KR100465882B1 - 잭 시스템에 의한 리그선의 육상 데크메이팅 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리그형 해양구조물의 제작 및 조립 과정에서 일반적으로 상부구조물과 하부구조물을 별개로 제작하여 선적후 해상에서 조립하거나 드라이도크(Dry Dock)내에서 조립하던 공법, 또는 시추선 건조 공법과는 달리 드라이도크가 없이 일반 육상에서 건조된 상부구조물을 스트랜드 잭 등을 포함한 유압 장치와 권양탑, 잭킹레그 등과 같은 권양장치를 이용하여 미리 제작된 하부구조물의 상단으로 리프팅하여 올리는 개념의 데크메이팅 공법에 대한 제작 및 조립 장치와 그 공법에 관한 것이다.

본 발명은 육상 데크메이팅을 위한 기초보강, 잭킹레그 지지대(Jacking Leg Base Structure), 권양보(Lifting Beam) 등의 설치를 포함한 선행공정, 가설지지대(Temporary Support)위에 소블록화된 상·하부블록 일부들을 각각 제 위치에 올려 조립하는 대블록화공정, 권양탑, 잭킹 레그 및 잭 시스템의 설치를 포함한 권양장치(Lifting System)설치공정, 대블록화된 상부블록을 요구되는 높이로 리프팅하는 슈퍼리프팅(Superlifting)공정, 두 개의 쌍으로 각각 블록화된 하부블록을 상부블록의 하단으로 이동시키는 사이드스키딩(Side Skidding)공정 그리고, 상부블록의 하중을 하부블록의 칼럼(Column)으로 전달시켜 데크(Deck)를 칼럼에 연결하는 메이팅(Mating)공정으로 나눌 수 있으며, 이러한 절차를 통하여 리그형 해양구조물을 해상이나 드라이도크가 없는 일반 육상에서 일체형으로 제작 및 조립함으로서 비용 절감 및 건조 기간의 단축을 가지는 작업을 특징으로 하고 있다.

Description

잭 시스템에 의한 리그선의 육상 데크메이팅 공법{On-ground Deck Mating Method of Rig Structure by Jack System}

본 발명은 리그형 해양구조물의 메이팅 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래에 일반적으로 이루어져왔던 해상 데크메이팅(Marine Deck Mating) 방법과는 달리 육상에서 상·하부 구조물을 별도로 대블록화하여 구분 제작한 후 잭 시스템(Jack System)이 마련된 권양탑 및 잭킹레그를 이용하여 상부블록을 요구되는 높이로 들어올린 후 하부블록을 상부블록의 하단부의 빈 공간으로 스키딩(Skidding)하여 상부블록을 하부블록의 위에 내리는 작업인 데크메이팅을 통하여 일체형을 형성하고 선적하는 리그형 해양구조물 제작의 신공법에 관한 것이다.

종래의 리그형 해양구조물의 제작 방법은 일반적으로 해상 데크메이팅법, 도크내 제작공법 및 대형크레인으로 육상에서 일체형으로 제작하는 공법이 있다. 그러나, 도크내 제작공법과 대형크레인으로 행하는 공법은 고가의 도크 사용료 문제와 타공정으로 인한 공기의 비신축성 및 크레인 용량의 제한성과 고소작업시 현장 접근의 어려움 등으로 인해 상부구조물과 하부구조물로 개별적으로 제작되어 선적된 후 해상에서 조립되는 해상 데크메이팅 공법으로 일반적으로 대체되고 있는 실정이며, 이것은 대형구조물일수록 그 대체 정도가 심하다.

해상에서 이루어지는 해상 데크메이팅 공법은 육상에서 상부구조물과 하부구조물을 별도로 제작하여 먼저 하부구조물을 반잠수식 운송선에 선적하고 알맞은 해상조건을 갖춘 해상에서 하부구조물을 부유시키는 플로트 오프(Float-off) 작업을 수행한 후 같은 방법으로 선적된 상부구조물을 반잠수식 또는 발라스팅이 가능한 바지선으로 메이팅 조건이 충분한 해상으로 운송한 다음 하부블록의 발라스팅(Ballasting)으로 구조물간의 충분한 간격을 유지하여 상부구조물을 하부구조물의 상부에 올려 조립하는 공법을 말한다.

