WO2017090867A1 - 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물 및 이를 이용한 해상 지지구조물의 설치방법 - Google Patents

해상 지지구조물의 가변형 기초구조물 및 이를 이용한 해상 지지구조물의 설치방법 Download PDF

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WO2017090867A1
WO2017090867A1 PCT/KR2016/009564 KR2016009564W WO2017090867A1 WO 2017090867 A1 WO2017090867 A1 WO 2017090867A1 KR 2016009564 W KR2016009564 W KR 2016009564W WO 2017090867 A1 WO2017090867 A1 WO 2017090867A1
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WO
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base
support structure
main body
foundation
marine
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Application number
PCT/KR2016/009564
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English (en)
French (fr)
Inventor
정민욱
김석태
강금석
이준신
Original Assignee
한국전력공사
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Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D23/00Caissons; Construction or placing of caissons
    • E02D23/08Lowering or sinking caissons
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/01Flat foundations
    • E02D27/04Flat foundations in water or on quicksand
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/32Foundations for special purposes
    • E02D27/52Submerged foundations, i.e. submerged in open water

Definitions

  • the present invention relates to a variable base structure of the marine support structure and a method of installing the marine support structure using the same, and more particularly, the variable base structure of the marine support structure that can be changed in position and position to the body and the marine support using the same It relates to the installation method of the structure.
  • the offshore supporting structure is a structure that supports the lower part of the system such as offshore towers, offshore wind turbines, offshore plants, and offshore bases for normal operation. It can be classified as floating type which is fixed by installing anchor on the seabed ground surface.
  • a structure in which a base portion fixed to a set depth on a sea bottom is integrally coupled to a lower portion of a floating body whose weight can be varied by inflow of seawater.
  • the presence of the foundation causes depth constraints of that length, and launching operations in the preceding ports to carry out the floating transfer are virtually impossible. Therefore, the barge must be transported to a sea area where a certain depth is secured and then transported using equipment such as a marine crane. In this case, the conventional device has a problem in that the advantage of not inserting large equipment disappears.
  • An object of the present invention is to provide a variable base structure of the marine support structure and the installation method of the marine support structure using the same, while being able to implement the floating transport and self-installation functions, and solve the degradation of the depth constraint and the transfer performance.
  • a variable base structure of the marine support structure includes: a base installed in the main body of the marine support structure, provided with a receiving portion for accommodating sea water, and supporting the main body when installed on the sea bottom; And a base connection part rotatably connecting the base part to the main body.
  • the base portion, the base body portion is formed the receiving portion;
  • the main body is closed on one side of the base body portion, and connected to the base connecting portion, and is located below the base body portion during the floating transport of the marine support structure, and located above the base body portion when the marine support structure is installed. Connection; And an opening part which opens the other side part of the base body part and moves below the sea surface when the base body part is rotated downward to allow seawater to flow into the base body part.
  • the base portion a pump for adjusting the amount of seawater accommodated in the base body portion; characterized in that it further comprises.
  • the base connecting portion is installed in the main body, the pin joint for supporting the base portion rotatably up and down; characterized in that it comprises a.
  • the pin joint the fixed connection portion formed in the main body; A rotational connection part formed on the base part and disposed adjacent to the fixed connection part; And a rotation shaft part rotatably coupling the rotation connection part to the fixed connection part.
  • the base connecting portion is installed in the main body, the link device for supporting the base portion rotatably up and down; characterized in that it comprises a.
  • the link device one end is rotatably connected to the main body, the first link coupled to the base portion; A second link connected to the other end of the first link; And a third link having one end connected to the second link and the other end rotatably connected to the main body at an upper side of the first link.
  • variable basic structure of the marine support structure according to the present invention is installed on the main body, the base support device for supporting the base portion at a set angle; characterized in that it further comprises.
  • the base support device installed on the main body to extend in the vertical direction, the support in contact with the side of the base portion; And a binding device installed on the support and to which a connection member connected to the base part is bound.
  • the base support device is inserted into the gap space formed between the side portion of the main body, the base portion, and the base connecting portion in the state that the base portion is rotated downward, the rotation to restrain the rotation of the base portion Fixture; characterized in that it further comprises.
  • the pivoting fixture the first contact portion having a shape corresponding to one side of the main body facing the base connecting portion; And a second contact part having a shape corresponding to one side of the basic connection part facing the main body and forming a wedge shape together with the first contact part.
  • variable foundation structure of the marine support structure is installed on the base portion or the bottom surface of the main body, the shock absorber for reducing the impact force acting on the main body and the base portion when the base portion rotates; Characterized in that.
  • the shock absorber characterized in that it comprises a; tube made of a non-metal elastic material.
  • a method of installing a marine support structure comprising: a launching step of launching the opening portion of the foundation provided on the main body of the marine support structure above the water line, and launching the foundation portion in a constrained rotation; A floating conveyance step of floating conveying the sea support structure to a desired sea position; A restraining step of releasing rotational constraints of the foundation when the marine support structure reaches a desired position; A basic addition changing step of rotating the foundation downward while introducing seawater into the foundation; A base part mounting step of seating the base part on the lower part of the main body while continuing the rotation of the base part; And installing the immersion of the marine support structure.
  • the launching step the setting step of adjusting the rotation angle of the base portion so that the opening is located above the base portion; And a rotation restraint step of restraining rotation of the foundation part by binding the foundation part to the main body.
  • the base addition step the seawater injection step of rotating the base portion downward while injecting seawater to the base portion; And a basal immersion step of continuing rotation of the foundation while introducing seawater to the foundation through the opening.
  • the base portion mounting step the flashing step of continuing the rotation of the base portion until the base portion is seated on the lower portion; And a fixing step of restraining rotation of the base part when the base part is seated on the lower part of the main body.
  • variable foundation structure of the marine support structure according to the present invention and the installation method of the marine support structure using the same, it is possible to lower the draft line of the marine support structure by using the buoyant force acting on the foundation state without introducing the seawater to the foundation.
  • the reduction of the drag acting on the marine support structure can be realized by reducing the seawater projection area.
  • water can be deposited at a shallower port than a heavy water depth at which the marine support structure is installed, and the floating support can be easily floated to a desired sea position with less towing force. Can be.
  • the base portion by introducing seawater into the base portion and increasing its weight, the base portion can be rotated downward to the lower side of the main body centering on the connection portion with the base connecting portion, and thus the arrangement and position of the base portion
  • the marine support structure By using the base in a variable state, the marine support structure can be easily and firmly installed in the desired sea position.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a marine support structure according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of main parts of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a front view of main parts of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a side view of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing a state in which the base of the marine support structure according to the first embodiment of the present invention is rotated downward.
  • FIG. 5 is a front view of main parts of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a side view of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing a marine support structure according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a front view illustrating main parts of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a perspective view schematically showing a state in which the base portion of the marine support structure according to the second embodiment of the present invention is rotated downward.
  • FIG. 10 is a front view of main parts of FIG. 9;
  • FIG. 11 is a side view schematically showing the basic structure of the marine support structure according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a process in which the base of the marine support structure is rotated downward according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating a state in which the base of the marine support structure according to the third embodiment of the present invention is rotated downward.
  • FIG. 14 is a front view schematically showing a marine support structure according to a fourth embodiment of the present invention.
  • 15 is a front view schematically showing a state in which the base portion of the marine support structure according to the fourth embodiment of the present invention is rotated downward.
  • 16 is a conceptual diagram illustrating the launching step of the installation method of the marine support structure according to an embodiment of the present invention.
  • 17 is a conceptual diagram illustrating a floating transfer step of the installation method of the marine support structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a conceptual diagram illustrating the restraint step of the installation method of the marine support structure according to an embodiment of the present invention.
  • 19 is a conceptual diagram illustrating a state before the foundation structure is rotated downward in the base addition step of the installation method of the marine support structure according to an embodiment of the present invention.
  • 20 is a conceptual view illustrating the foundation structure in a downward rotation state in the base addition step of the installation method of the marine support structure according to an embodiment of the present invention.
  • 21 is a conceptual diagram illustrating a state before the foundation structure is seated in the foundation portion mounting step of the installation method of the marine support structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a conceptual view illustrating a state in which a foundation structure is seated in a foundation portion mounting step of a method of installing a marine support structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a conceptual view illustrating an installation step of a method of installing a marine support structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a free body diagram showing the force acting on the foundation part in the launching step and the floating transfer step of the installation method of the marine support structure according to an embodiment of the present invention.
  • 25 is a free-body diagram showing the force acting on the foundation part before the rotation of the foundation part in the step-up step of the installation method of the marine support structure according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a free body diagram illustrating a force acting on an initial foundation part of a foundation pivoting step in a base addition step of a method of installing a marine support structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a free-body view showing the force acting on the base portion at the end of the base rotation in the base portion change step of the installation method of the marine support structure according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is a free-body view showing the force acting on the foundation before the foundation is seated in the foundation mounting step of the installation method of the marine support structure according to an embodiment of the present invention.
