KR20240074169A - 바지선 연결장치와 구조물의 부력 조절 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해상에 설치할 구조물을 현장과 가까운 바지선에서 제작할 때의 작업동선을 단축할 수 있도록 모선에 연결하는 복수의 작업선의 배치순서 재배치를 탈착이 가능하도록 양쪽 다중 도르레 사이 간격을 와이어를 이용한 연결장치로 조정하고 구조물을 진수할 수 있도록 침하도 가능하며, 구조물 하단에 설치된 비닐 커튼 또는 그물비닐 커튼과 구조물 주변에서 그물 또는 방수커튼에 부착된 공기주머니로 부력과 기울기를 자동 조절하여 해저 암반에 고정하기 쉽도록 하는 바지선 연결장치와 구조물의 부력 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

바지선 연결장치와 구조물의 부력 조절{A doupling device of the barge and regulation of floatation of fabric}
본 발명은 바지선 연결장치와 구조물의 부력 조절에 관한 것으로, 수중에서 수면에 노출한 출입공간을 통해 해저에 고정할 구조물을 제작하는 바지선의 모선과 작업선 사이를 다중 도르래를 이용한 연결장치로 탈착 가능하게 연결하여 작업선에서 제작한 구조물이 소정의 양생기간을 거치는 동안 비닐커튼 또는 그물비닐 커튼과 공기주머니를 이용한 부력 및 기울기 자동 조절장치로 안전하게 진수 예인하여 출입공간을 통해 연약지반 제거로 확장된 기초공간과 출입공간을 해저 암반에 연결하고 잔여공사를 마무리하는 동안 다음 또는 다 다음 바지선에서 구조물을 연속 제작함으로써 투자비와 공사기간을 개선하는 바지선 연결장치와 구조물의 부력 조절에 관한 것이다.
조력발전소와 같은 구조물을 해안선을 따라 수중에 건설할 때 기초방석이 해저 암반에 도달하도록 터파기부터 거푸집을 설치하여 상단을 수면에 노출할 때까지 조석간만과 파도의 충격을 견딜 수 있는 물막이 공사가 전제돼야 한다.
그러나 얕은 바다를 막는 방조제 공사에서 경험했듯이 토석을 이용할 때 조차가 크거나 파도가 높은 해안은 급한 물살로 인해 바윗돌도 조류나 파도에 쓸려나갈 정도의 난공사이므로 시화방조제나 새만금 방조제처럼 긴 방조제를 설치하는데 얕은 산 한 두개 이상을 없앨만한 토석이 필요할 것이다.
그러므로 물 밖에서 제작한 교각 등과 같은 구조물을 해저에 세워 상단을 수면에 노출시키고 배수한 내부 공간으로 들어가 연약지반을 제거하여 암반에 가라 앉히거나 연약지반을 제거하여 넓어진 기초공간부터 출입공간까지 철근콘크리트로 채워 암반에 결합하는 것을 제일감으로 고려할 수 있다.
조류와 파도를 차단하기 위하여 모선 한쪽 또는 양쪽으로 연결된 작업선으로 구성된 바지선을 공사현장 정면에 정박한다.
특히 모선 바로 옆에서 연속 작업할 수 있도록 구조물을 새로 축조할 작업선을 방금 작업을 끝낸 작업선과 모선 사이로 옮겨 결합하는 순간 연결상태가 불안하면 양생 중인 구조물이 파도와 이동충격을 받을 수도 있을 것이다.
구조물을 어떤 식으로 제작하든지 건설장비와 자재를 가진 모선에 연결한 복수의 작업선 중 모선과 가장 가까운 곳에서 작업할 때 효율이 높으므로 빈 작업선을 쉽게 연결할 수 있는 방법에 대한 아이디어가 요구된다.
바지선에서 제작한 구조물을 해저에 고정하려면 내부에 상하가 관통한 출입공간을 복수로 분할하되 배수했을 때 수압을 견딜 수 있도록 경량화하고 하단에 부착한 부력 및 기울기 조절장치로 수심이 얕은 곳에서도 예인할 수 있어야 한다.
또한 가운데 또는 대칭공간부터 암반과 결합하는 동안 다른 공간엔 모래나 물을 채우고 구조물로 형성된 수로에 발전장치 등을 설치할 때 양쪽을 호형 방수수문으로 막고 배수한다.
연약지반 층이 두터운 곳은 출입공간을 통해 파일을 추가로 박을 수 있고 수심이 깊은 곳은 긴 파일이나 연결한 복수의 파일에 구조물을 벽돌 쌓듯이 다단계로 끼워 수면에 노출시킬 수도 있을 것이다.