그러나, 해상 데크메이팅 공법은 공사 규모에 따라 최소 두 번 이상의 선적 작업을 수행하여야함과 동시에 고가의 반잠수형 운송선 및 바지선의 사용이 필수적인 관계로 그 경제적 비용이 막대하다. 또한, 동원되는 계류장비 및 터그선 등과 같은 해양 보조장비의 소요와 같은 후속 공정으로 인해 경제적, 시간적 문제점을 가지고 있으며, 메이팅시 수심, 해류 및 파도 등과 같은 해양환경에 오픈된 상황이므로 시기에 따라서는 공기를 맞추기가 어렵고 작업에 대한 위험 부담성이 증대된다. 특히, 수심이 허락되지 않는 곳에서의 작업은 대규모의 준설(Dredging) 작업이 이루어져야 하므로 공사 수행 단가를 더욱 증대시켜 공사 수주 활동의 제약을 제공하는 문제점도 있다.

이와같이 구성된 종래의 리그형 해양구조물의 제작 및 조립방법은 작업의 복잡성으로 인한 경제적, 시간적 부담성과 여러 환경요인으로 인한 원설계의 적합성면에서 많은 난이도와 위험요소를 안고 있으므로 작업능률의 저하와 공사수주시 기술 및 공사단가의 우위를 선점하지 못한다는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 리그형 해양구조물을 대형 블록화하여 육상에서 잭 시스템에 의해 일체형으로 조립 및 선적을 수행하는 신개념의 데크메이팅 기술을 확보하여 종래의 공법들이 가지지 못했던 비용 및 공기적인 절감 등의 기술 우위적 측면을 제공하는데 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 해상 데크메이팅 공법에서 필수적이었던 두 번 이상의 선적 개념과 여타 다른 해상 작업 등의 후속 공정 및 필요시 준설 작업으로 발생하는 비용의 대폭적 절감, 공기의 단축과 해상 작업의 위험성 감소 등을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 도크내 제작방법 및 대형크레인 공법과 비교하여 도크 사용 비용을 대폭 절감할 수 있음은 물론 고소작업으로 인한 현장 접근의 위험성을 배제하여 육상 작업으로 현장 접근이 용이해짐과 동시에 대형크레인의 사용 축소로 인해 비용절감의 효과도 가져왔다. 특히, 크레인 용량으로 제한되었던 중량물을 스트랜드 잭, 권양탑 및 잭킹 레그를 사용하여 얼마든지 그 용량에 따라 사용 중량을 제한할 수 있음으로써 그 한계성을 벗어났다.

뿐만 아니라, 본 발명은 구조물의 메이팅시 자체 처짐을 고려하여 권양보(Lifting Beam)의 형태, 위치 및 스트랜드 잭의 지지점을 적절한 구조해석을 통하여 최적화하였으며, 또한 대중량으로 인한 지반의 처짐 및 구조적 처짐으로 인한 설계상의 괴리를 없애기 위해 프리세팅(Pre-setting) 방법을 사용하여 원설계와의 적합성을 극대화하였다.

본 발명에 의한 육상 데크메이팅은 기초보강, 잭킹레그 지지대(Jacking Leg Base Struture), 권양보(Lifting Beam) 등의 설치를 포함한 선행공정, 가설지지대(Temporary Support)위에 소블록화된 상·하블록 일부들을 각각 제 위치에 올려 조립하는 대블록화공정, 권양탑, 잭킹레그 및 잭 시스템의 설치를 포함한 권양장치(Lifting System) 설치공정, 대블록화된 상부블록을 요구되는 높이로 리프팅하는 슈퍼리프팅(Superlifting)공정, 두 개의 쌍으로 각각 블록화된 하부블록을 상부블록의 하단으로 이동시키는 사이드스키딩(Side Skidding)공정 그리고, 상부블록의 하중을 하부블록의 칼럼(Column)으로 전달시켜 데크(Deck)를 칼럼에 연결하는 메이팅(Mating)공정으로 나눌 수 있으며, 이러한 절차를 통하여 리그형 해양구조물을 해상이 아닌 육상에서 일체형으로 제작 및 조립하는 작업을 특징으로 한다.