  • 29 is a free-body view showing the force acting on the foundation after the foundation is seated in the foundation mounting step of the installation method of the marine support structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a marine support structure according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a front view of main parts of FIG. 1
  • FIG. 3 is a side view of FIG. 2
  • FIG. 4 is a first view of the present invention
  • FIG. 5 is a perspective view schematically illustrating a state in which the base portion of the marine support structure is rotated downward
  • FIG. 5 is a front view of the main portion of FIG. 4
  • FIG. 6 is a side view of FIG. 5.
  • variable foundation structure 3 of the marine support structure 1 includes a foundation part 10, a foundation connection part 20, and a foundation support device 30. And a shock absorber 40.
  • the foundation portion 10 is provided on the side of the main body 2 of the marine support structure 1 with a receiving portion 12 that can accommodate seawater.
  • the base portion 10 is disposed at a position spaced apart from the center of gravity of the main body 2, for example, a plurality of bases at regular intervals or at a predetermined angle along the circumference of the main body 2.
  • the base portion 10 has a cup shape with a flat bottom surface and an opening portion 14 formed on the opposite side thereof.
  • the base portion 10 is variable in weight and buoyancy according to the inflow amount of seawater flowing into the receiving portion 12. As the amount of seawater flowing into the base portion 10 increases, the weight of the base portion 10 increases.
  • the base 10 is partially locked or completely submerged in the sea water, and the buoyancy force acts on the base 10 by the weight of the sea water pushed out by the base 10.
  • the buoyant force acting on the base 10 may be used to more easily float the marine support structure 1.
  • the base portion 10 is centered around the connection portion with the base connecting portion 20 located eccentrically It can be rotated downward from the side of the.
  • the base portion 10 continues its rotation until it reaches the bottom portion of the main body 2, the upper portion of the base in the inverted state as shown in Figs. The rotation stops while contacting the bottom of 2).
  • the base portion 10 is fixedly installed on the sea bottom in a state of being seated on the bottom portion of the main body 2 in this way, and supports the load of the marine equipment installed on the main body 2 and the main body 2 on the upper side thereof.
  • the base portion 10 according to the first embodiment of the present invention includes a base body portion 11, a main body connecting portion 13, an opening portion 14, and a pump 15.
  • the base body portion 11 is a portion constituting the frame supporting the main body 2, the receiving portion 12 is formed to be hollow therein.
  • the base body portion 11 according to the first embodiment of the present invention has a cylindrical shape.
  • the main body connection part 13 provides a mounting surface on which the basic connection part 20 and the pump 15 can be installed and comes into contact with the bottom part of the main body 2 in an inverted state as described above. 11) is formed to be closed on one side.
  • the main body connecting portion 13 according to the first embodiment of the present invention has a flat shape corresponding to the bottom portion of the main body 2.
  • the main body connecting portion 13 is located at the lower portion of the base body portion 11 during the floating transfer of the marine support structure 1, and is located at the top of the base body portion 11 when the marine support structure 1 is installed. It comes in contact with the bottom of the main body 2.
  • the opening portion 14 is a portion that forms a passage through which the seawater can flow into the base body portion 11 while the base body portion 11 is inclined, and is formed to be open to the other side of the base body portion 11. .
  • the opening part 14 is positioned at the upper part of the base body part 11 during the floating transfer of the marine support structure 1, and is moved below the sea level during the downward rotation of the base body part 11 while the base body part 11 is moved. Inside the), a seawater can flow in.
  • the pump 15 forcibly introduces or discharges seawater into the base body portion 11.
  • the pump 15 is installed in the base body portion 11 or the main body connecting portion 13.
  • the main body connecting portion 13 is located below the sea level while the opening portion 14 is located above the sea level (see FIG. 24).
  • the main body portion 11 The weight of the base portion 10 can be increased by introducing the seawater into the base body portion 11 in a state that is not inclined.
  • the rotation speed of the base body portion 11 may be adjusted while discharging the seawater inside the base body portion 11 to the outside of the base body portion 11 using the pump 15 that operates in both directions.
  • the base connecting portion 20 connects the base 10 to the side of the main body 2 so as to be rotatable up and down.
  • the base 10 faces the side of the main body 2 in the upwardly rotated state, and comes into contact with the bottom surface of the main body 2 in the downwardly rotated state.
  • the foundation connector 20 is preferably arranged at the lower edge of the body (2).
  • the basic connecting portion 20 according to the first embodiment of the present invention has a structure of a pin joint 21 including a fixed connecting portion 22, a rotating connecting portion 23, and a rotating shaft portion 24.
  • the fixed connection part 22 is formed to protrude laterally under the side of the main body 2.
  • the pivotal connection part 23 is formed on the main body connection part 13 of the base part 10, and is formed at a position deviating from the center of gravity of the base part 10.
  • the fixed connection part 22 and the rotation connection part 23 are arrange
  • the rotating shaft part 24 rotatably binds the rotating connecting part 23 to the fixed connecting part 22.
  • a pin member penetrating the fixed connector 22 and the pivot connector 23 continuously may be used.
  • the base support device 30 is a device for supporting the base 10 at a set angle, and is fixedly installed at the side of the main body 2.
  • the base support device 30 according to the first embodiment of the present invention includes a support 31, a binding device 32, and a pivoting fixture 35.
  • Support 31 is installed to extend in the vertical direction on the side of the main body 2 having a rigidity capable of supporting the load of the base portion (10).
  • the base 10 is in an upright position in the vertical direction with the base 10 connected to the support 31 as shown in FIG.
  • the side portion thereof is in constant contact with the support 31 in the vertical direction.
  • the binding device 32 is a device for restraining the rotation of the base 10 in a state where the base 10 is set as shown in FIGS. 1 to 3, and is formed on the support 31.
  • the binding device 32 according to the first embodiment of the present invention has a ring shape that can bind the connecting member 33 such as a rope. Using the connecting member 33, such as a rope, it is possible to easily and firmly bind the base portion 10 to the binding device 32, it is possible to restrain the base portion 10 is rotated arbitrarily.
  • the pivoting fixture 35 is a device for restraining the rotation of the foundation 10 in a state where the foundation 10 is pivoted downward as shown in FIGS. 4 to 6.
  • the pivoting fixture 35 according to the first embodiment of the present invention includes a first portion 36 and a second contact portion 37, including a side portion and a base portion 10 of the main body 2. It is fitted in the gap space 34 formed between the base connecting portion 20.
  • the first contact part 36 has a shape corresponding to one side of the main body 2 facing the basic connection part 20.
  • the second contact portion 37 has a shape corresponding to one side portion facing the main body 2 of the basic connection portion 20 and forms a wedge shape together with the first contact portion 36. More specifically, the second contact portion 37 has a shape corresponding to the pivotal connection portion 23 and the first contact portion 36 has a shape corresponding to a portion of the side portion of the main body 2 that faces the pivotal connection portion 23.
  • the foundation 10 can be restrained from rotating arbitrarily, and the state in which the foundation 10 is seated on the bottom face of the main body 2 can be stably maintained.
  • the shock absorber 40 is a device for mitigating the impact force acting on the main body 2 and the base 10 due to the rotational force of the base 10.
  • the shock absorber 40 In the state in which the base portion 10 is rotated downward, the main body connecting portion 13 of the base portion 10 and the bottom portion of the main body 2 come into contact with each other, and the shock absorber 40 is thus interconnected with the base portion 10. It may be installed in the bottom portion of the main body connecting portion 13 or the main body (2) of.
  • a tube made of a nonmetal elastic material can be applied as the shock absorber 40.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing a marine support structure according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a front view of main parts of FIG. 7
  • FIG. 9 is a basis of a marine support structure according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically illustrating an additional downward pivoted state
  • FIG. 10 is a front view of the main portion of FIG. 9.
  • the foundation structure 3 of the marine support structure 1 according to the second embodiment of the present invention is compared with the foundation structure 3 of the marine support structure 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • 20 does not have a central axis of rotation parallel to the tangential direction of the edge of the main body 2, but has a central axis of rotation parallel to the normal direction of the edge of the main body 2.
  • the main body 2 is provided with the mounting surface of the base connecting portion 20 while supporting the load of the base portion 10, and providing a seating surface on which the main body connecting portion 13 of the base portion 10 can be seated. It is preferable to provide the foundation mounting portion 2a.
  • the foundation mounting portion 2a is formed to protrude laterally and has a flat upper surface portion and a bottom surface portion.
  • the main body connecting portion 13 is seated on the upper surface portion of the base mounting portion 2a.
  • the main body contact portion 13 is seated on the bottom surface of the base mounting portion 2a in the state in which the base portion 10 is inverted as shown in FIGS. 9 and 10.
  • the basic structure 3 of the marine support structure 1 according to the present invention, if the gravity and buoyancy can be varied while rotating the base 10 in the vertical direction, the first embodiment shown in Figures 1 to 6
  • the first embodiment shown in Figures 1 to 6 For example, it is not limited to a specific structure and shape including the second embodiment shown in Figs.
