KR20160017264A

KR20160017264A - 해중 터널 단위체의 연결 구조

Info

Publication number: KR20160017264A
Application number: KR1020140099183A
Authority: KR
Inventors: 서승일; 문형석; 사공명; 이진호
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2014-08-01
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2016-02-16

Abstract

본 발명은 해중 터널 단위체의 연결 구조에 관한 것으로; 해중 터널을 구성하도록 연속적으로 연결되며 중앙에 길이방향의 제1 및 제2 관통부가 형성되는 제1 및 제2 해중 터널 단위체의 연결구조에 있어서, 상기 제1 해중 터널 단위체의 일단부와 상기 제2 해중 터널 단위체의 타단부에는 가스켓이 밀착 설치되고, 상기 제1 해중 터널 단위체의 일단부에는 제1 콘크리트 구조물의 제1돌출부가 외측으로 돌출구비되고, 상기 제2 해중 터널 단위체의 타단부에는 제2 콘크리트 구조물의 제2돌출부가 외측으로 돌출구비되며, 상기 제1돌출부와 제2돌출부는 엇갈리게 설치되어 지지용 와이어의 양단이 고정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 해중 터널 단위체 연결 부위에 볼트 형상의 콘크리트 구조물을 서로 엇갈리도록 설치하고 지지용 와이어를 이용하여 연결함으로서 해중 터널이 비틀림 등의 변형에 대해 보다 안정적인 결합상태를 유지할 수 있고, 해중 터널 단위체의 외부에서 콘크리트 구조물을 지지용 와이어로 연결 고정함으로서 해중 터널 단위체 간의 연결작업을 간단히 수행할 수 있어 해중 터널 설치 작업에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

Description

해중 터널 단위체의 연결 구조 {Connecting Structure of Submerged Floating Tunnel Unit}

본 발명은 해중 터널 단위체의 연결 구조에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 해중 터널을 구성하며 연속적으로 연결 설치되는 해중 터널 단위체의 연결 부위의 구조를 개선하여 해중 터널 단위체들을 견고하게 연결 설치하면서도 그 연결 작업에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 해중 터널 단위체의 연결구조에 관한 것이다.

일반적으로 해양 바닥, 강 또는 하천의 바닥을 지나가는 해저 터널에는, 터널 함체를 수중 바닥에 침설하거나, 또는 수중바닥에 설치한 기초 구조물 위에 얹어 물속을 가로지르는 형태의 해저 터널이 제공되고 있다.

이와 같은 형태의 해저 터널은, 해저 암반 속을 굴착하는 형태와는 달리, 수중 바닥 위에 안착되거나 수중을 가로질러 설치되는 것으로서, 프리캐스트 터널 함체를 물속에 가라앉힌 형태로 이루어진다.

한편, 최근에는 건설 비용 및 건설 기간을 최소화할 수 있는 부력에 의해 지지되는 해중 터널이 연구되고 있다.

즉, 수중 일정 깊이에 부력에 의해 지지되는 해중 터널이 건설됨으로써, 해상의 파도나 바람의 영향을 받지 않으면서도 육상에서 제작한 후 수중에서 조립하므로 건설 비용 및 건설 기간을 최소화할 수 있다.

이와 같은 해중 터널의 예가 대한민국 등록특허 제0797795호 및 제0797796호 등에 개시된 바 있다.

이때, 종래 해중 터널은 통상 해중 터널 단위체의 사이에 실링부재를 설치하고, 해중 터널 단위체의 단부를 이웃한 해중 터널 단위체의 단부와 와이어를 이용하여 연결 설치한다.

그런데, 이와 같은 종래의 해중 터널 연결방법은, 해중 터널 단위체의 단부를 직접 연결하는 구조여서 조류에 의한 변형이나 누수가 발생되는 등의 문제점이 있으며, 연결작업이 어려워 작업시간이 오래 소요된다는 단점이 있다.

