KR20150052908A - 수중 조류발전장치의 유지보수 장치 - Google Patents

수중 조류발전장치의 유지보수 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수중 구조물 유지보수 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 수중 구조물 유지보수 장치는 케이슨에 설치된 수중 구조물을 유지보수 하는 장치로서, 상기 수중 구조물이 관통되도록 관통부가 형성되는 선체; 상기 수중 구조물의 일부가 상기 관통부를 관통하여 해수면 위로 노출되도록 하는 인양부; 및 하방으로 연장가능하게 마련되며, 상기 케이슨에 결합되어 상기 선체가 고정되도록 하는 고정파일을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 선체에 형성된 관통부를 통하여 수중 구조물을 인양하여 수리함으로써 비용 및 수리기간을 단축시키고, 기초부의 다지기 및 평탄화를 모두 할 수 있는 수중 구조물 유지보수 장치가 제공된다.

Description

수중 구조물 유지보수 장치{MAINTENANCE APPARATUS FOR UNDERWATER STRUCTURE}
본 발명은 수중 구조물 유지보수 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수중 구조물을 계류된 선체에 형성된 관통부를 통하여 인양한 뒤, 선체에서 수리함으로써 비용 및 유지보수 기간을 감소시키고, 기초부의 다지기 및 평탄화를 모두 할 수 있는 수중 구조물 유지보수 장치에 관한 것이다.
조류발전은 조수 간만의 수위차로부터 위치에너지를 운동에너지로 바꾸어 전기에너지로 전환하는 발전방식이다. 보다 상세하게는 해수면이 상승하였을 때 물을 임시저장한 뒤 물이 빠지는 힘을 이용하여 발전기를 작동시킴으로써 발전한다.
조류발전 장치는 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이 중에서 발전기가 해저면에 위치하는 케이슨에 설치되어 조류발전을 하는 경우, 케이슨 또는 발전기의 유지보수가 어려운 문제점이 있다.
예를 들어, 케이슨에 설치된 조류발전 장치의 유지보수는 원활한 유지보수를 위하여 해상크레인 등을 이용하여 조류발전 장치를 육상으로 이동시킨 뒤 공정이 완료되면 다시 해저면 상으로 위치시키거나, 무인 해중 작업 장치(Remote Operating Vessel,ROV) 등을 이용하여 수행되는 등 과다한 비용이 소요되며 보수기간이 길어지는 문제점이 있다.
한편, 케이슨에 발전기를 설치하여 조류발전을 하는 경우, 발전기가 설치되는 케이슨의 안정적인 설치 및 지지를 위하여 사석 기초의 시공이 필요하다. 구체적으로, 사석 기초의 강도를 증대시키기 위하여 다지기 공정 및 고르기 공정을 수행한다. 이와 관련된 발명으로는 특허출원 제10-1999-0043658호와, 특허출원 제10-2003-0062926호 및 특허출원 제10-2008-0033494호 등 다수 개가 개시되어 있다.
특허출원 제10-1999-0043658호는 수중 사석기초 고르기 장치에 관한 발명이다. 이는 사석기초의 고르기는 가능하나 다짐은 불가능하므로 고르기 후 사석의 침하 문제로 반복 재시공이 불가피한 문제점이 있다. 또한, 특허출원 제10-2003-0062926호는 바지선 선단에 유압해머와 다짐판을 설치하여 사석 다짐 및 고르기를 하는 장비이다. 이는 다짐 및 고르기가 가능하지만 파랑의 영향을 받는 바지선의 영향으로 시공진행방향으로의 장비의 정확한 제어가 어렵고, 일정한 고르기 작업이 어려운 문제점이 있다. 특허출원 제10-2008-0033494호는 회전 날개와 유압 다짐기를 이용하여 수중 면고르기를 하는 발명이다. 이는 시공 방향에서 벗어난 경우 궤도 수정이 불가능하므로 해상 크레인으로 들어서 다시 정위치 시킨 후 시공을 해야 하므로 공사비가 증대되며, 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.