  • FIG. 11 is a side view schematically showing a foundation structure of a marine support structure according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 12 shows a process in which the foundation of the marine support structure according to a third embodiment of the present invention is rotated downward
  • 13 is a conceptual diagram illustrating a state in which the base of the marine support structure according to the third embodiment of the present invention is rotated downward.
  • the foundation structure 3 of the marine support structure 1 according to the third embodiment of the present invention is the foundation structure 3 of the marine support structure 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the basic connecting portion 20 has a structure of a linking device 25 including a first link 26, a second link 27, and a third link 28.
  • the first link 26 has a rod shape, one end of which is rotatably connected to the lower portion of the main body 2, and the other end of the first link 26 is hingedly connected to the second link 27.
  • the first link 26 is coupled to the base 10 so as to support the base 10 at the bottom in a state in which the base 10 is set upright. Accordingly, in the state in which the base portion 10 is set upright as shown in FIG. 11, the first link 26 is parallel with the main body connecting portion 13 of the base portion 10, and the first link ( When the displacement of 26 is generated, the base 10 is rotated and inverted together with the first link 26 as shown in FIGS. 12 and 13.
  • the second link 27 has a rod shape, one end of which is hinged to the other end of the first link 26, and the other end of which is hinged to the third link 28.
  • the third link 28 has a rod shape, one end of which is connected to the second link 27, and the other end of the third link 28 is rotatably connected to the main body 2 above the first link 26.
  • the foundation 10 When the binding of the foundation 10 to the main body 2 is released in the state where the foundation 10 is set upright, the foundation 10 is connected to the first link 26 as shown in FIGS. 12 and 13. It rotates downward about one end of).
  • the foundation connecting portion 20 of the foundation structure 3 of the marine support structure 1 can support the foundation 10 to be rotatable in the vertical direction, the first shown in Figures 1 to 6
  • the embodiment is not limited to the specific structure and shape, including the third embodiment shown in FIGS. 11, 12, and 13.
  • FIG. 14 is a front view schematically showing a marine support structure according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 15 schematically shows a state in which a base portion of the marine support structure according to a fourth embodiment of the present invention is rotated downward. Front view.
  • the basic structure 3 of the marine supporting structure 1 according to the fourth embodiment of the present invention is compared with the basic structure 3 of the marine supporting structure 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the jacket pillar of the main body 2 is utilized as the support 31 without using a separate base support device 30 in the main body 2, and thus the base portion ( 10) can be set and supported upright.
  • the basic structure 3 of the marine support structure 1 according to the present invention as well as the gravity support structure, as well as the support structure of the general form including the jacket-like support structure as the main body 2 can be widely applied. have.
  • the basic structure 3 of the marine supporting structure 1 according to the fourth embodiment of the present invention it overlaps with the basic structure 3 of the marine supporting structure 1 according to the first embodiment of the present invention. The description of the corresponding parts is omitted.
  • FIG. 16 is a conceptual diagram illustrating the launching step of the installation method of the marine support structure according to an embodiment of the present invention
  • Figure 17 is a floating transfer step of the installation method of the marine support structure according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 18 is a conceptual view illustrating a release step of a method of installing a marine support structure according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Figure 19 is a conceptual diagram illustrating a state before the foundation structure is rotated downward in the base addition step of the installation method of the marine support structure according to an embodiment of the present invention
  • Figure 20 is a view according to an embodiment of the present invention It is a conceptual diagram showing the basic structure in a downward rotation state in the base addition step of the installation method of the marine support structure.
  • FIG. 21 is a conceptual view illustrating a state before the foundation structure is seated in the foundation portion mounting step of the installation method of the marine support structure according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 22 is a maritime according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a view illustrating the installation step of the installation method of the marine support structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a free-body diagram showing the force acting on the foundation part in the launching step and the floating transfer step of the installation method of the marine support structure according to an embodiment of the present invention
  • Figure 25 is in accordance with an embodiment of the present invention
  • Fig. 26 is a free-body diagram showing the force acting on the foundation before rotation of the foundation in the step of changing the foundation of the marine support structure
  • FIG. 26 shows the basic portion of the installation method of the marine support structure according to the embodiment of the present invention.
  • It is a free body diagram showing the force acting on the base of the initial rotation of the base portion in the stage of transformation
  • Figure 27 is a base portion of the end of the base rotation in the base stage of the installation method of the marine support structure according to an embodiment of the present invention Free body diagram showing force acting on.
  • Figure 29 is an embodiment of the present invention The free body diagram showing the force acting on the foundation after the foundation is seated in the foundation mounting step of the installation method of the marine support structure according to the example.
  • the marine support structure 1 is installed by using the variable foundation structure 3 of the marine support structure 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the method relates to launching the opening portion 14 of the foundation portion 10 provided in the main body 2 of the marine support structure 1 above the water line, with the rotation of the foundation portion 10 restrained.
  • the floating transport step (S2) for the floating transport of the marine support structure (1) to the intended sea position, and the marine support structure (1) reaches the desired position
  • the base portion 10 Release restraint step (S3) for releasing the restraint of rotation
  • the basic part change step (S4) for rotating the base part 10 downward while flowing the seawater into the base part 10, and the rotation of the base part 10.
  • the base mounting step (S5) for seating the base 10 in the lower part of the main body 2 and the submerged marine support structure (1) It includes an installation step (S6).
  • the opening 21a is adjusted to be located above the water line.
  • the opening portion 14 is located at the top of the base portion 10, and the opening portion is opened even when the marine support structure 1 is launched. 14 is located above the sea level.
  • Setting the base 10 at a set angle is, for example, setting upright is easy by connecting the base 10 to the support 31 of the base support device 30 formed to extend in the vertical direction. Can be done.
  • the rotation of the base part 10 is restrained by binding a connecting member 33 such as a loop connected to the base part 10 to the binding device 32 of the base support device 30. .
  • a connecting member 33 such as a loop connected to the base part 10 to the binding device 32 of the base support device 30.
  • W is the gravity of the base portion 10
  • M is the moment acting on the base connecting portion 20
  • e is the eccentricity of gravity
  • is the angular displacement of the base portion 10
  • B is the base portion ( 10) buoyant force acting on ⁇
  • is the angular velocity of the foundation 10
  • D is the drag generated when the foundation 10 rotates
  • is the angular acceleration of the foundation 10
  • R is the reaction force generated by the shock absorber to be.
  • the draft line of the marine support structure 1 is lowered, and the water can be deposited at a low depth port.
  • the buoyant force acting on the base portion 10 decreases the sea water projection area of the marine support structure 1 and thus the drag force acting on the marine support structure 1 decreases.
  • the towing force is further reduced in the floating transfer of the marine support structure 1 to the intended offshore position of the heavy water center by using the tugboat, so that the transfer performance of the marine support structure 1 can be improved. Can be improved.
  • the restraining step S3 is a process of releasing the rotational restraint of the foundation 10 when the marine support structure 1 reaches the desired position as shown in FIG. 18. This can be done by releasing the binding of the connecting member 33 to the binding device 32 of the base support device 30.
  • step S4 the seawater injection step S4-1 which rotates the foundation 10 downward while injecting seawater into the foundation 10 in a state where the rotational constraint of the foundation 10 is released. And, the base portion immersion step (S4-2) to continue the rotation of the base portion 10 while flowing the seawater to the base portion 10 through the opening portion (14).
  • seawater injection step (S4-1) when the seawater is injected into the base portion 10 as shown in FIG. 25 in an upright state as shown in FIG. 19, downward rotation of the base portion 10 is started. It is a process.
  • the weight of the base portion 10 is gradually increased while injecting seawater into the base portion 10 using the pump 15.
  • the base 10 When the weight of the base 10 gradually increases and becomes greater than the buoyancy applied to the base 10, the base 10 is rotated in a counterclockwise direction with the base connecting portion 20 as the center of rotation as shown in FIG. 25. As the moment to be rotated acts, counterclockwise rotation is started. If the rotational angular velocity of the foundation portion 10 is faster than the reference value or it is necessary to reduce the angular velocity due to other reasons, it is possible to induce a clockwise moment in the foundation portion 10 by discharging the seawater using the pump 15. have.
  • Basic part immersion step (S4-2) is the base portion 10 from the time when the opening 14 of the base portion 10 being rotated counterclockwise starts to touch the sea water as shown in FIG. As shown in FIG. 1, the process includes immersion until complete immersion.
  • Foundation part mounting step (S5), the intermittent mounting step (S5-1) to continue the rotation of the foundation portion 10 until the foundation portion 10 is seated in the lower portion of the main body 2, and the foundation portion 10 Is seated on the lower portion of the main body 2 includes a fixing step (S5-2) for restraining the rotation of the base portion (10).
  • step S5-1 the main body connecting portion 13 of the base portion 10, or the shock absorber 40 provided in the main body connecting portion 13, as shown in Fig. 21, the bottom portion of the main body (2) As shown in FIG. 28, the rotation of the base 10 is continued while the reaction force toward the base 10 acts at the bottom of the main body 2 as shown in FIG. 28.
  • the shock absorber 40 provided at the main body connecting portion 13 of the base portion 10 comes into contact with the bottom portion of the main body 2, and in this state.