도 1 은 일체형 선적(Loadout)을 위해 스키드웨이(Skidway) 상에서 육상 데크메이팅이 완료된 리그형 해양구조물의 전면부 조립 구성도

도 2 는 일체형 선적을 위해 스키드웨이 상에서 육상 데크메이팅이 완료된 리그형 해양구조물의 측면부 조립 구성도

도 3 은 육상 데크메이팅을 수행하기 위한 스키드웨이 및 기초보강을 위한 파일과 슬라브형 기초작업을 위한 일반 구성도

도 4 는 상부블록의 리프팅을 위한 가설구조물로서 권양보(Lifting Beam) 및 잭킹레그 지지대(Jacking Leg Base Structure)의 조립 공정 및 구성도

도 5 는 크레인(Crane) 및 기타 장비를 사용하여 소블록들을 조립하고 상부블록 및 하부블록을 형성하기 위한 대블록화 공정도

도 6 은 리프팅시 상부블록의 움직임을 제어하기 위한 권양탑(Lifting Tower) 및 묘두(Cathead)의 설치 공정도

도 7 은 크레인 장비를 사용하여 잭킹 레그(Jacking Leg)를 선행된 잭킹레그지지대와의 설치 및 연결 공정도

도 8 은 권양탑 측에서의 스트랜드 잭 장비의 설치 공정도

도 9 는 잭킹레그 측에서의 스트랜드 잭 장비의 설치 공정도

도 10 은 잭 장비의 유압 제어를 위한 파우어 팩(Power Pack)의 설치 위치 및 공정도

도 11 은 상부블록을 요구되는 높이로 리프팅하는 슈퍼리프팅 공정도

도 12 는 리프팅된 상부블록의 하부 위치로 두 쌍의 하부블록을 제위치시키는 사이드스키딩(Side Skidding) 공정도

도 13 은 하부블록의 각 칼럼(Column) 상에 상부블록을 제위치시켜 조립 완성하는 메이팅(Mating) 장비 및 작업 공정도

도 14 는 권양탑 및 묘두의 상세도

도 15 는 권양보 및 셀프 얼라이닝 장치(Self Aligning System)에 대한 상세도

도 16 은 리프팅 부속물(Lifting Attachment)에 대한 상세도

도 17 는 잭킹레그의 상부에 부착되어 고정앵커(Fixed Anchorage)를 부착한 크로스헤드(Crosshead)의 상세도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(11) : 상부블록 (21) : 우현측 하부블록

(22) : 좌현측 하부블록 (31) : 파우어 팩(Power Pack)

(32) : 스트랜드 잭(Strand Jack)

(33) : 수평방향 유압잭(Horizontal Hydraulic Jack)

(34) : 수직방향 유압잭(Vertical Hydraulic Jack)

(35) : 수직방향 스크루 잭(Vertical Screw Jack)

(36) : 그리스 주입부(Grease Inlet)

(37) : 수평방향 스크루 잭(Horizontal Screw Jack)

(38) : 스트랜드 번들(Strand Bundle) (39) : 고정앵커(Fixed Anchorage)

(40) : 핸드 잭(Hand Jack) (41) : 크레인(Crane)

(51) : 권양탑(Lifting Tower) (52) : 잭킹 레그(Jacking Leg)

(53) : 권양보(Lifting Beam) (54) : 크로스헤드(Crosshead)

(55) : 묘두(Cathead)

(57) : 잭킹레그 지지대(Jacking Leg Base Structure)

(58) : 족장판(Access Floor) (60) : 선적방향 콘크리트메트

(61) : 선적방향 스키드슈(Skidshoe) (62) : 테프론 패드(Teflon Pad)

(64) : 체인파이프(Chain Pipe) (65) : 가이드레일(Guide Rail)