미래의 중요한 대안에너지의 하나로서 지목되는 조류발전에 있어서, 케이슨에 발전기를 설치하여 조류발전을 하는 경우 발전장치의 유지보수 및 발전장치가 설치되는 기초부의 형성이 어려운 문제점이 있어 이에 대한 대안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 계류된 선체에 형성된 관통부를 통하여 수중 구조물을 인양하여 선체에서 유지보수함으로써 유지보수비용 및 유지보수기간을 단축시킬 수 있는 수중 구조물 유지보수 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 수중 구조물에 설치된 결합파일과 선체에 설치된 고정파일을 상호 결합하여 고정함으로써, 파랑에 의한 선체의 요동을 방지하여 보다 정밀하게 수중 구조물을 유지보수 할 수 있는 수중 구조물 유지보수 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 수중 구조물이 선체의 중심부에서 결합되어 유지보수 되도록 함으로써 유지보수 정밀도가 높은 수중 구조물 유지보수 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 지지부에 시공부가 설치되어 수중 구조물의 유지보수 뿐만 아니라 사석기초의 동다짐 및 고르기 공정을 모두 수행할 수 있는 수중 구조물 유지보수 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 측정부를 통하여 수중 구조물과 선체와의 결합 및 기초부의 시공상태를 측정하여 시공 결과의 즉시 계측이 가능하도록 함으로써, 유지보수 및 시공 정밀도가 높고, 공정비용의 절감이 가능한 수중 구조물 유지보수 장치를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 케이슨에 설치된 수중 구조물을 유지보수 하는 장치로서, 상기 수중 구조물이 관통되도록 관통부가 형성되는 선체; 상기 수중 구조물의 일부가 상기 관통부를 관통하여 해수면 위로 노출되도록 하는 인양부; 및 하방으로 연장가능하게 마련되며, 상기 케이슨에 결합되어 상기 선체가 고정되도록 하는 고정파일을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 유지보수 장치에 의하여 달성된다.
상기 고정파일은 수평으로 이동가능한 것이 바람직하다.
상기 인양부는, 상기 수중 구조물에 결합되어 상기 수중 구조물을 상하로 이동시키는 이동부와, 상기 이동부가 결합되며 상기 관통부를 관통하여 상승된 상기 수중 구조물이 자중에 의하여 하방으로 이동하지 않도록 상기 수중 구조물을 지지하는 지지부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 관통부는 상기 선체의 중심부에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 수중 구조물이 상기 관통부를 용이하게 관통하도록 상기 선체와 상기 수중 구조물의 상호 위치를 측정하는 측정부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 인양부에 설치되며, 상기 수중 구조물이 설치되는 해저면 상의 기초부에서 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동하여 상기 기초부를 다지고, 상기 기초부를 평탄화하는 시공부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 시공부는 상기 인양부에 탈착 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.
상기 수중 구조물이 상기 관통부를 용이하게 관통하도록 상기 선체와 상기 수중 구조물의 상호 위치를 측정하며, 상기 기초부가 정밀하게 시공되도록 상기 시공부에 의하여 시공되는 상기 기초부를 측정하는 측정부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 인양부 및 선체에 형성된 관통부를 이용하여 수중 구조물을 인양하여 유지보수 함으로써, 해송 운송비 절감 및 유지보수 시간을 단축할 수 있다.
또한, 수중 구조물의 결합파일과 선체의 고정파일이 상호 결합됨으로써 선체가 견고하게 고정되어 유지보수 정밀도가 향상된다.
또한, 선체의 중심부에 관통부가 형성되어 수중 구조물이 선체의 중심부에 결합되어 고정됨으로써, 선체와 수중 구조물의 상호작용으로 파랑에 의한 요동이 저감되어 작업 효율이 증대되며 정밀도가 향상된다.
또한, 기초부를 다지기 및 평탄화하는 시공부에 의하여 기초부의 시공이 용이하여 비용 및 시공기간이 단축된다.
또한, 측정부에 의하여 결합파일과 고정파일의 결합 및 시공부를 측정함으로써 시공 및 유지보수 정밀도가 향상된다.
도 1은 본 발명에 적용되는 수중 구조물을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 수중 구조물 유지보수 장치의 사시도이다.
도 3은 도 1의 수중 구조물과 도 2의 수중 구조물 유지보수 장치가 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 수중 구조물 유지보수 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 수중 구조물 유지보수 장치의 사시도이다.
도 6은 도 5의 수중 구조물 유지보수 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 수중 구조물 유지보수 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 제1실시예에 따른 수중 구조물 유지보수 장치가 사용되는 예시적인 수중 구조물에 대하여 간략히 설명한다.
