KR20200049362A

KR20200049362A - 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법

Info

Publication number: KR20200049362A
Application number: KR1020180132546A
Authority: KR
Inventors: 박창욱
Original assignee: 주식회사 오셔닉
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-05-08

Abstract

본 발명은 해저지반 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법에 관한 것으로, 적재된 기초석의 경사면에 중간피복매트를 포설한 뒤, 상기 중간피복매트 상에 중력식 구조물을 적재하는 방식으로 수행될 수 있고, 상기 중간피복매트는 10 내지 20 ㎝ 두께를 가지면서 3.5 내지 5.0㎜의 휨 변형량을 가질 수 있고, 상기 중간피복매트의 휨 강도 및 압축 강도가 2.5 내지 4.8 N/㎟의 범위 내에 있을 수 있다.

Description

중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법{CONSTRUCTION METHOD FOR INCLINED TYPE OFFSHORE STRUCTURE USING MAT FOR COATING MIDDLE PART}

본 발명은 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법에 관한 것이다.

특허문헌1에는 인공리프(Artificial Reef)의 구조 및 그 시공방법이 개시되어 있고, 특허문헌2에는 해저 마운드 주변의 세굴 등으로 인한 문제를 완화시킬 수 있는 해저 마운드의 코너피복블록이 개시되어 있다.

종래의 대형 해상 구조물들은 사석 마운드나 개량지반 등을 활용하여 집중되는 하중을 분산하고 있었다. 그러나, 대형화되는 고파랑, 그리고 반복되는 하중에 의하여 집중 하중이 인가되거나 해상 구조물들의 미끄러짐 현상 등이 발생되고 있다.

한편, 종래에는 인공리프 등의 잠제 등을 해상에 시공함에 있어서, 해저지면을 소정의 깊이로 준설하고 사석 마운드 등으로 기초를 다진 뒤 소파블록 등의 중력식 구조물을 적재하는 방식으로 시공과정이 수행되고 있었다. 그러나, 이러한 종래의 시공법으로 진행할 경우, 사석들의 높이차이가 소정의 범위 내에 있도록 할 필요가 있고, 이를 위해서 사석들의 표면을 고르는 과정을 거친 뒤 중력식 구조물을 적재해야 하는 바, 시공 속도가 느리고 작업 공임이 증가되는 비효율성이 발생되고 있었다.

다른 한편으로, 기초석 등이 적재되어 경사면이 형성된 상태에서 소파블록 등 중력식 구조물을 적재하는 방식으로 시공되는 경사식 해양 구조물들도 있는데, 이러한 구조물의 경우, 현재까지는 크기가 작은 사석으로 기초석의 경사면에 1층을 고르게 덮고, 그 윗 층에는 좀더 크기가 큰 사석을 고르게 덮는 방식으로 적어도 2층 이상이 형성된 후 중력식 구조물이 적재되고 있었다. 그러나, 이러한 작업이 수중에서 수행되어야 하는 경우에는 다이버들이 수중에서 사석의 크기들을 고르고 그 높일를 맞춰 가면서 작업을 해야 하므로 상당한 시간과 공임이 소요될 수밖에 없었다.

KR 10-0898042 KR 10-1048237

본 발명의 일 측면은, 경사식 해상 구조물들이 안정적으로 지지될 수 있으면서도 시공 효율이 향상될 수 있는 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법은, 적재된 기초석의 경사면에 중간피복매트를 포설한 뒤, 상기 중간피복매트 상에 중력식 구조물을 적재하는 방식으로 수행될 수 있다.

이때, 상기 중간피복매트는 10 내지 20 ㎝ 두께를 가지면서 3.5 내지 5.0㎜의 휨 변형량을 가질 수 있다.

또한, 상기 중간피복매트의 휨 강도 및 압축 강도가 2.5 내지 4.8 N/㎟의 범위 내에 있을 수 있다.

또한, 상기 기초석은 해저지반 상에 형성되고, 상기 중간피복매트의 일측은 상기 기초석의 경사면과 상기 해저지반의 경계선 및 상기 해저지반의 일부를 덮도록 위치되고, 상기 중간피복매트의 타측은 상기 기초석의 상면 일부를 덮도록 위치될 수 있다.