  • the base portion 10 rotates further in the counterclockwise direction, a shock force is generated while the shock absorber 40 is compressed and prevents the counterclockwise rotational movement of the base portion 10.
  • the shock absorber 40 is located on the right side of the foundation connecting portion 20 which is the rotation center of the foundation 10, the moment in the clockwise direction acts on the foundation 10, and thus the foundation ( 10) The counterclockwise rotation speed is reduced.
  • the rotational speed of the base portion 10 can be gradually reduced while gradually increasing the clockwise moment using the buffer force of the shock absorber 40, and the main body connecting portion 13 of the base portion 10 without sudden impact force. Can be more stably seated on the bottom of the main body 2.
  • the shock absorber 40 serves to prevent direct collision between the base 10 made of a rigid body and the main body 2 in addition to the function of exerting a reaction force on the base 10 as described above, and to absorb shocks. To do it.
  • the base 10 is fixed to the main body 2 by restraining the rotation of the base 10 in a state where the base 10 is seated on the lower part of the main body 2.
  • it can be made through the process of fitting the rotation fixture 35 in the gap space portion 34 formed between the main body 2 and the base connecting portion (20).
  • the fixing step (S5-2) it is possible to prevent the base portion 10 from being rotated arbitrarily, it is possible to maintain a stable state in which the base portion 10 is seated on the bottom surface of the main body 2, As shown in FIG. 23, the function of supporting the main body 2 and the marine facility can be stably implemented in a state where the unit 10 is installed on the sea bottom.
  • the state does not flow into the base 10
  • the buoyancy acting on the foundation 10 can be lowered the draft line of the marine support structure (1), it is possible to implement a drag reduction acting on the marine support structure (1) by reducing the sea water projection area.
  • water can be deposited at a shallower port than the heavy water depth at which the marine support structure 1 is installed, and the floating support can be easily floated to the intended sea position with less towing force. can do.
  • the base portion 10 by introducing the seawater to the base portion 10 to increase the weight, the base portion 10 is lowered to the lower side of the main body 2 centering on the connection portion with the base connection portion 20 It is possible to rotate, and in the state of changing the position and position of the base portion 10 in this way using the base portion 10 it is possible to easily and firmly self-install the marine support structure 1 in the desired sea position.

Abstract

해상 지지구조물의 가변형 기초구조물에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물은: 해상 지지구조물의 본체에 설치되고, 해수를 수용가능한 수용부가 구비되며, 해저면에 설치 시 본체를 지지하는 기초부와, 기초부를 본체에 회동가능하게 연결하는 기초연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

해상 지지구조물의 가변형 기초구조물 및 이를 이용한 해상 지지구조물의 설치방법
본 발명은 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물 및 이를 이용한 해상 지지구조물의 설치방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본체에 대한 배치와 위치가 가변될 수 있는 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물 및 이를 이용한 해상 지지구조물의 설치방법에 관한 것이다.
해상 지지구조물은 해상기상탑, 해상풍력터빈, 해양플랜트, 해양기지 등 해상에 설치된 시스템이 정상적으로 운영될 수 있도록 그 하부를 지지하고 있는 구조물로서 크게 해저지반면에 견고히 시공하는 고정식과, 선박과 같이 부상(浮上)하여 있으며 해저지반면에 앵커를 설치하여 고정하는 부유식으로 분류할 수 있다.
고정식 해상 지지구조물의 경우 전통적으로 중력식, 모노파일, 자켓, 트라이포드 등의 형태로 설계 및 제작이 이루어지고 있다. 이러한 기존의 고정식 지지구조물은 대부분 대형 바지선에 선적하여 현장으로 이송한 다음 대형설치선박 혹은 해상크레인 등을 사용하여 설치하므로 대형장비가 필수적이며, 고난도의 설치작업에 수개월에 달하는 장시간을 필요로 하는 등 이송, 설치 공정에 많은 기간 및 비용이 소모된다.
또한, 연약지반에 설치되는 경우에는 깊게 분포되어 있는 암반층까지 파일기초를 시공하는 것이 일반적이며, 이 경우 기간 및 비용이 더 증가하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해 해수의 유입에 의해 중량이 가변될 수 있는 부체형 본체의 하부에, 해저면에 설정 깊이로 고정되는 기초부를 일체로 결합시킨 구조가 개시되어 있다.
기초부를 구비함으로써, 평탄한 저면부를 가지는 본체를 설치하는 작업에 앞서 해저지반면을 평탄화하고 사석을 제거하는 등의 중장비 투입 작업 및 이에 소요되는 비용, 시간을 현저히 줄일 수 있다는 이점이 있다.
그러나 기초부의 존재는 그 길이만큼 수심제약을 야기하게 되어, 부유이송을 수행하기 위해 선행되는 항만에서의 진수작업이 사실상 불가능하다. 따라서 일정 수심이 확보된 해역까지 바지선을 동원하여 이송한 후 해상크레인 등의 장비를 이용하여 진수해야 하는데, 이 경우 종래장치는 대형장비를 투입하지 않는 이점이 사라지게 된다는 문제점이 있다.
또한, 기초부로 인해 해상 지지구조물의 해수투영면적이 증가함에 따라 해상 지지구조물에 작용하는 항력이 증가하게 되어 부유이송 시 이러한 항력을 극복할 수 있을 정도의 예인력이 추가로 필요하게 되므로, 부유이송 시 이송성능이 저하된다는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2013-0122168호(2013.11.07. 공개, 발명의 명칭: 해상풍력발전기 설치를 위한 부력용 철근콘크리트 구조물)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 부유이송 및 자가설치 기능을 구현할 수 있으면서도, 수심제약과 이송성능의 저하를 해결할 수 있는 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물 및 이를 이용한 해상 지지구조물의 설치방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물은: 해상 지지구조물의 본체에 설치되고, 해수를 수용가능한 수용부가 구비되며, 해저면에 설치 시 상기 본체를 지지하는 기초부; 및 상기 기초부를 상기 본체에 회동가능하게 연결하는 기초연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 기초부는, 상기 수용부가 형성되는 기초본체부; 상기 기초본체부의 일측부를 폐쇄하고, 상기 기초연결부와 연결되며, 상기 해상 지지구조물의 부유 이송 시에는 상기 기초본체부의 하부에 위치하고, 상기 해상 지지구조물의 설치 시에는 상기 기초본체부의 상부에 위치하는 본체접속부; 및 상기 기초본체부의 타측부를 개방하고, 상기 기초본체부의 하향 회동 시 해수면 아래로 이동되어 상기 기초본체부의 내부로 해수가 유입되도록 하는 개방부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 기초부는, 상기 기초본체부에 수용된 해수의 양을 조절하는 펌프;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 기초연결부는, 상기 본체에 설치되고, 상기 기초부를 상하로 회동가능하게 지지하는 핀조인트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 핀조인트는, 상기 본체에 형성되는 고정연결부; 상기 기초부에 형성되고, 상기 고정연결부와 이웃하여 배치되는 회동연결부; 및 상기 회동연결부를 상기 고정연결부에 회전가능하게 결속하는 회동축부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 기초연결부는, 상기 본체에 설치되고, 상기 기초부를 상하로 회동가능하게 지지하는 링크장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 링크장치는, 일단부가 상기 본체에 회전가능하게 연결되고, 상기 기초부와 결합되는 제1링크; 상기 제1링크의 타단부와 연결되는 제2링크; 및 일단부가 상기 제2링크와 연결되고, 타단부가 상기 제1링크의 상측에서 상기 본체에 회전가능하게 연결되는 제3링크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물은, 상기 본체에 설치되고, 상기 기초부를 설정각도로 지지하는 기초지지장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 기초지지장치는, 상기 본체에 상하방향으로 연장되게 설치되고, 상기 기초부의 측면부와 접하는 지지대; 및 상기 지지대에 설치되고, 상기 기초부와 연결된 연결부재가 결속되는 결속장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 기초지지장치는, 상기 기초부가 하향 회동된 상태에서 상기 본체의 측부와 상기 기초부, 상기 기초연결부의 사이에 형성되는 틈새공간부에 끼워지고, 상기 기초부의 회동을 구속하는 회동고정구;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 회동고정구는, 상기 본체 중 상기 기초연결부와 마주하는 일측부에 대응되는 형상을 가지는 제1접촉부; 및 상기 기초연결부 중 상기 본체와 마주하는 일측부에 대응되는 형상을 가지고, 상기 제1접촉부와 함께 쐐기 형상을 이루는 제2접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물은, 상기 기초부 또는 상기 본체의 저면부에 설치되고, 상기 기초부의 회동 시 상기 본체와 상기 기초부에 작용하는 충격력을 완화시키는 완충장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 완충장치는, 비금속 탄성소재를 포함하여 이루어지는 튜브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 다른 해상 지지구조물의 설치 방법은, 해상 지지구조물의 본체에 설치된 기초부의 개방부를 흘수선보다 상측에 위치시키고, 상기 기초부의 회동을 구속시킨 상태로 진수하는 진수단계; 상기 해상 지지구조물을 목적한 해상 위치로 부유 이송하는 부유이송단계; 상기 해상 지지구조물이 목적한 위치에 도달되면, 상기 기초부의 회동 구속을 해제하는 구속해제단계; 상기 기초부에 해수를 유입시키면서 상기 기초부를 하향 회동시키는 기초부가변단계; 상기 기초부의 회동을 지속하면서 상기 본체의 하부에 상기 기초부를 안착시키는 기초부안착단계; 및 상기 해상 지지구조물을 침설하는 설치단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 진수단계는, 상기 개방부가 상기 기초부의 상부에 위치되도록 상기 기초부의 회동 각도를 조절하는 셋팅단계; 및 상기 기초부를 상기 본체에 결속하여 상기 기초부의 회동을 구속하는 회동구속단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 기초부가변단계는, 상기 기초부에 해수를 주입하면서, 상기 기초부를 하향 회동시키는 해수주입단계; 및 상기 개방부를 통해 상기 기초부에 해수를 유입시키면서 상기 기초부의 회동을 지속하는 기초부수침단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 기초부안착단계는, 상기 기초부가 상기 본체의 하부에 안착되기까지 상기 기초부의 회동을 지속하는 회동안착단계; 및 상기 기초부가 상기 본체의 하부에 안착되면 상기 기초부의 회동을 구속하는 고정단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물 및 이를 이용한 해상 지지구조물의 설치방법에 의하면, 기초부에 해수를 유입하지 않은 상태에서 기초부에 작용하는 부력을 이용해 해상 지지구조물의 흘수선을 보다 낮출 수 있고, 해수투영면적의 감소에 의해 해상 지지구조물에 작용하는 항력 감소를 구현할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 의하면, 해상 지지구조물의 설치가 이루어지는 중수심에 비해 보다 얕은 수심인 항만에서의 진수가 가능해지고, 보다 적은 예인력으로 해상 지지구조물을 목적한 해상 위치로 용이하게 부유이송할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 기초부에 해수를 유입하여 그 중량을 증가시키는 것에 의해, 기초연결부와의 연결부를 중심으로 하여 기초부를 본체의 하측으로 하향 회동시킬 수 있고, 이와 같이 기초부의 배치와 위치를 가변시킨 상태에서 기초부를 이용해 해상 지지구조물을 목적한 해상 위치에 용이하고 견고하게 자가 설치할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 해상 지지구조물을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 요부 정면도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 해상 지지구조물의 기초부가 하향 회동된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 요부 정면도이다.