도 1은 본 발명에 적용되는 수중 구조물을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하여 보면, 수중 구조물(11)은 조수 간만의 수위차로부터 위치에너지를 운동에너지로 바꾸어 전기에너지로 전환하는 발전방식을 이용하는 조류발전장치로서, 결합파일(13)이 형성된 케이슨(12)에 설치된다. 도 1에서 수중 구조물(11) 즉, 조류발전장치는 케이슨(12)에 형성된 복수 개의 격벽 중 어느 하나에 설치되어 케이슨(12)에 고정되는 형식으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 수중 구조물(11)은 유지보수 시 케이슨(12)으로부터 분리될 수 있도록 케이슨(12)과 볼팅(bolting) 연결되는 것이 바람직하다. 즉, 수중 구조물(11)은 케이슨(12)과 결합되어 조류발전을 수행하나, 유지보수 시에는 인위적으로 분리된다.
케이슨(12)은 철근 콘크리트제의 구조체로서, 부양식 독(dock)이나 육상의 독에서 제작되고 예항선 또는 기중기선에 의해 현장으로 운반되어 방파제 또는 중력식 구조의 계선안 본체로 설치된다. 본 실시예에서 케이슨(12)은 중력식 케이슨(12)으로서 기초부(20)인 사석 마운드 상에 설치되며, 복수 개의 격벽이 형성되어 격벽 내부에 콘크리트 등의 물질이 채워짐으로써 자중으로 안정시키는 고정식의 구조물이다. 이때, 복수 개의 격벽 중 수중 구조물(11)이 수용되어 설치되는 격벽에는 수중 구조물(11)이 케이슨(12)으로부터 분리가능하도록 콘크리트 등의 물질이 채워지지 않는 것이 바람직하다.
결합파일(13)은 후술할 본 발명의 일실시예에 따른 수중 구조물 유지보수 장치(100)의 고정파일(130)에 삽입되어 케이슨(12)과 수중 구조물 유지보수 장치(100)가 상호 고정되도록 하는 구성이다. 선체(110)가 고정됨으로써 인양부(120)에 의하여 인양된 수중 구조물(11)이 견고하게 고정되어 유지보수 정밀도를 향상시키기 위한 것으로서, 고정파일(130)과 대응되는 위치에 마련된다. 본 실시예에서 결합파일(13)은 복수 개가 마련되어 케이슨(12) 상면의 꼭짓점에 각각 형성되는 것으로 하였으나, 수중 구조물 유지보수 장치(100)와의 고정력 향상 등을 종합적으로 고려하여 달리 설치될 수 있다. 또한, 결합파일(13)은 수중 구조물(11)과 달리 케이슨(12)으로부터 분리되지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 수중 구조물 유지보수 장치의 사시도이며, 도 3은 도 1의 수중 구조물과 도 2의 수중 구조물 유지보수 장치가 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 2 또는 도 3을 참조하여 보면, 본 발명의 제1실시예에 따른 수중 구조물 유지보수 장치(100)는 선체에 형성된 관통부(111)를 통하여 수중 구조물(11)을 인양하여 유지보수함으로써 유지보수비용 및 유지보수기간을 단축시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
수중 구조물 유지보수 장치(100)는 선체(110)와, 선체(110)의 상면에 설치되는 인양부(120)와, 선체(110)의 상면에 설치되는 고정파일(130) 및 측정부(140)를 포함한다.
선체(110)는 수중 구조물(11)이 결합되어 유지보수가 수행되는 구성으로서, 바지선으로 마련되며 관통부(111)가 형성된다. 관통부(111)는 수중 구조물(11)이 관통되어 일부가 해수면 위로 노출되도록 하는 영역으로서, 선체(111)의 중심부에 마련되며, 수중 구조물(11)이 용이하게 관통할 수 있는 크기로 마련되는 것이 바람직하다.
종래에는 수중 구조물(11)을 보수하기 위해서, 해상크레인 등을 이용하여 발전장치를 육상으로 인양하거나, 무인 해중 작업 장치(Remote Operating Vessel) 등을 이용하여 비용이 많이 들며 보수기간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
이에 본 실시예에서는 선체(110)에 관통부를 마련하여 수중 구조물(11)이 관통부(111)를 관통하여 소정 높이 상승함으로써 수중 구조물(11) 즉, 발전기가 해수면 위로 노출되어 선체(110)에서 수중 구조물(11)을 유지보수할 수 있으므로 유지보수기간의 단축 및 육상으로 이동하는데 소요되는 비용 등이 절감된다.