본 발명에 의하면, 경사식 해상 구조물들이 안정적으로 지지될 수 있으면서도 시공 효율이 향상될 수 있는 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법이 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법을 설명하기 위한 해양 구조물 개략도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법을 설명하기 위한 해양 구조물 개략도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법에 사용될 수 있는 중간피복매트를 부분절개해서 개략적으로 보인 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법에 사용될 수 있는 중간피복매트를 설명하기 위한 개념도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법을 개략적으로 예시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 압축 강도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 휨 변형량 및 휨 강도을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다

본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 단계는 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 각 구성들의 세부 크기, 형태, 두께, 곡률 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장되거나 도식화된 것으로서, 허용 오차 등에 의해 그 형태가 변형될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법을 설명하기 위한 해양 구조물 개략도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법을 설명하기 위한 해양 구조물 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법에 사용될 수 있는 중간피복매트를 부분절개해서 개략적으로 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법에 사용될 수 있는 중간피복매트를 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법을 개략적으로 예시한 순서도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 압축 강도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 휨 변형량 및 휨 강도을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 중간피복매트(100)를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법은, 적재된 기초석(210)의 경사면에 중간피복매트(100)를 포설(S120)한 뒤, 상기 중간피복매트(100) 상에 소파블록(310) 등의 중력식 구조물을 적재(S130)하는 방식으로 수행될 수 있다. 여기서, 해저지반(10) 등에 기초석(S110)을 적재하는 과정이 선행되어 경사면이 형성될 수 있다.

이때, 상기 중력식 구조물은, 테트라포드(Tetrapod) 등의 소파블록(310), 사석, 골재, 피복블록이나, 현장에서 타설되는 현장타설 콘크리트(330) 등으로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 시공 방법에 사용될 수 있는 중간피복매트(100)의 일 예가 도 3 및 도 4에 예시되어 있다.

일실시예에서, 중간피복매트(100)는 아스팔트와 골재들을 혼합한 아스팔트 합재(113)를 거푸집(미도시됨)에 충진하고 경화시키는 방식으로 제작될 수 있다.

도 4를 참조하면, 일실시예에 따른 중간피복매트(100)는 단위유닛의 크기가 가로 8.0m, 세로 2.2m로 제작될 수 있다, 이렇게 제작된 중간피복매트(100)는 기중기 등 다양한 장비에 의하여 리프팅되어 포설될 수 있다. 이렇게 장비에 의하여 중간피복매트(100)를 리프팅 하는 작업의 효율성을 높이기 위해서 중간피복매트(100)에 손잡이부(114)가 구비될 수 있다.

한편, 이 손잡이부(114) 부근에 하중이 집중될 경우 중간피복매트(100)가 찢어지거나 손상될 수 있는데, 이러한 파손의 위험성을 낮추기 위하여 고정판(117), 보강프레임(116), 활지금구(118), 보강심재(115) 등이 구비될 수 있다. 즉, 도 3에 예시된 바와 같이, 중간피복매트(100)의 전체 두께가 T1이라고 할 때, 아스팔트 합재(113)가 절반 정도(예컨대 T1의 절반 높이) 타설된 상태에서 보강심재(115), 활지금구(118), 손잡이부(114), 고정판(117), 보강프레임(116) 등이 배치되고, 그 이후 나머지 아스팔트 합재(113)가 타설되어 중간피복매트(100)가 제작될 수 있다. 여기서, 도 4에 예시된 중간피복매트(100)는 가로 길이가 상대적으로 길게 형성되어 있는 바, 손잡이부(114) 및 그 부속물들이 가로 방향을 따라 복수 개가 구비되도록 함으로써, 중간피복매트(100)의 리프팅 시 아스팔트 합재(113)가 손상될 가능성을 더욱 낮출 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 해저지반(10) 중간피복매트(100)를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법에 활용되는 중간피복매트(100)는 그 두께가 10 내지 20 ㎝ 범위에 있으면서 휨 변형량이 3.5 내지 5.0 ㎜의 범위에 있어야만 한다. 여기서, 중간피복매트(100)의 두께가 10㎝ 미만이면서 휨 변형량이 3.5mm 미만이면 해저지반(10)의 높이편차를 완충하면서 중력식 구조물의 하중을 충분히 분산시킬 수 없다. 반대로, 중간피복매트(100)의 두께가 20㎝를 초과하면 피로 내구성이 약해짐에 따라 반복되는 파랑하중에 의하여 균열이 발생될 위험성이 높아질 수 있다.

또한, 중간피복매트(100)의 휨 강도 및 압축 강도는 2.5 내지 4.8 N/㎟의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

만약, 휨 강도 및 압축 강도가 2.5N/㎟ 보다 작으면 하중을 충분히 분산하지 못하면서 중간피복매트(100) 자체가 파손되는 문제가 발생 될 수 있다.

한편, 휨 변형량, 휨 강도 및 압축 강도가 모두 소정 수준 이상으로 높아지기 위해서는 다른 한 특성이 나빠지는 일종의 트레이드 오프 관계에 있다. 이러한 점을 고려하면 휨 변형량은 5.0 ㎜ 이하, 휨 강도 및 압축 강도는 2.5 내지 4.8 N/㎟ 이하로 하는 것이 바람직하다.

여기서, 휨 변형량, 휨 강도 및 압축 강도의 측정방법은 아래와 같다.