도 6은 도 5의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 해상 지지구조물을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7의 요부 정면도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 해상 지지구조물의 기초부가 하향 회동된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9의 요부 정면도이다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 해상 지지구조물의 기초구조물을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 해상 지지구조물의 기초가 하향 회동되는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 해상 지지구조물의 기초가 하향 회동 완료된 상태를 나타내는 개념도이다.
도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 해상 지지구조물을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 15는 본 발명의 제4실시예에 따른 해상 지지구조물의 기초부가 하향 회동된 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 진수단계를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 17는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 부유이송단계를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 구속해제단계를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부가변단계에서 기초구조물이 하향 회동되기 전 상태를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부가변단계에서 기초구조물이 하향 회동 상태를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부안착단계에서 기초구조물이 안착되기 전 상태를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부안착단계에서 기초구조물이 안착된 상태를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 설치단계를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 진수단계 및 부유이송단계에서 기초부에 작용하는 힘을 도시한 자유물체도이다.
도 25는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부가변단계에서 기초부 회동 전 기초부에 작용하는 힘을 도시한 자유물체도이다.
도 26은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부가변단계에서 기초부 회동 초기 기초부에 작용하는 힘을 도시한 자유물체도이다.
도 27은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부가변단계에서 기초부 회동 말기 기초부에 작용하는 힘을 도시한 자유물체도이다.
도 28은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부안착단계에서 기초부가 안착되기 전 기초부에 작용하는 힘을 도시한 자유물체도이다.
도 29는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부안착단계에서 기초부가 안착된 후 기초부에 작용하는 힘을 도시한 자유물체도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물 및 이를 이용한 해상 지지구조물의 설치방법의 일실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 해상 지지구조물을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 요부 정면도이며, 도 3은 도 2의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 해상 지지구조물의 기초부가 하향 회동된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4의 요부 정면도이고, 도 6은 도 5의 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상 지지구조물(1)의 가변형 기초구조물(3)은 기초부(10), 기초연결부(20), 기초지지장치(30), 완충장치(40)를 포함한다.
기초부(10)는 해수를 수용가능한 수용부(12)를 구비하여 해상 지지구조물(1)의 본체(2)의 측부에 배치된다. 기초부(10)는 본체(2)의 무게중심으로부터 이격된 위치에, 예를 들어 본체(2)의 둘레를 따라 복수개가 일정한 간격 또는 일정한 각도를 두고 배치된다. 기초부(10)는 바닥면이 평탄하고 그 반대측에 개방부(14)가 형성된 컵 형상을 가진다.
기초부(10)는 수용부(12)로 유입되는 해수의 유입량에 따라 그 중량과 부력이 가변된다. 기초부(10)로 유입되는 해수량이 증가할수록 기초부(10)의 중량이 증가된다. 기초부(10)는 해수에 일부분이 잠기거나 완전히 잠기게 되는데, 이때 기초부(10)가 밀어낸 해수의 무게만큼 기초부(10)에 부력이 가변하여 작용하게 된다.
기초부(10)의 중량을 최소화한 상태에서 기초부(10)에 작용하는 부력을 이용해 해상 지지구조물(1)을 보다 용이하게 부유이송할 수 있다. 또한, 기초부(10)의 수용부(12)로 해수를 유입하여 중량을 증가시키는 것에 의해, 편심되게 위치되는 기초연결부(20)와의 연결부를 중심으로 하여 기초부(10)를 본체(2)의 측부로부터 이격되게 하향 회동시킬 수 있다.
이때, 기초부(10)는 본체(2)의 저면부에 닿을 때까지 그 회동을 지속하게 되고, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 반전(反轉)되게 뒤집힌 상태에서 그 상부가 본체(2)의 저면부와 접하면서 그 회동이 중지된다. 기초부(10)는 이와 같이 본체(2)의 저면부에 안착된 상태에서 해저면에 고정설치되고, 그 상측의 본체(2) 및 본체(2)에 설치되는 해상설비의 하중을 지지하게 된다. 본 발명의 제1실시예에 따른 기초부(10)는 기초본체부(11), 본체접속부(13), 개방부(14), 펌프(15)를 포함한다.
기초본체부(11)는 본체(2)를 지지하는 골조를 이루는 부분으로, 내부에 수용부(12)가 중공되게 형성된다. 본 발명의 제1실시에에 따른 기초본체부(11)는 원통 형상을 가진다.
본체접속부(13)는 기초연결부(20), 펌프(15)를 설치할 수 있는 설치면을 제공함과 동시에 상기와 같이 반전된 상태에서 본체(2)의 저면부와 접하게 되는 부분으로, 기초본체부(11)의 일측부에 폐쇄되게 형성된다. 본 발명의 제1실시예에 따른 본체접속부(13)는 본체(2)의 저면부에 대응되는 평탄한 형상을 가진다. 본체접속부(13)는 해상 지지구조물(1)의 부유 이송 시에는 기초본체부(11)의 하부에 위치되고, 해상 지지구조물(1)의 설치 시에는 기초본체부(11)의 상부에 위치되면서 본체(2)의 저면부와 접하게 된다.
개방부(14)는 기초본체부(11)가 기울어진 상태에서 기초본체부(11)의 내부로 해수가 유입가능한 통로를 이루는 부분으로, 기초본체부(11)의 타측부에 개방되게 형성된다. 개방부(14)는 해상 지지구조물(1)의 부유 이송 시에는 기초본체부(11)의 상부에 위치되고, 기초본체부(11)의 하향 회동 시에는 해수면 아래로 이동되면서 기초본체부(11)의 내부로 해수가 유입가능한 통로를 이루게 된다.
펌프(15)는 기초본체부(11)의 내부로 해수를 강제 유입 또는 배출한다. 펌프(15)는 기초본체부(11) 또는 본체접속부(13)에 설치된다. 개방부(14)가 해수면 상측에 위치된 상태에서 본체접속부(13)는 해수면 아래에 위치하게 되는데(도 24 참조), 펌프(15)를 본체접속부(13)에 설치하면, 기초본체부(11)가 기울어지지 않은 상태에서 기초본체부(11)의 내부로 해수를 유입시키는 것에 의해 기초부(10)의 중량을 증가시킬 수 있다. 또한, 양방향으로 가동되는 펌프(15)를 이용해 기초본체부(11) 내부의 해수를 기초본체부(11)의 외부로 배출하면서 기초본체부(11)의 회동속도를 조절할 수도 있다.