또한, 관통부(111)는 선체(110)의 중심부에 마련되는 것이 바람직하다. 선체(110)의 중심부로부터 하방에 위치한 케이슨(12)의 결합파일(13)과 결합됨으로써 선체(110)가 파랑에 의하여 요동되는 것을 방지할 수 있다. 케이슨(12)과 선체(110)의 상호작용으로 파랑에 의한 요동이 저감되어 시공 정밀도 및 시공 안정성이 증대된다.
한편, 선체(110)에는 계류 앵커가 설치되어 계류 앵커 블록과 결합됨으로써 선체(110)를 계류시킬 수 있다.
인양부(120)는 수중 구조물(11)을 선체(110)에서 유지 보수할 수 있도록 수중 구조물(11)과 결합되어 수중 구조물(11)을 상방으로 이동시키기 위한 구성이다. 인양부(120)는 수중 구조물(11)에 결합되는 이동부(121)와, 선체(110)의 상면에 설치되며 이동부(121)가 결합되는 지지부(122)를 포함한다.
이동부(121)는 수중 구조물(11)을 소정 높이 상방으로 이동시켜 수중 구조물(11)이 관통부(111)를 관통하도록 하는 구성이다. 일단은 수중구조물(11)인 발전기에 연결되며, 타단은 지지부(122)에 연결되어 수중 구조물(11)을 상방으로 이동시킨다. 본 실시예에서 이동부(121)는 원통형의 드럼에 와이어 로프를 감아 도르래를 이용하여 수중 구조물(11)을 상방으로 이동시키는 윈치를 이용하였으나, 지지부(122)와의 결합관계 등을 고려하여 달리 마련될 수 있다. 이때, 인양부(120)는 이동부(121)의 상하이동을 제어하는 별도의 제어부를 더 포함할 수도 있다.
지지부(122)는 관통부(111)를 관통하여 상방으로 이동된 수중 구조물(11)이 자중에 의하여 하방으로 이동하지 않도록 수중 구조물(11)을 지지하는 구성이다. 지지부(122)는 선체(110)의 상면에 설치되며, 복수 개의 프레임이 상호 연결되어 형성된다. 지지부(122)는 수중 구조물(11)에 결합된 이동부(121)가 설치되며 상방으로 상승된 수중 구조물(11)의 하중을 지지하여야 하므로 내구성이 우수한 재질 및 큰 하중을 견딜 수 있는 결합구조를 갖는 것이 바람직하다.
고정파일(130)은 수중 구조물(11)에 설치된 결합파일(13)과 결합되어 관통부(111)를 통과하여 상방으로 상승된 수중 구조물(11)을 선체에 고정하기 위한 장치이다. 고정파일(13)은 관통부(111)와 선체(110)와의 경계 상에 복수 개가 설치되며, 하방으로 연장가능하게 마련된다. 해수면 상에 부유하는 선체(110)로부터 하방으로 연장되어 해저면 상에 설치된 결합파일(13)과 결합함으로써, 선체(110)와 케이슨(12)의 상호작용에 의하여 선체(110)가 고정된다. 이로 인해, 선체(110)에서의 수중 구조물(11)의 유지보수 정밀도가 향상된다. 본 실시예에서는 유압을 이용하여 고정파일(13)을 하방으로 연장가능하도록 하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 나아가, 본 실시예에서는 케이슨(11)에 결합파일(13)이 설치되어 고정파일(130)과 결합파일(13)이 결합되는 것으로 하였으나, 케이슨(11)에 결합파일이 형성되지 않은 경우에는 케이슨(11)의 다른 구조물과 결합될 수도 있다.
또한, 고정파일(130)의 횡단면의 직경은 결합파일(13)의 횡단면의 직경보다 크게 마련되어 결합파일(13)이 고정파일(130)에 삽입되도록 마련된다. 즉, 고정파일(130)은 결합파일(13)보다 직경이 크며, 중공형상으로 마련되어 결합파일(13)이 삽입됨으로써 수중 구조물(11)과 선체(110)가 상호 고정되도록 한다.