참고문헌 1 : 등록특허 제0797795호 참고문헌 2 : 등록특허 제0797796호

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 해중 터널을 구성하며 연속적으로 연결 설치되는 해중 터널 단위체의 연결 부위의 구조를 개선하여 해중 터널이 비틀림 등의 변형에 대해 보다 견고한 상태를 유지할 수 있도록 하는 해중 터널 단위체의 연결구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 해중 터널 단위체 간의 연결시 그 작업 시간을 단축할 수 있는 해중 터널 단위체의 연결구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;

해중 터널을 구성하도록 연속적으로 연결되며 중앙에 길이방향의 제1 및 제2 관통부가 형성되는 제1 및 제2 해중 터널 단위체의 연결구조에 있어서, 상기 제1 해중 터널 단위체의 일단부와 상기 제2 해중 터널 단위체의 타단부에는 가스켓이 밀착 설치되고, 상기 제1 해중 터널 단위체의 일단부에는 제1 콘크리트 구조물의 제1돌출부가 외측으로 돌출구비되고, 상기 제2 해중 터널 단위체의 타단부에는 제2 콘크리트 구조물의 제2돌출부가 외측으로 돌출구비되며, 상기 제1돌출부와 제2돌출부는 엇갈리게 설치되어 지지용 와이어의 양단이 고정되는 것을 특징으로 하는 해중 터널 단위체의 연결 구조를 제공한다.

이때, 상기 제1 및 제2 해중 터널 단위체는 원통 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가스켓은 고무재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1 콘크리트 구조물은 제1 지지부 표면으로 제1 돌출부가 돌출형성되어, 상기 제1 해중 터널 단위체의 일단부에 형성되는 제1 지지공을 통해 상기 제1 돌출부가 상기 제1 해중 터널 단위체의 외부로 돌출되고, 상기 제1 콘크리트 구조물의 제1 지지부는 상기 제1 해중 터널 단위체의 제1 관통부 내주면에 밀착되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제2 콘크리트 구조물은 제2 지지부 표면으로 제2 돌출부가 돌출형성되어, 상기 제2 해중 터널 단위체의 일단부에 형성되는 제2 지지공을 통해 상기 제2 돌출부가 상기 제2 해중 터널 단위체의 외부로 돌출되고, 상기 제2 콘크리트 구조물의 제2 지지부는 상기 제2 해중 터널 단위체의 제2 관통부 내주면에 밀착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 콘크리트 구조물은 복수를 상기 제1 해중 터널 단위체의 일단부 외주면에 동심원상으로 배치되도록 설치되며, 상기 제2 콘크리트 구조물은 상기 제2 해중 터널 단위체의 타단부 외주면에 상기 제1 콘크리트 구조물과 엇갈리며 동심원상으로 복수가 배치되도록 설치된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1 콘크리트 구조물의 제1 돌출부에는 제1 지지공이 형성되고, 제2 콘크리트 구조물의 제2 돌출부에는 제2 지지공이 형성되어 지지용 와이어의 양단부가 고정되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 지지용 와이어는 강선인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 해중 터널 단위체의 연결 부위에 볼트 형상의 콘크리트 구조물을 서로 엇갈리도록 설치하고 지지용 와이어를 이용하여 연결함으로서 해중 터널이 비틀림 등의 변형에 대해 보다 안정적인 결합상태를 유지할 수 있다.

또한, 해중 터널 단위체의 외부에서 콘크리트 구조물을 지지용 와이어로 연결 고정함으로서 해중 터널 단위체 간의 연결작업을 간단히 수행할 수 있어 해중 터널 설치 작업에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 해중 터널의 설치 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 해중 터널 단위체의 연결 구조를 설명하기 위해 연결부위의 단면을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 해중 터널 단위체의 연결 구조를 설명하기 위해 연결부위의 외부를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 해중 터널 단위체의 연결 구조를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 해중 터널의 설치 예를 도시한 도면이다. 이에 의하면, 수중 일정 깊이에 부력에 의해 지지되는 해중 터널(1)은 해상의 파도나 바람의 영향을 받지 않으면서도 육상에서 제작한 후 수중에서 조립되는 것으로, 해중 터널(1)은 복수의 해중 터널 단위체(100,200)가 연속적으로 연결되는 구조로 이루어진다.