기초연결부(20)는 기초부(10)를 본체(2)의 측부에 상하로 회동가능하게 연결한다. 기초부(10)는 상향 회동된 상태에서 본체(2)의 측부와 마주하게 되고, 하향 회동된 상태에서 본체(2)의 저면부와 접하게 된다. 이러한 작동을 위해 기초연결부(20)는 본체(2)의 하부 가장자리부에 배치되는 것이 바람직하다. 본 발명의 제1실시예에 따른 기초연결부(20)는 고정연결부(22), 회동연결부(23), 회동축부(24)를 포함하는 핀조인트(21)의 구조를 가진다.
고정연결부(22)는 본체(2)의 측부 하부에 측방향으로 돌출되게 형성된다. 회동연결부(23)는 기초부(10)의 본체접속부(13)상에 형성되되, 기초부(10)의 무게중심에서 벗어난 위치에 형성된다. 고정연결부(22)와 회동연결부(23)는 일직선상에 이웃하여 배치된다. 회동축부(24)는 회동연결부(23)를 고정연결부(22)에 회전가능하게 결속한다. 회동축부(24)로는 고정연결부(22)와 회동연결부(23)를 연속하여 관통하는 핀부재를 적용할 수 있다.
기초지지장치(30)는 기초부(10)를 설정각도로 지지하기 위한 장치로, 본체(2)의 측부에 고정설치된다. 본 발명의 제1실시예에 따른 기초지지장치(30)는 지지대(31), 결속장치(32), 회동고정구(35)를 포함한다.
지지대(31)는 기초부(10)의 하중을 지지가능한 강성을 가지고 본체(2)의 측부에 상하방향으로 연장되게 설치된다. 지지대(31)를 수직방향으로 연장되게 형성하면, 기초부(10)를 도 3에 도시된 바와 같이 지지대(31)에 접속시킨 상태에서 기초부(10)는 수직방향으로 직립된 상태가 되고, 그 측면부가 지지대(31)와 상하방향으로 연속하여 안정되게 접하게 된다.
결속장치(32)는 기초부(10)를 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 셋팅한 상태에서 기초부(10)의 회동을 구속하기 위한 장치로, 지지대(31) 상에 형성된다. 본 발명의 제1실시예에 따른 결속장치(32)는 로프 등의 연결부재(33)를 결속시킬 수 있는 고리 형상을 가진다. 로프 등의 연결부재(33)를 이용해 기초부(10)를 결속장치(32)에 용이하고 견고하게 결속시킬 수 있고, 기초부(10)가 임의로 회동되는 것을 구속할 수 있다.
회동고정구(35)는 기초부(10)가 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 하향 회동된 상태에서 기초부(10)의 회동을 구속하기 위한 장치이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 회동고정구(35)는 제1접촉부(36)와 제2접촉부(37)를 포함하여 본체(2)의 측부와 기초부(10), 기초연결부(20)의 사이에 형성되는 틈새공간부(34)에 끼워진다.
제1접촉부(36)는 본체(2) 중 기초연결부(20)와 마주하는 일측부에 대응되는 형상을 가진다. 제2접촉부(37)는 기초연결부(20) 중 본체(2)와 마주하는 일측부에 대응되는 형상을 가지고, 제1접촉부(36)와 함께 쐐기 형상을 이룬다. 보다 구체적으로, 제2접촉부(37)는 회동연결부(23)에 대응되는 형상을 가지고 제1접촉부(36)는 본체(2)의 측부 중 회동연결부(23)와 마주하는 부분에 대응되는 형상을 가진다.
기초부(10)를 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 반전시킨 상태에서 회동고정구(35)를 본체(2)와 기초연결부(20)의 사이에 형성되는 틈새공간부(34)에 끼움으로써, 기초부(10)가 임의로 회동되는 것을 구속할 수 있고, 기초부(10)를 본체(2)의 저면부에 안착시킨 상태를 안정되게 유지할 수 있다.
완충장치(40)는 기초부(10)의 회동력으로 인해 본체(2)와 기초부(10)에 작용하는 충격력을 완화시키기 위한 장치이다. 기초부(10)가 하향 회동된 상태에서, 기초부(10)의 본체접속부(13)와 본체(2)의 저면부는 서로 접하게 되는데, 완충장치(40)는 이와 같이 상호 접속되는 기초부(10)의 본체접속부(13) 또는 본체(2)의 저면부에 설치될 수 있다. 완충장치(40)로서 비금속 탄성소재를 포함하여 이루어지는 튜브를 적용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 해상 지지구조물을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7의 요부 정면도이며, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 해상 지지구조물의 기초부가 하향 회동된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 10은 도 9의 요부 정면도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 해상 지지구조물(1)의 기초구조물(3)은, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상 지지구조물(1)의 기초구조물(3)과 비교해, 기초연결부(20)가 본체(2)의 가장자리부의 접선방향과 나란한 회전중심축을 가지는 것이 아니라, 본체(2)의 가장자리부의 법선 방향과 나란한 회전중심축을 가진다.
이때, 본체(2)에는 기초연결부(20)의 설치면을 제공함과 동시에 기초부(10)의 하중을 지지하고, 기초부(10)의 본체접속부(13)가 안착될 수 있는 안착면을 제공하는 기초설치부(2a)를 구비하는 것이 바람직하다. 기초설치부(2a)는 측방향으로 돌출되게 형성되고, 평탄한 상면부와 저면부를 가진다.
기초부(10)가 도 7, 도 8에 도시된 바와 같이 셋팅된 상태에서 본체접속부(13)는 기초설치부(2a)의 상면부에 안착된다. 또한, 기초부(10)가 도 9, 도 10에 도시된 바와 같이 반전된 상태에서 본체접촉부(13)는 기초설치부(2a)의 저면부에 안착된다.
본 발명에 따른 해상 지지구조물(1)의 기초구조물(3)은, 기초부(10)를 상하방향으로 회동시키면서 그 중력과 부력을 가변시킬 수 있다면, 도 1 내지 도 6에 도시된 제1실시예, 도 7 내지 도 10에 도시된 제2실시예를 포함하여 특정한 구조와 형상으로 한정되지 않는다.
본 발명의 제2실시예에 따른 해상 지지구조물(1)의 기초구조물(3)을 설명함에 있어서, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상 지지구조물(1)의 기초구조물(3)과 중복, 대응되는 부분에 대해서는 그 설명을 생략한다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 해상 지지구조물의 기초구조물을 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 해상 지지구조물의 기초가 하향 회동되는 과정을 나타내는 개념도이며, 도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 해상 지지구조물의 기초가 하향 회동 완료된 상태를 나타내는 개념도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상 지지구조물(1)의 기초구조물(3)은, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상 지지구조물(1)의 기초구조물(3)과 비교해, 기초연결부(20)가, 제1링크(26), 제2링크(27), 제3링크(28)를 포함하는 링크장치(25)의 구조를 가진다.
제1링크(26)는 막대 형상을 가지며, 일단부가 본체(2)의 하부에 회전가능하게 연결되고, 타단부가 제2링크(27)와 힌지연결된다. 제1링크(26)는 기초부(10)가 직립되게 셋팅된 상태에서 기초부(10)를 하단지지하도록 기초부(10)와 결합된다. 이에 따라 기초부(10)를 도 11에 도시된 바와 같이 직립되게 셋팅한 상태에서 제1링크(26)는 기초부(10)의 본체접속부(13)와 나란한 수평을 이루게 되고, 제1링크(26)의 변위 발생 시 기초부(10)는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 제1링크(26)와 함께 회전, 반전된다.
제2링크(27)는 막대 형상을 가지며, 일단부가 제1링크(26)의 타단부와 힌지연결되고, 타단부가 제3링크(28)와 힌지연결된다. 제3링크(28)는 막대 형상을 가지며, 일단부가 제2링크(27)와 연결되고, 타단부가 제1링크(26)의 상측에서 본체(2)에 회전가능하게 연결된다.
기초부(10)를 직립되게 셋팅한 상태에서 본체(2)에 대한 기초부(10)의 결속을 해제하면, 기초부(10)가 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 제1링크(26)의 일단부를 중심으로 하향 회동하게 된다.
본 발명에 따른 해상 지지구조물(1)의 기초구조물(3)의 기초연결부(20)는 기초부(10)를 상하방향으로 회동가능하게 지지할 수 있다면, 도 1 내지 도 6에 도시된 제1실시예, 도 11, 도 12 및 도 13에 도시된 제3실시예를 포함하여 특정한 구조와 형상으로 한정되지 않는다.
본 발명의 제3실시예에 따른 해상 지지구조물(1)의 기초구조물(3)을 설명함에 있어서, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상 지지구조물(1)의 기초구조물(3)과 중복, 대응되는 부분에 대해서는 그 설명을 생략한다.
도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 해상 지지구조물을 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 15는 본 발명의 제4실시예에 따른 해상 지지구조물의 기초부가 하향 회동된 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
본 발명의 제4실시예에 따른 해상 지지구조물(1)의 기초구조물(3)은, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상 지지구조물(1)의 기초구조물(3)과 비교해, 본체(2)가 중력식 지지구조물이 아니라, 일반적인 형태의 지지구조물, 예를 들어 자켓형 지지구조물의 구조를 가진다.