한편, 고정파일(130)은 내부에 삽입된 결합파일(13)을 유압을 이용하여 고정한다. 유압을 이용하여 결합파일(13)의 외면을 가압으로써 결합파일(13)은 보다 견고하게 고정이 된다. 이때, 유압을 이용하여 고정하는 수단 뿐만 아니라 별도의 결합수단을 사용하여 결합파일(13)과 고정파일(130)을 상호 결합시킬 수도 있으며, 반드시 상술한 유압식 결합수단에 제한되는 것은 아니다.
한편, 고정파일(130)은 선체(110) 상에서 수평방향으로 이동 가능하도록 마련되는 것이 바람직하다. 케이슨(12)의 형상 및 크기가 일정한 경우에는 결합파일(13)의 위치를 일정하게 하여 선체(110)를 견고하게 고정할 수 있으나, 케이슨(12)의 형상 및 크기가 다양한 경우에는 결합파일(13)의 다양한 위치에 따라 고정파일(130)이 선체(110) 상에서 이동가능하게 마련됨으로써 수중 구조물(11)과 선체(110)의 결합을 견고하게 할 수 있다. 즉, 고정파일(130)은 다양한 크기의 수중 구조물(11)이 선체(110)와 견고하게 결합 될 수 있도록 선체(110) 상에서 수평방향으로 이동가능하게 마련될 수 있다.
본 실시예와 같이 수중 구조물 유지보수장치(100)에서 수중 구조물(11)을 유지보수 하는 경우, 수중 구조물(11)을 육상으로 이동시켜 수리하는 경우보다 비용 및 보수기간에 장점이 있으나, 파랑에 의하여 요동을 받는 등의 문제점이 있을 수 있다. 그러나, 고정파일(130)과 결합파일(13)이 견고하게 고정되며, 수중 구조물(11)이 결합된 선체(110)의 하중에 의하여 파랑에 의한 선체(110)의 요동이 감소함으로써 육상에서 수중 구조물(11)을 유지보수하는 것과 같이 시공 정밀도가 향상된다.
측정부(140)는 수중 구조물(11)과 선체(110)의 상호 위치를 측정하여 수중 구조물(11)이 용이하게 관통부(111)를 관통하도록 하는 구성이다. 측정부(140)는 위성항법장치(GPS)를 이용하여 선체(110)의 위치와 수중 구조물(11)의 위치를 정확히 파악하여 선체(110)의 관통부(111)가 수중 구조물(11) 상부에 위치하도록 측정한다. 수중 구조물(11)과 선체(110)의 위치오차가 최소화되어 결합되도록 함으로써 시공품질 향상 및 공사비의 절감이 가능하다.
지금부터는 본 발명의 제1실시예에 따른 수중 구조물 유지보수 장치의 작동에 대하여 설명한다.
도 4는 도 2의 수중 구조물 유지보수 장치의 수중 구조물 유지보수 작동을 나타내는 도면이다. 도 4의(a)를 참조하여 보면, 측정부(140)를 이용하여 수중 구조물(11) 및 케이슨(12)의 위치와 선체(110)의 위치를 파악하여 선체(110)를 케이슨(12)이 위치한 해수면 상에 위치하도록 이동시킨다. 구체적으로, 위성항법장치(GPS)를 이용하여 수중 구조물(11)의 위치와 선체(110)의 관통부(111)의 위치를 정확하게 파악한 뒤, 관통부(111)가 수중 구조물(11)과 대향되도록 선체(110)를 위치시킨다. 이후, 계류 앵커와 계류 앵커 블록을 이용하여 선체(110)를 계류시킨다.
도 4의(b)를 참조하여 보면, 고정파일(130)이 하방으로 연장된다. 하방으로 연장된 고정파일(130)에는 케이슨(12)에 형성된 결합파일(13)이 삽입된다. 고정파일(130)은 유압을 이용하여 결합파일(13)의 외면을 가압하여 견고하게 결합된다. 즉, 이동부(121)와 결합되어 관통부(111)를 관통한 수중 구조물(11)은 결합파일(13)과 고정파일(13)의 결합력 및 지지대(122)의 지지력에 의하여 하방으로 이동하지 않고 선체(110)와 견고하게 결합된다.