본 발명은 해상 구조물을 건설할 때 임시 물막이나 교량 설치공정을 방수수문과 방수커튼 및 바지선과 운반선으로 대체하고 모선과 복수의 작업선 사이를 연결한 바지선에서 제작하여 소정의 양생과정을 거친 순서에 따라 진수할 때 위험을 최소화하고 출입공간이 수면에 노출하도록 해저 암반에 고정하면서 물막이와 지지대를 겸한 방수수문으로 연결하여 해상 구조물 또는 해양에너지 발전설비를 해안선을 따라 설치할 때 거푸집은 물론 방수수문과 방수커튼, 및 부력조절장치까지 재활용하고 단계별 분업과 협업으로 숙련도를 높여 건설비용을 절감하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 부력과 기울기가 자동 조절되는 모선(301)과, 부력과 기울기가 자동 조절되고 부력을 낮춰 침하가 가능한 작업선(302)으로 구성된 바지선(30)에 있어서,
상기 모선(301)에 권양기(320)와 함께 도르래 홀더(314) 회전축에 회전가능하게 결속된 다중 도르래(315) 및 로프를 이용한 도르래 홀더 임시 고정장치와,
상기 작업선(302)에 탈착 가능하게 고정된 도르래 홀더(314)에 회전가능하게 결속된 다중 도르래(315)와 상기 바지선(302) 반대쪽에 상기 모선(301)과 동일한 구조로 고정된 도르래 홀더, 및
상기 모선(301) 측 도르래 지지대(325)에 한쪽 끝이 고정되고 반대쪽 끝은 권양기 롤러(326)에 고정되어 상기 모선(301) 측 다중 도르래(315)와 상기 작업선(302) 측 다중 도르래(315)를 차례로 돌아나오는 와이어(316)로 구성되어,
상기 모선(301) 측 다중 도르래(315)와 상기 작업선(302) 측 다중 도르래(315) 간격을 조절하여 상기 작업선(302)에 실린 구조물을 진수하도록 상기 작업선(302)의 침하가 가능한 연결장치로 상기 모선(301)과 상기 작업선(302)을 연결하는 것을 특징으로 한다.
상기 도르래 홀더(314) 임시 고정장치는,
로프 권양기 지지대(318)에 고정되고 상기 작업선(302)의 도르래 홀더(314)에 회전가능하게 고정된 활차(323)를 돌아나와 로프 권양기 롤러(326)에 고정되는 로프(322)로 구성되어,
분리된 상기 작업선(302) 측 도르래 홀더(314)를 당겨 임시 보관하는 것을 특징으로 한다.
상기 구조물은,
복수의 칸막이로 분할된 출입공간 하단에 설치된 그물비닐 커튼(512) 또는 그물과 함께 설치된 비닐 커튼(513) 중 하나와 외측에서 상기 그물(509) 또는 방수커튼 바닥재(502)에 부착된 공기주머니(510) 또는 상기 분할된 출입공간의 부력으로 예인하고 상기 분할된 출입공간에 대칭으로 물을 채워 해저 고정작업이 가능하도록 부력을 조절하는 것을 특징으로 한다.
양생을 완료한 구조물을 바지선 끝으로 옮긴 작업선의 침하로 안전하게 진수하고 비닐커튼과 공기주머니를 이용한 부력으로 수심이 얕은 곳까지 예인 가능하며 작업자와 장비의 이동 동선이 짧아질 수 있다.
빈 작업선의 모선 옆으로 재배치는 날씨와 예인선의 유도기술에 달렸지만 연결장치의 분해와 재 조립공정에서 연결창치마다 한 사람이 볼트 몇개를 풀었다가 재결합하는 것으로 가능하므로 크게 어렵거나 위험하지는 않을 것이다.
특히 단계별 작업이 작업선마다 구분되고 분업과 협업으로 기술 축적이 가속되므로 인력배치와 협동이 용이하며 거대한 물막이 공정이 생략되고 터파기 공정이 출입공간 내부로 축소되므로 되메우기나 잔토처리 등 잡다한 공정이 축소될 것이다.
도 1은 모선의 부력 및 기울기 조절장치 평면도이다.
도 2는 트러스 아이에 공기주머니를 설치한 작업선 평면도이다.
도 3은 모선 및 작업선의 기울기 조절장치 사시도이다.
도 4는 모선과 작업선을 다단 도르래로 연결한 바지선 배치도이다.
도 5는 모선과 작업선 및 작업선과 작업선 연결장치 입면도이다.
도 6은 작업선 양쪽에 설치된 연결장치 평면도이다.
도 7은 작업선 반대편에 설치된 모선과 동일한 연결장치 입면도이다.
도 8은 구조물 하단에 그물과 비닐커튼을 설치한 부력장치 입면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상세하게 설명한다.
도 1은 모선(301), 도 2는 작업선(302)의 부력과 기울기 조절장치 평면도로, 바지선(30)은 건설장비와 자재 등이 실려있고 접안한 운반선을 통해 레미콘 차량 등을 상륙시킬 수 있는 모선(301)에 구조물을 제작한 순서대로 진수할 수 있도록 복수의 작업선(302)이 연결장치로 연결된다.