압축 강도의 측정방법은 공시체를 압축 강도시험기에 거치한 후 변위속도(20mm/min)로 하중을 재하하여 파괴시의 하중과 변형량을 측정하며, 도 6에 예시된 방식으로 진행할 수 있다.

또한, 휨 시험방법은 변위속도 20mm/min, 지점간의 거리는 10cm, 중앙부에 하중을 재하하는 3점 휨 시험 방법이다. 휨 강도와 휨 변형률은 파괴 시 강도와 변형량을 측정하여 도 7에 나타낸 식으로 진행할 수 있다.

한편, 도 1 등에 예시된 바와 같이, 기초석(210)은 해저지반(10) 상에 형성되고, 중간피복매트(100)의 일측은 상기 기초석(210)의 경사면과 해저지반(10)의 경계선 및 해저지반(10)의 일부를 덮도록 위치될 수 있으며, 이 부분이 도면 부호 102로 표시되어 있는데, 본 명세서에서는 하측 연장부라고 칭하도록 한다. 또한, 중간피복매트(100)의 타측은 기초석(210)의 상면 일부를 덮도록 위치될 수 있으며, 이 부분이 도면 부호 101로 표시되어 있는데, 본 명세서에서는 상측 연장부를 칭하도록 한다. 이러한 상측 연장부(101)와 하측 연장부(102)가 구비됨에 따라 경사면 부근에 적재된 중력식 구조물들의 안정성이 보다 향상될 수 있다.

또한, 일실시예에서, 기초석(210)의 경사면에 중간피복매트(100)를 포설하기 전에 상대적으로 작은 사석들을 한 층으로 고르게 깔아서 표면고르기 작업을 한 뒤 중간피복매트(100)가 포설되도록 할 수 있다. 기초석(210) 등으로 형성하는 마운드는 크기나 모양이 상대적으로 불균일한 자재를 활용해서 만들어지는 경우가 많은데, 이 경우 경사면의 표면 오차가 10㎝를 초과할 경우 중간피복매트(100) 만으로 중력식 구조물의 하중을 안정적으로 분산하고 마찰계수를 충분히 증가시키지 못할 수 있다. 따라서 이런 경우에는 전술한 바와 같이 사석들을 한층으로 고르게 깔아서 경사면의 표면 오차를 감소시킨 뒤 중간피복매트(100)를 포설하는 것이 바람직하다.

도 2에는 기초석(210)에서 해상 방향의 경사면에 중간피복매트(100)가 포설된 뒤 소파블록(310)이 적재된 해양 구조물이 예시되어 있다. 그리고, 기초석(210)의 상부에는 2층의 중력식 구조물이 적재될 수 있는데, 이 중력식 구조물들 사이의 마찰저항을 개선하기 위해 통상의 마찰증진매트(400)가 구비될 수 있다는 점이 이해될 수 있을 것이다. 또한, 기초석(210)에서 육지 방향의 경사면에는 차수매트600)가 포설된 뒤 뒷채움석(500)이 적재되는 방식으로 시공이 진행될 수 있다는 점도 이해될 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법은, 경사면이 포함된 기초구조에 중력식 구조물을 적재해서 구현하는 해양 구조물에 있어서, 사석의 크기를 증가시키면서 적어도 3층 이상으로 면고르기 작업을 수행해야만 확보되던 안정성이, 중간피복매트(100) 포설로 구현될 수 있게 되는 바, 시공 공임의 현저한 절약 및 공기의 단축이 가능하여 시공 효율성이 대폭 향상될 수 있다.

10 : 해저지반
100 : 중간피복매트
101 : 상측 연장부
102 : 하측 연장부
113 : 아스팔트 합재
114 : 손잡이부
115 : 보강심재
116 : 보강프레임
117 : 고정판
118 : 활지금구
210 : 기초석
310 : 소파블록
330 : 현장타설 콘크리트
500 : 뒷채움석
600 : 차수매트

Claims

적재된 기초석의 경사면에 중간피복매트를 포설한 뒤, 상기 중간피복매트 상에 중력식 구조물을 적재하되, 상기 중간피복매트는 10 내지 20 ㎝ 두께를 가지면서 3.5 내지 5.0㎜의 휨 변형량을 갖는 것을 특징으로 하는 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법.
제1항에 있어서,
1항에 있어서, 상기 기초석은 해저지반 상에 형성되고,
상기 중간피복매트의 일측은 상기 기초석의 경사면과 상기 해저지반의 경계선 및 상기 해저지반의 일부를 덮도록 위치되고,
상기 중간피복매트의 타측은 상기 기초석의 상면 일부를 덮도록 위치되는 것을 특징으로 하는 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 중간피복매트의 휨 강도 및 압축 강도가 2.5 내지 4.8 N/㎟의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 중간피복매트를 이용한 경사식 해양 구조물 시공 방법.