도 4의(c)를 참조하여 보면, 이동부(121)를 하강시켜 수중 구조물(11)과 결합시킨다. 이 후, 이동부(121)는 수중 구조물(11)에 결합되어 상방으로 이동함으로써 수중 구조물(11) 전체를 상방으로 이동시킨다. 이때, 이동부(121)의 상하 이동 및 수중 구조물(11)과의 결합은 인양부(120)에 설치된 별도의 제어부를 통하여 수행될 수 있다
즉, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 위성항법장치 등을 이용하여 케이슨(12)의 상방에 선체(110)를 정위치 시킨 뒤 선체(110)를 계류시키며, 고정파일(130)과 결합파일(130)을 상호 결합하여 선체(110)를 고정한 뒤, 수중 구조물(11)을 선체(110)에 인양하여 수리함으로써 유지보수 정밀도 향상 및 비용 절감이 가능한 수중 구조물 유지보수 장치가 개시된다.
다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 수중 구조물 유지보수 장치에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 수중 구조물 유지보수 장치를 나타내는 도면이다. 본 발명의 제2실시예에 따른 수중 구조물 유지보수 장치는 제1실시예와 달리 시공부(250)를 더 포함함으로써, 수중 구조물(11)의 유지보수 뿐만 아니라 수중 구조물(11) 및 케이슨(12)이 설치되는 기초부(20)의 동다짐 및 평탄화도 수행할 수 있는 장치에 관한 것이다.
도 5를 참조하여 보면, 본 발명의 제2실시예에 따른 수중 구조물 유지보수 장치(100)는 선체(110)와, 선체(110)의 상면에 설치되는 인양부(120)와, 선체(110)의 상면에 설치되는 결합파일(130)과, 측정부(140) 및 시공부(250)를 포함한다.
다만, 본 실시예에서 선체(110)와 인양부(120)와 결합파일(130)과 측정부(140)는 제1실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략하며, 시공부(250)에 대하여 상세하게 설명한다.
시공부(250)는 수중 구조물(11)이 설치되는 기초부(20)를 시공하기 위한 구성이다. 수중 구조물(11)은 해저면 상에 설치되며, 케이슨(12) 등의 구조물이 직접 접하는 사석 기초 상에 설치된다. 즉, 기초부(20)는 케이슨(12)이 설치되는 사석 기초를 의미한다. 시공부(250)는 투하된 사석 기초를 고르기 또는 평탄화 시공을 위하여 스크래퍼 등의 고르기 장비와 기초부(20) 및 해저면의 지지력을 증가하기 위하여 기초부(20)를 동다짐하는 동다짐 장비를 포함한다. 여기서, 동다짐이란 연약지반의 지지력 증가 및 침하방지 등의 목적으로 중량체 등을 자유낙하시켜 지표면에 충격을 가함으로써 충격에너지에 의해 지반 다짐효과 및 강도를 증진시키는 것을 말한다.
이때, 시공부(250)는 선체(110)와 사석 마운드 사이의 거리 등과 관계없이 용이하게 고르기 및 동다짐 공정을 수행할 수 있도록 지지부(122) 상에 윈치를 이용하여 설치될 수 있다. 즉, 시공부(250)는 드럼에 와이어 로프를 감아 도르래를 이용하여 상방 또는 하방으로 이동가능하게 마련되어 사석 기초를 시공할 수 있다.
한편, 시공부(250)는 지지부(122)로부터 탈착 가능하게 마련되는 것이 바람직하다. 시공부(250)는 기초부(20)의 동다짐 및 평탄화를 위하여 이동가능하게 마련되며, 따라서 본 실시예에서 시공부(250)는 이동공간 확보를 위하여 관통부(111)를 관통하여 지지부(122)에 연결된다. 이때, 관통부(111)를 관통하여 설치되는 시공부(250)에 의하여 인양부(120)에 의하여 관통부(111)를 관통하는 수중 구조물(11)의 이동에 제약을 받을 수 있다. 다시 말해, 수중 구조물(11)의 이동영역 상에 시공부(250)가 위치하게 되므로 수중 구조물(11)의 인양에 제약을 받을 수 있다. 따라서, 시공부(250)를 지지부(122)로부터 탈착 가능하게 마련함으로써, 인양부(120)가 수중 구조물(11)을 유지보수하기 위하여 상방으로 이동하는 경우에는 시공부(250)를 지지부(120)로부터 분리시켜 용이하게 수중 구조물(11)을 관통부(111) 측으로 인양할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 측정부(140)는 시공부(250)에 의하여 시공되는 기초부(20)의 시공상태를 지속적으로 측정함으로써, 기초부(20)의 강도 및 평탄화 정도를 측정한다. 이로 인해, 시공 정밀도 및 시공의 즉시 계측이 가능하여 시공 정밀도가 높고, 공정비용의 절감이 가능하다.