본체(2)로서 자켓형 지지구조물을 적용하는 경우, 본체(2)에 별도의 기초지지장치(30)를 설치하지 않고도, 본체(2)의 자켓기둥을 지지대(31)로서 활용하여 기초부(10)를 직립되게 셋팅, 지지할 수 있다.
본 발명에 따른 해상 지지구조물(1)의 기초구조물(3)은, 중력식 지지구조물뿐만 아니라 이와 같이 자켓형 지지구조물을 포함한 일반적인 형태의 지지구조물을 본체(2)로 하여 그 적용이 광범위하게 이루어질 수 있다. 본 발명의 제4실시예에 따른 해상 지지구조물(1)의 기초구조물(3)을 설명함에 있어서, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상 지지구조물(1)의 기초구조물(3)과 중복, 대응되는 부분에 대해서는 그 설명을 생략한다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 진수단계를 설명하고자 도시한 개념도이고, 도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 부유이송단계를 설명하고자 도시한 개념도이며, 도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 구속해제단계를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부가변단계에서 기초구조물이 하향 회동되기 전 상태를 설명하고자 도시한 개념도이고, 도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부가변단계에서 기초구조물이 하향 회동 상태를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부안착단계에서 기초구조물이 안착되기 전 상태를 설명하고자 도시한 개념도이고, 도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부안착단계에서 기초구조물이 안착된 상태를 설명하고자 도시한 개념도이며, 도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 설치단계를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 진수단계 및 부유이송단계에서 기초부에 작용하는 힘을 도시한 자유물체도이고, 도 25는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부가변단계에서 기초부 회동 전 기초부에 작용하는 힘을 도시한 자유물체도이고, 도 26은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부가변단계에서 기초부 회동 초기 기초부에 작용하는 힘을 도시한 자유물체도이며, 도 27은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부가변단계에서 기초부 회동 말기 기초부에 작용하는 힘을 도시한 자유물체도이다.
도 28은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부안착단계에서 기초부가 안착되기 전 기초부에 작용하는 힘을 도시한 자유물체도이고, 도 29는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법의 기초부안착단계에서 기초부가 안착된 후 기초부에 작용하는 힘을 도시한 자유물체도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 해상 지지구조물의 설치방법은, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상 지지구조물(1)의 가변형 기초구조물(3)을 이용하여 해상 지지구조물(1)을 설치하는 방법에 관한 것으로, 해상 지지구조물(1)의 본체(2)에 설치된 기초부(10)의 개방부(14)를 흘수선보다 상측에 위치시키고, 기초부(10)의 회동을 구속시킨 상태로 진수하는 진수단계(S1)와, 해상 지지구조물(1)을 목적한 해상 위치로 부유 이송하는 부유이송단계(S2)와, 해상 지지구조물(1)이 목적한 위치에 도달되면, 기초부(10)의 회동 구속을 해제하는 구속해제단계(S3)와, 기초부(10)에 해수를 유입시키면서 기초부(10)를 하향 회동시키는 기초부가변단계(S4)와, 기초부(10)의 회동을 지속하면서 본체(2)의 하부에 기초부(10)를 안착시키는 기초부안착단계(S5)와, 해상 지지구조물(1)을 침설하는 설치단계(S6)를 포함한다.
진수단계(S2)는, 개방부(14)가 기초부(10)의 상부에 위치되도록 기초부(10)의 회동 각도를 조절하는 셋팅단계(S1-1)와, 기초부(10)를 본체(2)의 측부에 결속하여 기초부(10)의 회동을 구속하는 회동구속단계(S1-2)를 순차적으로 거친 후, 해상 지지구조물(1)을 도 16에 도시된 바와 같이 항만에 진수한다.
셋팅단계(S1-1)에서 기초부(10)의 각도를 조절함에 있어서는, 개구부(21a)가 흘수선 상측에 위치되도록 조절한다. 예를 들어 기초부(10)를 도 1에 도시된 바와 같이 직립시킨 상태에서 개방부(14)는 기초부(10)의 최상부에 위치되고, 해상 지지구조물(1)를 진수한 상태에서도 개방부(14)는 해수면의 상측에 위치하게 된다. 기초부(10)를 설정 각도로 셋팅하는 것은, 예를 들어 직립되게 셋팅하는 것은, 기초부(10)를 수직방향으로 연장되게 형성되는 기초지지장치(30)의 지지대(31)에 접속시킴으로써 용이하게 이루어질 수 있다.
회동구속단계(S1-2)에서는 기초부(10)와 연결된 루프 등의 연결부재(33)를 기초지지장치(30)의 결속장치(32)에 결속시킴으로써 기초부(10)의 회동을 구속한다. 결속장치(32)를 이용해 기초부(10)의 회동을 구속함으로써, 이후 항만 진수 및 부유이송 과정에서 기초부(10)가 반시계방향으로도 회전되는 것을 안정되게 구속할 수 있다. 이와 같이 기초부(10)를 직립되게 셋팅시킨 상태에서, 진수하면 기초부(10)에는 도 24에 도시된 바와 같이 기초연결부(20)를 회전중심으로 하여 시계방향으로 회전시키려는 모멘트가 작용하게 된다.
도 24 내지 도 29에서 W는 기초부(10)의 중력, M은 기초연결부(20)에 작용하는 모멘트, e는 중력의 편심, θ는 기초부(10)의 각변위, B는 기초부(10)에 작용하는 부력, ω는 기초부(10)의 각속도, D는 기초부(10)의 회전 시 발생하는 항력, α는 기초부(10)의 각가속도, R은 완충장치에 의해 발생하는 반력이다.
이때, 기초부(10)에 작용하는 부력으로 인해 해상 지지구조물(1)의 흘수선이 보다 낮아지게 되고, 수심이 낮은 항만에서의 진수가 가능하게 된다. 또한, 기초부(10)에 작용하는 부력으로 인해 해상 지지구조물(1)의 해수투영면적이 감소하게 되면서 해상 지지구조물(1)에 작용하는 항력이 감소하게 되므로, 이후 부유이송단계(S2)에서 도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이 예인선을 이용해 해상 지지구조물(1)을 중수심의 목적한 해상위치로 부유 이송함에 있어서도 예인력이 보다 감소하게 되어, 해상 지지구조물(1)의 이송성능을 보다 향상시킬 수 있다.
구속해제단계(S3)는 도 18에 도시된 바와 같이 해상 지지구조물(1)이 목적한 위치에 도달되면, 기초부(10)의 회동 구속을 해제하는 과정이다. 이는 기초지지장치(30)의 결속장치(32)에 대한 연결부재(33)의 결속을 해제함으로써 이루어질 수 있다.
기초부가변단계(S4)는, 이와 같이 기초부(10)의 회동 구속을 해제한 상태에서 기초부(10)에 해수를 주입하면서 기초부(10)를 하향 회동시키는 해수주입단계(S4-1)와, 개방부(14)를 통해 기초부(10)에 해수를 유입시키면서 기초부(10)의 회동을 지속하는 기초부수침단계(S4-2)를 포함한다.
해수주입단계(S4-1)는 도 19에 도시된 바와 같이 직립된 상태에서 기초부(10)에 25에 도시된 바와 같이 해수를 주입하는 것에 의해, 기초부(10)의 하향 회동이 개시되는 과정이다. 해수주입단계(S4-1)에서는 펌프(15)를 이용해 기초부(10)에 해수를 주입하면서 기초부(10)의 중량을 점차 증가시킨다.
기초부(10)의 중량이 점차 증가하다가 기초부(10)에 가해지는 부력보다 커지게 되면 기초부(10)에 도 25에 도시된 바와 같이 기초연결부(20)를 회전중심으로 하여 반시계방향으로 회전시키려는 모멘트가 작용하게 되면서, 반시계방향 회전이 개시된다. 기초부(10)의 회전 각속도가 기준치보다 빨라서 혹은 다른 사유로 인하여 각속도를 감소시킬 필요가 있는 경우, 펌프(15)를 이용해 해수를 배출시킴으로써 기초부(10)에 시계방향의 모멘트를 유도할 수 있다.
기초부수침단계(S4-2)는 반시계방향으로 회전 중인 기초부(10)의 개방부(14)가 도 20에 도시된 바와 같이 해수에 닿기 시작하는 시점으로부터 기초부(10)가 도 21에 도시된 바와 같이 완전히 수침되기까지의 과정을 포함한다.
기초부수침단계(S4-2)에서는 도 26, 27에 도시된 바와 같이 개방부(14)를 통한 해수의 유입이 지속적으로 이루어지면서 기초부(10)의 반시계방향 회전이 유지된다. 이때 펌프(15)를 이용해 기초부(10)의 회전 각속도를 조절할 수 있다. 기초부수침단계(S4-2)가 진행되는 동안 해수가 기초부(10)로 계속적으로 유입되면서 기초부(10)의 부력이 감소하게 되고, 해상 지지구조물(1)의 흘수선이 점차 높아지게 된다.