이때, 상기 해중 터널(1)은 열차나 차량 또는 사람이 통행 가능하도록 원통 형상의 구조로 이루어져, 양단부는 육지에 각각 위치하고 중간부분은 해수 중에 위치한다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 이러한 해중 터널(1)의 내측에는 레일 등이 설치됨으로써, 열차가 통행할 수 있는 레일이 설치되거나 자동차 등이 통행할 수 있는 도로가 설치된다. 물론, 상기 해중 터널(1)의 중앙에는 비상시 승객이 대피할 수 있도록 통로를 형성함이 바람직하다. 더불어, 상기 통로의 상부 및 하부에도 비어 있는 여분의 통로가 더 형성하여 공기가 채워질 수 있는 구조를 채택함이 바람직하다.

한편, 상기 해중 터널(1)을 구성하는 해중 터널 단위체(100,200)의 외주면은 고정 체인 또는 고정 와이어(10)로 감싸게 되며, 상기 고정 체인 또는 고정 와이어(10)의 양단은 수중 바닥에 설치된 고정 블록(20)에 고정된다. 이때, 안정적으로 지지할 수 있도록 하기 위해 하나의 해중 터널 단위체(100,200)에 복수의 고정 체인 또는 고정 와이어(10)가 결합될 수 있다.

따라서, 고정 체인 또는 고정 와이어(10)은 내부에 공기가 채워져 있어 수중에서 부력에 의해 수상(水上)으로 상승하려고 하는 해중 터널(1)을 수중에 일정 깊이로 계류시키는 역할을 한다. 이때, 상기 고정 체인 또는 고정 와이어(10)는 강선, 복합 재료 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 그 재질이 한정되지 않는다.

그리고, 상기 고정 블록(20)은 상기 해중 터널(1)을 따라서 일정 간격으로 수중의 바닥에 고정 설치되며, 이러한 고정 블록(20)에는 상기 고정 체인 또는 고정 와이어(10)가 고정된다.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 해중 터널 단위체의 연결 구조를 설명하기 위해 연결부위의 단면을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 해중 터널 단위체의 연결 구조를 설명하기 위해 연결부위의 외부를 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해중 터널(1)은 해중 터널 단위체(100,200)들이 연속적으로 연결되는 구조로서, 이하에서는 일측에 연결되는 해중 터널 단위체는 제1 해중 터널 단위체(100)라 하며, 타측에 연결되는 해중 터널 단위체는 제2 해중 터널 단위체(200)라 한다.

상기 제1 해중 터널 단위체(100)는 중앙에 길이방향의 제1 관통부(110)가 형성되고, 상기 제2 해중 터널 단위체(200)는 중앙에 길이방향의 제2 관통부(210)가 형성된다.

이와 같은 제1 및 제2 해중 터널 단위체(100,200)는 전체적으로 원통 형상으로 이루어지는 것으로 양자는 모두 동일한 형상으로 이루어져 제1 해중 터널 단위체(100)의 일단부에는 제2 해중 터널 단위체(200)의 타단부가 연결된다.

이때, 상기 제1 해중 터널 단위체(100)의 일단부와 상기 제2 해중 터널 단위체(200)의 타단부에는 해수가 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해 가스켓(300)이 설치된다.

즉, 상기 제1 해중 터널 단위체(100)의 일단부 테두리와 상기 제2 해중 터널 단위체(200)의 타단부 테두리 사이에 가스켓(300)의 양측이 밀착되도록 하여 해수의 유입을 방지할 수 있다. 이 경우 상기 가스켓(300)은 다양한 재질의 것을 사용할 수 있지만, 고무재질로 이루어짐이 바람직하다.

한편, 상기 제1 해중 터널 단위체(100)의 일단부에는 볼트 형상으로 이루어지는 제1 콘크리트 구조물(400)가 돌출구비된다. 상기 제1 콘크리트 구조물(400)은 제1 지지부(410) 표면으로 제1 돌출부(420)가 돌출형성되는 구조로서, 상기 제1 해중 터널 단위체(100)의 일단부 외주면으로 상기 제1 돌출부(420)가 관통설치된다.

