케이블(40)의 요동을 구속할 수도 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 경사면 20: 상부단위체
21: 절두추형 23: 개구
25: 기둥형 27: 통공
28: 분할면 30: 하부단위체
31: 외단면 32: 내단면
33: 연결면 35: 단턱
38: 분할면 40: 케이블
45: 고리 47: 통공

Claims

방파제 또는 호안의 경사면(10) 상에서 파랑에너지를 소산시키고 제체를 보호하는 소파블록에 있어서:
상기 경사면(10) 상에 단턱(35)에 의한 유로를 형성한 상태로 접하는 하부단위체(30)가 구비되고,
상기 하부단위체(30)의 상측으로 상부단위체(20)가 일체의 구조로 돌출되는 것을 특징으로 하는 조립형 소파블록.
청구항 1에 있어서,
상기 상부단위체(20)는 절두추형(21) 또는 기둥형(25)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조립형 소파블록.
청구항 1에 있어서,
상기 상부단위체(20)는 적어도 2방향으로 형성되는 개구(23), 통공(27), 분할면(28) 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 조립형 소파블록.
청구항 1에 있어서,
상기 상부단위체(20)와 하부단위체(30)는 각각 동일한 평면상에 분할면(28)(38)을 지니는 동형의 분할 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 조립형 소파블록.
청구항 4에 있어서,
상기 단위체(20)(30)는 분할면(28)(38)에 형성되는 통공(47) 상으로 긴장선재를 통과시켜 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 조립형 소파블록.