기초부안착단계(S5)는, 기초부(10)가 본체(2)의 하부에 안착되기까지 기초부(10)의 회동을 지속하는 회동안착단계(S5-1)와, 기초부(10)가 본체(2)의 하부에 안착되면 기초부(10)의 회동을 구속하는 고정단계(S5-2)를 포함한다.
회동안착단계(S5-1)는 기초부(10)의 본체접속부(13)가, 또는 본체접속부(13)에 설치된 완충장치(40)가 도 21에 도시된 바와 같이 본체(2)의 저면부에 닿으면서 도 28에 도시된 바와 같이 본체(2)의 저면부에서 기초부(10)를 향하는 반력이 작용하는 상태에서, 기초부(10)의 회동이 지속되는 과정이다.
기초부(10)가 본체(2)의 저면부에 가까워지면 기초부(10)의 본체접속부(13)에 설치된 완충장치(40)가 본체(2)의 저면부와 맞닿게 되고, 이 상태에서 기초부(10)가 반시계방향으로 더 회전하게 되면, 완충장치(40)가 압착되면서 기초부(10)의 반시계방향 회전운동을 방해하는 반력이 발생된다. 이때, 완충장치(40)는 기초부(10)의 회전중심이 되는 기초연결부(20)의 오른쪽에 위치되므로, 기초부(10)에는 시계방향으로의 모멘트가 작용하게 되고, 이로 인해 기초부(10) 반시계방향 회전속도가 감속된다.
이와 같이 완충장치(40)의 완충력을 이용해 시계방향의 모멘트를 점차적으로 증가시키면서 기초부(10)의 회전속도를 점차적으로 감속시킬 수 있고, 급격한 충격력 없이 기초부(10)의 본체접속부(13)를 본체(2)의 저면부에 보다 안정적으로 안착시킬 수 있다. 또한, 완충장치(40)는 이와 같이 기초부(10)에 반력을 작용시키는 기능 외에, 강성체로 이루어지는 기초부(10)와 본체(2)간의 직접적인 충돌을 방지하고, 충격을 흡수하는 역할을 기본적으로 수행한다.
기초부(10)가 반시계방향으로 회전하다가 도 22에 도시된 바와 같이 완전히 반전되면, 기초부(10)에는 도 29에 도시된 바와 더 이상의 회전력이 작용하지 않게 된다.
고정단계(S5-2)는 이와 같이 기초부(10)가 본체(2)의 하부에 안착된 상태에서 기초부(10)의 회동을 구속하여 기초부(10)를 본체(2)에 고정시키는 과정으로, 회동고정구(35)를 본체(2)와 기초연결부(20)의 사이에 형성되는 틈새공간부(34)에 끼우는 과정을 거쳐 이루어질 수 있다. 고정단계(S5-2)를 거침으로써 기초부(10)가 임의로 회동되는 것을 방지할 수 있고, 기초부(10)를 본체(2)의 저면부에 안착시킨 상태를 안정되게 유지할 수 있으며, 기초부(10)가 도 23에 도시된 바와 같이 해저면에 설치된 상태에서 본체(2) 및 해상설비를 지지하는 기능을 안정되게 구현할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 해상 지지구조물(1)의 가변형 기초구조물(3) 및 이를 이용한 해상 지지구조물(1)의 설치방법에 의하면, 기초부(10)에 해수를 유입하지 않은 상태에서 기초부(10)에 작용하는 부력을 이용해 해상 지지구조물(1)의 흘수선을 보다 낮출 수 있고, 해수투영면적의 감소에 의해 해상 지지구조물(1)에 작용하는 항력 감소를 구현할 수 있다. 이에 따라, 해상 지지구조물(1)의 설치가 이루어지는 중수심에 비해 보다 얕은 수심인 항만에서의 진수가 가능해지고, 보다 적은 예인력으로 해상 지지구조물(1)을 목적한 해상 위치로 용이하게 부유이송할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 기초부(10)에 해수를 유입하여 그 중량을 증가시키는 것에 의해, 기초연결부(20)와의 연결부를 중심으로 하여 기초부(10)를 본체(2)의 하측으로 하향 회동시킬 수 있고, 이와 같이 기초부(10)의 배치와 위치를 가변시킨 상태에서 기초부(10)를 이용해 해상 지지구조물(1)을 목적한 해상 위치에 용이하고 견고하게 자가설치할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 청구의 범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 해상 지지구조물의 본체에 설치되고, 해수를 수용가능한 수용부가 구비되며, 해저면에 설치 시 상기 본체를 지지하는 기초부; 및
    상기 기초부를 상기 본체에 회동가능하게 연결하는 기초연결부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기초부는,
    상기 수용부가 형성되는 기초본체부;
    상기 기초본체부의 일측부를 폐쇄하고, 상기 기초연결부와 연결되며, 상기 해상 지지구조물의 부유 이송 시에는 상기 기초본체부의 하부에 위치하고, 상기 해상 지지구조물의 설치 시에는 상기 기초본체부의 상부에 위치하는 본체접속부; 및
    상기 기초본체부의 타측부를 개방하고, 상기 기초본체부의 하향 회동 시 해수면 아래로 이동되어 상기 기초본체부의 내부로 해수가 유입되도록 하는 개방부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기초부는,
    상기 기초본체부에 수용된 해수의 양을 조절하는 펌프;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기초연결부는,
    상기 본체에 설치되고, 상기 기초부를 상하로 회동가능하게 지지하는 핀조인트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 핀조인트는,
    상기 본체에 형성되는 고정연결부;
    상기 기초부에 형성되고, 상기 고정연결부와 이웃하여 배치되는 회동연결부; 및
    상기 회동연결부를 상기 고정연결부에 회전가능하게 결속하는 회동축부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기초연결부는,
    상기 본체에 설치되고, 상기 기초부를 상하로 회동가능하게 지지하는 링크장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 링크장치는,
    일단부가 상기 본체에 회전가능하게 연결되고, 상기 기초부와 결합되는 제1링크;
    상기 제1링크의 타단부와 연결되는 제2링크; 및
    일단부가 상기 제2링크와 연결되고, 타단부가 상기 제1링크의 상측에서 상기 본체에 회전가능하게 연결되는 제3링크;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 본체에 설치되고, 상기 기초부를 설정각도로 지지하는 기초지지장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기초지지장치는,
    상기 본체에 상하방향으로 연장되게 설치되고, 상기 기초부의 측면부와 접하는 지지대; 및
    상기 지지대에 설치되고, 상기 기초부와 연결된 연결부재가 결속되는 결속장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물.
  10. 제8항에 있어서, 상기 기초지지장치는,
    상기 기초부가 하향 회동된 상태에서 상기 본체의 측부와 상기 기초부, 상기 기초연결부의 사이에 형성되는 틈새공간부에 끼워지고, 상기 기초부의 회동을 구속하는 회동고정구;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 회동고정구는,
    상기 본체 중 상기 기초연결부와 마주하는 일측부에 대응되는 형상을 가지는 제1접촉부; 및
    상기 기초연결부 중 상기 본체와 마주하는 일측부에 대응되는 형상을 가지고, 상기 제1접촉부와 함께 쐐기 형상을 이루는 제2접촉부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 기초부 또는 상기 본체의 저면부에 설치되고, 상기 기초부의 회동 시 상기 본체와 상기 기초부에 작용하는 충격력을 완화시키는 완충장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물.
  13. 제12항에 있어서, 상기 완충장치는,
    비금속 탄성소재를 포함하여 이루어지는 튜브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 가변형 기초구조물.
  14. 해상 지지구조물의 본체에 설치된 기초부의 개방부를 흘수선보다 상측에 위치시키고, 상기 기초부의 회동을 구속시킨 상태로 진수하는 진수단계;
    상기 해상 지지구조물을 목적한 해상 위치로 부유 이송하는 부유이송단계;
    상기 해상 지지구조물이 목적한 위치에 도달되면, 상기 기초부의 회동 구속을 해제하는 구속해제단계;
    상기 기초부에 해수를 유입시키면서 상기 기초부를 하향 회동시키는 기초부가변단계;
    상기 기초부의 회동을 지속하면서 상기 본체의 하부에 상기 기초부를 안착시키는 기초부안착단계; 및
    상기 해상 지지구조물을 침설하는 설치단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 설치방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 진수단계는,
    상기 개방부가 상기 기초부의 상부에 위치되도록 상기 기초부의 회동 각도를 조절하는 셋팅단계; 및
    상기 기초부를 상기 본체에 결속하여 상기 기초부의 회동을 구속하는 회동구속단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 설치방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 기초부가변단계는,
    상기 기초부에 해수를 주입하면서, 상기 기초부를 하향 회동시키는 해수주입단계; 및
    상기 개방부를 통해 상기 기초부에 해수를 유입시키면서 상기 기초부의 회동을 지속하는 기초부수침단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 설치방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 기초부안착단계는,
    상기 기초부가 상기 본체의 하부에 안착되기까지 상기 기초부의 회동을 지속하는 회동안착단계; 및
    상기 기초부가 상기 본체의 하부에 안착되면 상기 기초부의 회동을 구속하는 고정단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 지지구조물의 설치방법.
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