(66) : 강관(Steel Pipe) (70) : 콘크리트 슬라브형 기초

(71) : 리프팅 부속물(Lifting Attachment)

(73) : 사이드스키딩방향 스키드슈

(74) : 사이드스키딩방향 콘크리트메트

(75) : 리프팅 패드아이(Lifting Padeye)

(76) : 셀프 얼라이닝 장치(Self Aligning System)

(77) : 심플레이트(Shim Plate) (78) : 파일플랜지(Pile Flange)

(79) : 박스거더(Box Girder)

(80) : 권양탑 사재(Lifting Tower DiagonalBrace)

(81) : 묘두 사재(Cathead Diagnonal Brace)

(82) : 홀드다운 볼트(Hold Down Bolt) (83) : 연결재(Connection Brace)

(86) : 전단 플레이트(Shear Plate) (87) : 볼트

(88) : 가이드 플레이트(Guide Plate)

(89) : 슬라이드 플레이트(Slide Plate)

(90) : 황화고무(Vulcanized Rubber) (91) : 가이드지그(Guide Jig)

(101) : 권양보측 스트랜드 잭 삽입부

(102) : 고정앵커측 스트랜드 잭 삽입부

(103) : 윈치(Winch) (104) : 슬링 와이어(Sling Wire)

(105) : 문풀(Moon Pool)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따라 실시된 리그형 해양구조물의 전체적인 조립 완성도를 전면부 방향으로 도시화한 것이며,

도 2 는 본 발명에 따라 실시된 리그형 해양구조물의 전체적인 조립 완성도를 측면부 방향으로 도시화한 것으로서, 이때 작업상 크게 데크(Deck)를 의미하는 상부블록(11)과 작업의 용이성을 위해 두 쌍으로 나누어 블록화한 하부블록 a,b(21,22)로 구분한다.

도 3 내지 도 13 은 예시된 리그형 해양구조물의 제작 및 조립 과정을 단계별로 도시화한 것으로서,

우선, 도 3 은 리프팅시 지반으로의 안전한 하중 전달을 위해 잭킹레그(Jacking Leg)(52)가 놓이는 부분의 강관(66) 파일링과 권양탑(51)이 놓이는 부분의 콘크리트 슬라브(Concrete Slab)형 기초(70) 공사 과정과 선적 및 사이드스키딩(Side Skidding) 방향으로의 콘크리트 메트(Concrete Mat)(60,74)를 도시화한 것이다. 여기에서 기초지반은 권양탑(51)의 인장 및 압축 하중에 대해서 그리고 직경 610mm 강관(66)은 잭킹레그(52)로부터의 연직 하중을 충분히 저항할 수 있도록 각각 설계된다.

도 4 는 잭킹레그 지지대(Jacking Leg Base Structure)(57)와 권양보(Lifting Beam)(53)의 설치단계를 도시화한 것으로, 이때 잭킹레그 지지대(57)는 미리 타설된 강관(66)에 완전하게 용접되어 잭킹레그(52)로부터의 하중을 지반으로 균등하게 전달할 수 있도록 형성되며, 권양보(53)는 충분한 구조해석을 통하여 상부블록(11)이 최소의 구조적 응력을 발생할 수 있는 형상과 지지점을 구하여 그 위치에 셀프 얼라이닝 장치(Self Aligning System)(76)로 지지되도록 선택되어진다.

또한, 본 발명은 잭킹레그 지지대(57) 설치시 강관(66)과의 현장 조립이 용이하며 잭킹레그 지지대(57)의 자중을 지지할 수 있도록 파일플랜지(Pile Flange)(78) 및 박스거더(Box Girder)(79)를 별개로 제작 구비하도록 하였으며, 권양보(53)에는 리프팅시 상부블록(11)의 움직임 및 구조물의 변형으로 인한 데크 레벨(Deck Level)을 제어하기 위하여 황화고무(Vulcanized Rubber)(90)를 이용한 셀프 얼라이닝 장치(Self Aligning System)(76)를 마련하고 있다.