이때, 상기 제1 해중 터널 단위체(100)의 일단부에 제1 지지공(120)을 형성하고, 그 제1 지지공(120)을 통해 제1 콘크리트 구조물(400)의 제1 돌출부(420)가 상기 제1 해중 터널 단위체(100)의 외부로 돌출되고, 상기 제1 콘크리트 구조물(400)의 제1 지지부(410)는 상기 제1 해중 터널 단위체(100)의 제1 관통부(110) 내주면에 밀착되도록 한다.

이 경우 상기 제1 콘크리트 구조물(400)은 복수를 상기 제1 해중 터널 단위체(100)의 일단부 외주면에 동심원상으로 배치되도록 설치한다.

또한, 상기 제2 해중 터널 단위체(200)의 타단부에는 볼트 형상으로 이루어지는 제2 콘크리트 구조물(500)가 돌출구비된다. 상기 제2 콘크리트 구조물(500)은 제2 지지부(510) 표면으로 제2 돌출부(520)가 돌출형성되는 구조로서, 상기 제2 해중 터널 단위체(200)의 타단부 외주면으로 상기 제2 돌출부(520)가 관통설치된다.

이때, 상기 제2 해중 터널 단위체(200)의 타단부에 제2 지지공(220)을 형성하고, 그 제2 지지공(220)을 통해 제2 콘크리트 구조물(500)의 제2 돌출부(520)가 상기 제2 해중 터널 단위체(200)의 외부로 돌출되고, 상기 제2 콘크리트 구조물(500)의 제2 지지부(520)는 상기 제2 해중 터널 단위체(200)의 제2 관통부(210) 내주면에 밀착되도록 한다.

이 경우 상기 제2 콘크리트 구조물(500)은 복수를 상기 제2 해중 터널 단위체(200)의 타단부 외주면에 동심원상으로 배치되도록 설치한다.

이상의 제1 콘크리트 구조물(400)의 제1 돌출부(420)에는 제1 지지공(422)이 형성되고, 제2 콘크리트 구조물(500)의 제2 돌출부(520)에는 제2 지지공(522)이 형성되어 지지용 와이어(600)의 양단부가 고정된다.

이 경우 상기 지지용 와이어(600)는 강선, 복합 재료 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 그 재질이 한정되지 않는다.

이와 같이 상기 제1 및 제2 해중 터널 단위체(100,200)의 연결부분에 가스켓(300)을 설치하고, 제1 및 제2 해중 터널 단위체(100,200)의 단부에는 볼트 형상의 제1 및 제2 콘크리트 구조물(400,500)의 제1 및 제2 돌출부(420,520)를 외측으로 돌출되도록 형성하고 제1 및 제2 콘크리트 구조물(400,500)을 지지용 와이어(600)를 이용하여 연결함으로써 해중 터널(1)의 내구성을 증가시킬 수 있도록 한다.

특히, 상기 제1 콘크리트 구조물(400)과 제2 콘크리트 구조물(500)은 상기 제1 및 제2 해중 터널 단위체(100,200)의 길이방향으로 나란히 설치하지 않고, 지그재그 방식으로 서로 엇갈리게 설치하여 해중 터널(1)이 비틀림 등의 변형에 대해 보다 견고하게 결합 설치될 수 있도록 한다.

즉, 상기 제1 및 제2 콘크리트 구조물(400,500)은 볼트 형상으로 형성되어 제1 및 제2 지지부(410,510)가 제1 및 제2 해중 터널 단위체(100,200)의 제1 및 제2 관통부(110,210) 내측에 위치되도록 하고, 제1 및 제2 콘크리트 구조물(400,500)의 제1 및 제2 돌출부(420,520)가 제1 및 제2 해중 터널 단위체(100,200)의 외측으로 돌출되도록 설치되며, 제1 및 제2 해중 터널 단위체(100,200)의 외측으로 돌출 형성된 제1 및 제2 콘크리트 구조물(400,500)의 제1 및 제2 돌출부(420,520)에 제1 및 제2 지지공(422,522)이 형성되어, 제1 및 제2 지지공(422,522)을 통해 지지용 와이어(600)가 연결 설치되게 되어 제1 및 제2 해중 터널 단위체(100,200)의 연결 작업이 보다 용이하도록 함과 동시에 해중 터널(1)의 탄성력이 증가하게 되어 조류에 의해 해중 터널(1)이 받게 되는 하중을 줄일 수 있게 된다.