도 3은 모선(301) 및 작업선(302)의 기울기 자동 조절장치 사시도로, 기울기 조절장치를 모선(301)과 작업선(302)에 각각 설치하여 상판에 실리는 건설장비와 자재 및 구조물이 제작되는 시간에 따라 기울기가 공기주머니(510)의 공기 함량으로 자동 조절되고 특히 작업선(302)은 구조물을 진수할 수 있도록 침하한 상태에서도 기울기가 자동 조절되도록 밀폐형인 중앙조절부(404)와 네 모서리에 배치된 기울기 감지센서(407)가 액체 유동으로 기울기를 감지하는 센서호스(406)와 기울기가 예민하게 감지되도록 공기호스(411)가 중앙조절부(404)와 기울기 감지센서(407) 사이에 이중으로 연결된다.
도 4는 모선(301) 양쪽에 복수의 작업선(302)을 연결장치(303)로 연결한 바지선(30) 평면도로, 공사중인 현장 정면에 정박한 바지선(30)으로 빠른 조류와 파도의 충격을 막고 작업선(302)에 실린 구조물이 제작된 순서대로 진수된다.
도 5는 모선(301)과 작업선(302) 및 작업선(302)과 작업선(302)을 결속하는 연결장치(303) 입면도이고 도 7은 상기 연결장치(303) 평면도로, 모선(301)과 작업선(302) 사이를 예인선(304)으로 벌린 공간에 지어있는 작업선(302)을 연결장치(303)로 결속하고, 부상 높이가 비슷하도록 당겨서 진동 유격을 줄이며 구조물을 진수할 때 상기 작업선(302) 공기주머니(510)의 공기함량을 줄여 원하는 깊이까지 침하할 수 있다.
도 5 및 도 7과 같이 도르래 홀더(314)에서 한 개의 회전 축에 다중(多重) 도르래(315)가 각각 다른 속도로 회전하도록 메탈로 결속되고 도르래(315) 사이에 삽입한 워셔로 마찰을 최소화한다.
도 6은 작업선(302) 양쪽에 설치된 연결장치(303) 중 작업선(302) 반대쪽에 설치된 도르래 홀더(314)는 상기 모선(301)에 설치된 것과 동일한 구조로, 고장이 없는 한 자주 분리할 필요가 없다.
연결장치는 권양기 롤러(326)가 있는 모선(301) 쪽 다중 도르래(315)와 작업선(302) 쪽 다중 도르래(315) 간격을 조절하도록 한쪽 끝은 권양기쪽 도르래 지지대(325)에 고정하고 맞은 편 다중 도르래(315)를 차례대로 돌아나온 반대쪽 끝을 권양기 롤러(326)에 고정한 와이어(316)로 구성된다.
모선(301)에는 권양기 롤러(326)를 가진 도르래 홀더(314)를 붙박이로 고정하고 작업선(302)에는 권양기 롤러(326)가 없는 도르래 홀더(314)를 볼트(311)로 고정하는데, 분리할 때는 권양기 지지대(321)에 부착된 로프 권양기(319)와 맞은 편 도르래 지지대(325)에 부착된 활차(323) 사이를 결속하는 로프(322)로 분리된 반대편 도르래 홀더(314)를 다음 작업선(302)에 고정할 때까지 모선(301) 쪽에 임시 보관한다.
도 8은 출입공간을 가진 구조물 밑에 설치한 비닐 커튼(513) 또는 그물비닐 커튼(512)과 공기주머니(510)를 부력장치로 설치한 구조물 종단면도로, 구조물 내부가 상하로 관통한 출입공간 또는 수로(20) 하단을 물이 통과할 수 없는 비닐로 막아 수중에 잠기는 구조물 높이만큼의 출입공간 또는 수로(20)공간이 부력으로 작용하고 구조물 외부에 부착된 공기주머니(510)가 부력을 보강하여 수심이 얕은 해양에서도 예인이 가능하고 기울기 보정에도 이용된다.
작업선(302)에서 구조물을 제작할 때 경량화 하는 출입공간을 하단부터 상단까지 원형 구조물은 십("+")자형 벽으로 나누고 장방형은 공간 부피가 비슷하도록 홀수로분할하며, N개의 교각으로 N-1개의 수로(20)를 형성하는 발전설비는 교각의 암반 결합을 우선하므로 칸막이로 나누지 않아도 되지만 복수의 중심파일공간은 반드시 설치된다.
구조물을 제작할 때 철근을 배열하기 전에 두겹의 그물(509) 사이에 0.2mm 두께 이상의 비닐 커튼(513)을 함께 깔거나 비닐 커튼을 제작할 때 그물을 넣은 그물비닐 커튼(512)을 바닥에 깐다.