권양보(53) 및 셀프 얼라이닝 장치(76)에 대한 사항은 도 15에서 도시화된다.

도 5 는 잭킹레그 지지대(57)와 권양보(53)의 설치후 소블록화된상부블록(11)의 일부들을 크레인(Crane)(41)을 이용하여 가설 지지대 위에 조립하여 대블록화하는 과정을 도식화한다.

도 6 은 상부블록(11)의 대블록화가 완성된 후, 리프팅시 바람이나 자중 등으로 인한 상부블록의 운동을 제어하기 위해 권양탑(51) 및 묘두(Cathead)(55)의 설치 과정을 도시화한 것이다. 여기서 권양탑(51)과 묘두(55)는 전체 예상 하중의 약 40%를 지지하도록 설계된다.

권양탑(51)은 연직 방향으로 가이드레일(Guide Rail)(65)을 두어 리프팅시 상부블록(11)의 측면에 있는 리프팅 부속물(71)과의 지지력으로 좌·우 및 전·후의 수평운동을 제어하며, 동시에 상부블록(11)이 안전하게 제위치로 리프팅되도록 보장한다. 또한, 가이드레일(65)은 리프팅 하중의 오프셋(Offset)으로 인한 권양탑(51)의 전복 모멘트(Overturning Moment)를 감소시키기 위해 기초까지 연장한다.

권양탑(51)과 기초(70)와의 연결은 인장 및 압축하중을 충분히 전달할 수 있도록 설계되었으며, 특히 인장으로 인한 구조적인 전복(Overturning)을 막기 위하여 권양탑(51)과 묘두(55)의 후부에는 인장사재(Tensile Diagonal Brace)(80,81)를 설치하였고, 기초(70)와의 원활한 하중 전달이 가능하도록 홀드다운 볼트(Hold-down Bolt)(82)로 콘크리트 기초(70)와 연결한다.

권양탑(51)과 묘두(55)는 모멘트 발생으로 인한 구조적 손상을 방지하기 위해 볼트(87)로 연결되었으며, 리프팅시의 상부블록(11)의 자체 하중으로 인해 발생하는 예상처짐을 고려하여 그 처짐을 보상하기 위해 권양탑(51)은 50mm, 묘두(55)는 100mm의 프리셋(Preset)을 두어 원설계와의 적합성을 극대화한다.

이들 연결부재에 대한 자세한 사항은 도 14에서 도시화된다.

도 7 은 문풀(Moon Pool)(105)을 통하여 잭킹레그(52)와 크로스헤드(Crosshead)(54)의 설치 과정을 도시화한 것이며, 이때 패드아이(Padeye)(75)와 슬링(Sling)으로 연결된 크레인(41)으로 제위치되는 잭킹레그(52)는 잭킹레그 지지대(57)와 현장 작업자에 의해서 스프라이스 볼트(Splice Bolt)로 연결된다. 특히, 잭킹레그(52)의 연결시 발생할지 모르는 잭킹레그 지지대(57)와의 연결 오차를 최소화하기 위하여 볼트로 연결하기 전에 권양보(53)에 설치된 핸드 잭(Hand Jack)(40)을 사용하여 수평 방향으로의 오차를 조절한다.

또한, 본 발명은 리프팅 동안에 잭킹레그(52)와 권양보(53)의 마찰력으로 인한 에너지 손실을 방지하기 위하여 잭킹레그와(52)의 직접적인 접촉이 발생하는 권양보(53)에 슬라이드 플레이트(Slide Plate)(89)를 두고 가이드 플레이트(Guide Plate)(88)로 구속한 다음 마찰의 감소를 목적으로 하는 그리스를 주입할 수 있도록 그리스 주입부(Grease Inlet)(36)를 설계한다.

이에 관련된 상세한 사항은 도 15에서 도시화된다.