이때, 도면에 도시한 바와 같이 이웃한 해중 터널 단위체(100,200)의 단부에 대응되게 설치되는 콘크리트 구조물(400,500)이 서로 엇갈리는 위치에 설치되도록 하고, 이 콘크리트 구조물(400,500)을 지지용 와이어(600)를 이용하여 연결하면, 해중 터널(1)이 조류에 의해 뒤틀림이 발생하더라도 서로 엇갈리도록 설치된 지지용 와이어(600)에 의해 안정적인 결합상태를 유지할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 해중 터널 100: 제1 해중 터널 단위체
110: 제1 관통부 120: 제1 지지공
200: 제2 해중 터널 단위체 210: 제2 관통부
220: 제2 지지공 300: 가스켓
400: 제1 콘크리트 구조물 410: 제1 지지부
420: 제1 돌출부 500: 제2 콘크리트 구조물
510: 제2 지지부 520: 제2 돌출부
600: 지지용 와이어

Claims

해중 터널을 구성하도록 연속적으로 연결되며 중앙에 길이방향의 제1 및 제2 관통부가 형성되는 제1 및 제2 해중 터널 단위체의 연결구조에 있어서,
상기 제1 해중 터널 단위체의 일단부와 상기 제2 해중 터널 단위체의 타단부에는 가스켓이 밀착 설치되고, 상기 제1 해중 터널 단위체의 일단부에는 제1 콘크리트 구조물의 제1돌출부가 외측으로 돌출구비되고, 상기 제2 해중 터널 단위체의 타단부에는 제2 콘크리트 구조물의 제2돌출부가 외측으로 돌출구비되며, 상기 제1돌출부와 제2돌출부는 엇갈리게 설치되어 지지용 와이어의 양단이 고정되는 것을 특징으로 하는 해중 터널 단위체의 연결 구조.
제 1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 해중 터널 단위체는 원통 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해중 터널 단위체의 연결 구조.
제 1항에 있어서,
상기 가스켓은 고무재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 해중 터널 단위체의 연결 구조.
제 1항에 있어서,
상기 제1 콘크리트 구조물은 제1 지지부 표면으로 제1 돌출부가 돌출형성되어, 상기 제1 해중 터널 단위체의 일단부에 형성되는 제1 지지공을 통해 상기 제1 돌출부가 상기 제1 해중 터널 단위체의 외부로 돌출되고, 상기 제1 콘크리트 구조물의 제1 지지부는 상기 제1 해중 터널 단위체의 제1 관통부 내주면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 해중 터널 단위체의 연결 구조.
제 1항에 있어서,
상기 제2 콘크리트 구조물은 제2 지지부 표면으로 제2 돌출부가 돌출형성되어, 상기 제2 해중 터널 단위체의 일단부에 형성되는 제2 지지공을 통해 상기 제2 돌출부가 상기 제2 해중 터널 단위체의 외부로 돌출되고, 상기 제2 콘크리트 구조물의 제2 지지부는 상기 제2 해중 터널 단위체의 제2 관통부 내주면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 해중 터널 단위체의 연결 구조.
제 1항에 있어서,
상기 제1 콘크리트 구조물은 복수를 상기 제1 해중 터널 단위체의 일단부 외주면에 동심원상으로 배치되도록 설치되며, 상기 제2 콘크리트 구조물은 상기 제2 해중 터널 단위체의 타단부 외주면에 상기 제1 콘크리트 구조물과 엇갈리며 동심원상으로 복수가 배치되도록 설치된 것을 특징으로 하는 해중 터널 단위체의 연결 구조.
제 1항에 있어서,
상기 제1 콘크리트 구조물의 제1 돌출부에는 제1 지지공이 형성되고, 제2 콘크리트 구조물의 제2 돌출부에는 제2 지지공이 형성되어 지지용 와이어의 양단부가 고정되는 것을 특징으로 하는 해중 터널 단위체의 연결 구조.
제 1항에 있어서,
상기 지지용 와이어는 강선인 것을 특징으로 하는 해중 터널 단위체의 연결 구조.