다음으로, 본 발명의 제2실시예에 따른 수중 구조물 유지보수 장치의 작동에 대하여 설명한다.
도 6은 도 5의 수중 구조물 유지보수 장치의 기초부 시동 작동을 나타내는 도면이다.
도 6의(a)를 참조하여 보면, 수중 구조물(11) 및 케이슨(12)이 설치되는 기초부(20)의 위치와 선체(110)의 위치를 파악하여 선체(110)를 기초부(20)가 위치한 해수면 상에 위치하도록 이동시킨다. 상술한 수중 구조물(11) 유지보수의 경우와 같이 위성항법장치를 이용하여 사석 마운드의 위치와 선체(110)의 위치를 정확하게 파악할 수도 있다. 이후, 계류 앵커와 계류 앵커 블록을 이용하여 선체(110)를 계류시킨다.
도 6의(b)를 참조하여 보면, 이 후 지지부(122)에 설치된 시공부(250)를 기초부(20) 측으로 이동시킨다. 시공부(250)는 동다짐장치를 이용하여 사석 마운드를 동다짐하여 수중 구조물(11)의 하중을 견딜 수 있도록 기초부(20)의 강도를 증대시킨다. 이때, 지지부(122)는 윈치 형식으로 설치되어 동다짐하는 경우 용이하게 상하이동을 할 수 있다. 또한, 시공부(250)는 스크래퍼 등 고르기 장비를 이용하여 고르기 공정을 수행함으로써 수중 구조물(11)이 안정적으로 기초부(20) 상에 설치되도록 한다.
한편, 측정부(140)는 저조도 카메라 등을 이용하여 기초부(20)의 시공상태를 계속적으로 측정함으로써 보다 정밀하게 동다짐 공정 및 고르기 공정이 수행되도록 한다.
이로 인해, 선체(110)에 형성된 관통부(111)를 통하여 수중 구조물(11)을 인양하여 유지보수함으로써 비용 및 유지보수기간을 감소시키고, 기초부(20)의 다지기 및 평탄화를 모두 할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10 : 수중 구조물 11 : 케이슨
12 : 발전기 13 : 결합파일
20 : 기초부
100 : 수중 구조물 유지보수 장치 110 : 선체
111 : 관통부 120 : 인양부
121 : 이동부 122 : 지지부
130 : 고정파일 140 : 측정부
150 : 시공부

Claims (8)

  1. 케이슨에 설치된 수중 구조물을 유지보수 하는 장치로서,
    상기 수중 구조물이 관통되도록 관통부가 형성되는 선체;
    상기 수중 구조물의 일부가 상기 관통부를 관통하여 해수면 위로 노출되도록 하는 인양부; 및
    하방으로 연장가능하게 마련되며, 상기 케이슨에 결합되어 상기 선체가 고정되도록 하는 고정파일을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 유지보수 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정파일은 수평방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 수중 구조물 유지보수 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인양부는,
    상기 수중 구조물에 결합되어 상기 수중 구조물을 상하로 이동시키는 이동부와, 상기 이동부가 결합되며 상기 관통부를 관통하여 상승된 상기 수중 구조물이 자중에 의하여 하방으로 이동하지 않도록 상기 수중 구조물을 지지하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 유지보수 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 관통부는 상기 선체의 중심부에 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 유지보수 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수중 구조물이 상기 관통부를 용이하게 관통하도록 상기 선체와 상기 수중 구조물의 상호 위치를 측정하는 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 유지보수 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인양부에 설치되며, 상기 수중 구조물이 설치되는 해저면 상의 기초부에서 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동하여 상기 기초부를 다지고, 상기 기초부를 평탄화하는 시공부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 유지보수 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 시공부는 상기 인양부에 탈착 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 유지보수장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 수중 구조물이 상기 관통부를 용이하게 관통하도록 상기 선체와 상기 수중 구조물의 상호 위치를 측정하고, 상기 기초부가 정밀하게 시공되도록 상기 시공부에 의하여 시공되는 상기 기초부를 측정하는 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 유지보수 장치.
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