도 8 은 권양탑(51)측의 스트랜드 잭(Strand Jack)(32)과 고정앵커(Fixed Anchorage)(39)를 설치하는 과정을 도시화한 것이며, 이때 육상에서 요구되는 길이보다 약 1.0m길게 어셈블리(Assembly)된 스트랜드 잭(32)이 먼저 크레인(41)으로 제위치되어 잭 삽입부에서 볼트로 고정된 후, 고정앵커(39)가 앵커 삽입부에서 볼팅된다. 그리고, 스트랜드 번들(Strand Bundle)(38)의 느슨함을 조절하기 위해서잭(32)의 유압을 잠시 가동하여 스트랜드 번들(38)의 텐션을 증가시킨다.

도 9 는 상기에서의 권양탑(51)측 스트랜드 잭(32) 설치 과정과 마찬가지로 잭킹레그(52)측에서의 스트랜드 잭(32) 설치 과정을 도시화한 것이다. 스트랜드 잭 장비들은 크레인(41)으로 문풀(Moon Pool)(105)을 통하여 이동되며 순서대로 간섭이 발생하지 않도록 권양보(53)에 마련된 잭 삽입부(101)에 볼팅된다.

도 10 은 유압 장치의 가동이 가능하도록 파우어 팩(Power Pack)(31)을 크레인(41)을 이용하여 설치하는 과정을 도시화한 것이며, 이때 가능하면 유압잭 위치와 가깝게 위치되도록 조정하여 긴 오일관으로 인한 유압 손실 등을 미리 배제한다.

도 11 은 상기된 전 과정들의 단계별 수행 및 검토를 완료한 후, 상부블록(11)을 하부블록(21,22)의 상부측으로 리프팅하는 슈퍼리프팅(Superlifting) 과정을 도시화한 것이다. 그러나, 본 작업이 진행되기 전에 안전한 작업 수행을 위해서 예상 하중의 1.1배로 스트랜드 잭(32)에 단계별(25/50/75/100%)로 압을 가하여 상부블록(11)을 기준 레벨(Ground Level)로부터 약 300mm 정도를 리프팅한다. 그 후 약 1 시간 동안 잭의 가동을 멈추어서 그동안 발생하는 전체적인 구조 거동 뿐만 아니라 지반의 처짐, 가설구조물과 유압 시스템의 안전성 등을 미리 검토한다. 검토 과정이 마무리된 후, 상부블록(11)은 단계별로 모니터링 간격을 두면서 리프팅 된다.

또한, 본 발명은 권양탑(51)의 가이드레일(65)과 맞닿는 상부블록(11)의 측면부에 리프팅 부속물(71)을 두어 상부블록의 제위치로의 리프팅을 보장하도록 설계된다. 도 16 은 상부블록(11)의 측면에 부착되어 리프팅시 상부블록(11)의 수평운동을 제어하도록 리프팅 부속물(71)을 상세하게 도시화한 것이다. 이는 만일 리프팅시 제위치에서 벗어나는 작업이 진행될 때, 좌·우, 전·후로 설치된 유압잭(33) 및 스크루 잭(37)을 이용하여 상부블록(11)의 수평이동이 가능하도록 된다. 여기에서 유압잭(33)은 리프팅 초기 및 진행 동안에 데크의 좌·우 및 전·후 이동과 스크루 잭(37)의 위치 조절이 필요할 때 다시 제위치로 맞추어주는 역할을 담당한다. 스크루 잭(37)은 리프팅 동안 발생할지 모르는 상부블록(11)의 움직임을 권양탑(51)의 측면에 부착된 가이드레일(65)을 통해 그 움직임을 제어하는 역할을 담당한다. 권양보(53)와 마찬가지로 스크루 잭(37)의 전면부에는 가이드레일과의 마찰감소를 목적으로 그리스(Grease)를 주입할 수 있는 그리스 주입부(36)를 마련한다.

도 12 는 사이드 스키딩을 위해 액티브 스키드슈(Active Skidshoe)(73)와 콘크리트메트(74)로 구성된 스키드웨이(Skidway)상에서 조립된 블록화된 두 쌍의 하부블록 a,b(21,22)를 윈치(Winch)(103)와 액티브슈(73)를 사용하여 스키딩하는 과정을 도시화한 것이다. 이때, 윈치어셈블리는 하나의 슬링 와이어(Sling Wire)(104)로 하부블록 a와 b(21,22)의 스키딩 방향으로 각각 제작된 패드아이(Padeye)에 연결함으로써 윈치어셈블리의 두 번 설치를 없애 블록의 사이드스키딩이 가능한 짧은 시간에 작업이 진행되도록 설계된다.