방수커튼과 공기주머니(510)를 부착한 구조물을 진수하여 상단이 수면에 노출하도록 미리 박아놓은 복수의 중심파일에 끼워 고정하면서 해저에 고정할 출입공간을 제외한 공간에 대각선으로 물을 채워 바닥에 가라앉히고 공기주머니(510)의 공기 함량으로 기울기를 조절하면서 비닐을 잘라내고 연약지반을 제거하여 확장된 기초공간부터 구조물 상단 또는 저수가능 수위까지 철근콘크리트로 채워 결합한다.
특히 구조물(교각) 사이에 발전장치를 설치하는 수로(20)는 양쪽을 호형 방수수문으로 막고 배수와 연약지반 제거로 형성된 하단기초를 철근콘크리트로 마감한 후 수차와 수문 및 감지센서 등을 설치함으로써 조력발전소 공사가 완료된다.
20 ; 수로 30 ; 바지선
105 ; 빗살판 118 ; 보강기초
301 ; 모선 302 ; 작업선
303 ; 연결장치 304 ; 예인선
305 ; 닻 306 ; 경량 단열재
311 ; 볼트 313 ; 트러스
314 ; 도르래 홀더 315 ; 다중 도르래
316 ; 와이어 317 ; 와이어 고정점
318 ; 로프 고정점 319 ; 로프 권양기
320 ; 와이어 권양기 321 ; 권양기 지지대
322 ; 로프 323 ; 활차
324 ; 로프 권양기 홀더 325 ; 도르래 지지대
326 ; 권양기 롤러 324 ; 로프 권양기 홀더
401 ; 공기 펌프 402 ; 고압호스
403 ; 전동밸브 404 ; 중앙조절부
405 ; 전선 406 ; 센서호스
407 ; 기울기 감지센서 410 ; 제어장치
411 ; 공기호스 501 ; (방수커튼)내피
502 ; (방수커튼)바닥재 503 ; (방수커튼)외피
504 ; 철봉 505 ; 모래
509 ; 그물(망) 510 ; 공기주머니
511 ; 부표(브이) 512 ; 그물 비닐커튼
513 ; 비닐 커튼

Claims (3)

  1. 부력과 기울기가 자동 조절되는 모선(301)과, 부력과 기울기가 자동 조절되고 부력을 낮춰 침하가 가능한 작업선(302)으로 구성된 바지선(30)에 있어서,
    상기 모선(301)에 권양기(320)와 함께 도르래 홀더(314) 회전축에 회전가능하게 결속된 다중 도르래(315) 및 로프를 이용한 도르래 홀더 임시 고정장치와,
    상기 작업선(302)에 탈착 가능하게 고정된 도르래 홀더(314)에 회전가능하게 결속된 다중 도르래(315)와 상기 바지선(302) 반대쪽에 상기 모선(301)과 동일한 구조로 고정된 도르래 홀더, 및
    상기 모선(301) 측 도르래 지지대(325)에 한쪽 끝이 고정되고 반대쪽 끝은 권양기 롤러(326)에 고정되어 상기 모선(301) 측 다중 도르래(315)와 상기 작업선(302) 측 다중 도르래(315)를 차례로 돌아나오는 와이어(316)로 구성되어,
    상기 모선(301) 측 다중 도르래(315)와 상기 작업선(302) 측 다중 도르래(315) 간격을 조절하여 상기 작업선(302)에 실린 구조물을 진수하도록 상기 작업선(302)의 침하가 가능한 연결장치로 상기 모선(301)과 상기 작업선(302)을 연결하는 것을 특징으로 하는 바지선 연결장치와 구조물의 부력조절.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 도르래 홀더(314) 임시 고정장치는,
    로프 권양기 지지대(318)에 고정되고 상기 작업선(302)의 도르래 홀더(314) 측에 회전가능하게 고정된 활차(323)를 돌아나와 로프 권양기 롤러(326)에 고정되는 로프(322)로 구성되어,
    분리된 상기 작업선(302) 측 도르래 홀더(314)를 당겨 임시 보관하는 것을 특징으로 하는 바지선 연결장치와 구조물의 부력조절.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 구조물은,
    복수의 칸막이로 분할된 출입공간 하단에 설치된 그물비닐 커튼(512) 또는 그물과 함께 설치된 비닐 커튼(513) 중 하나와, 외측에서 상기 그물(509) 또는 방수커튼 바닥재(502)에 부착된 공기주머니(510) 또는 상기 분할된 출입공간의 부력으로 예인하고 상기 분할된 출입공간에 대칭으로 물을 채워 해저 고정작업이 가능하도록 부력을 조절하는 것을 특징으로 하는 바지선 연결장치와 구조물의 부력조절.



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