각각 4 개의 유압잭을 힌지(Hinge)로 연결된 두 보 사이에 설치하여 구조물의 하중으로 인한 처짐 발생시 구조적인 안정성을 최적화시키도록 제작된액티브슈(61,73)는 적당한 스트로크(Stroke)로 구조물의 스키딩시 자체 처짐으로 인해 발생할 수 있는 구조물의 집중하중으로 인한 탑재 구조물의 구조적 손상을 방지하기 위해 균일한 분포하중을 받도록 하는 역할을 하며, 이를 액티브쿠션효과(Active Cushion Effect)라고 한다. 사이드스키딩 초기에는 액티브쿠션효과를 갖도록 약 50mm의 스트로크를 두지만, 메이팅 및 선적을 위한 선적 방향의 스키드웨이 상에 제위치되면 하부블록 a와 b(21,22)의 브래이스(Brace) 연결을 위해 다시 잭다운(Jack Down)시킨다. 그러나, 브래이스의 연결이 완료되면, 메이팅시의 안전한 하중 전달을 목적으로 다시금 액티브슈내의 유압잭을 가동시켜 필요한 스트로크를 형성한다.

도 13 은 하부의 두 블록을 용접한 후, 상부블록(11)을 하부블록(21,22)의 칼럼위로 메이팅(Mating)하는 과정을 도시화한 것이다. 이때 발생하는 데크구조물의 자체 처짐과 칼럼 상부의 형상적 괴리를 제거하기 위해 칼럼 내의 체인파이프(Chain Pipe)(64) 상단에 스크루 잭(35)과 유압잭(34)을 사용하여 그 처짐을 보정하며, 권양탑(51)측의 데크 측면에 설치된 리프팅부속물(71) 내에서 수평방향으로 설치된 유압잭(33)을 통하여 상부블록(11)이 좌·우 및 전·후 방향의 수평이동이 가능하도록 작동시켜 그 하부블록(21,22)의 칼럼과 상부블록(11)의 메이팅 면이 일직선상에 놓이도록 보정하며, 칼럼의 상부에 경사지게 마련된 가이드지그(Guide Jig)(91)는 상부블록(11)이 칼럼과 쉽게 메이팅되도록 한다.

이와 같이 유압잭 시스템을 통한 모니터링 및 제위치 작업을 반복 수행함으로써 칼럼과 데크 사이의 간격을 최소화하여 예상되는 메이트 위치를 재확인 후 용접작업을 감행한다. 여기에서 스트랜드 잭(32)의 유압 모니터링 채널을 통하여 체인파이프(64) 상의 4 지점에 위치하는 8 개의 유압잭(34)은 상부블록(11) 하중의 24%를 균일하게 나누어 받도록 하고 나머지는 스트랜드 잭(32)이 받도록 하였다. 즉, 권양탑(51)측과 잭킹레그(52)측의 스트랜드 잭(32)을 서서히 내리면서 유압 체크를 동시에 수행하고 체인파이프(64) 상의 유압잭(34)은 일정하게 24%의 하중을 지지하도록 한다. 이러한 작업을 반복 수행하면 상부블록(11)은 칼럼상에 놓이게 되어 그 24%의 하중을 전담하게 된다. 유압잭(34)과 함께 쌍을 이루어 설치되는 스크루 잭(35)은 유압잭(34)으로 메이팅 단계가 셋팅된 후 유압잭(34)의 압력 손실 등으로 잃기 쉬운 제위치 고정 및 용접의 용이성을 마련하기 위해서 셋팅되며 용접이 완료되면 제거된다.

다음으로 이루어지는 하중의 전달 과정에서는 데크하중의 76%를 지지하고 있는 스트랜드 잭(32)의 압을 감소시키며 완전히 하중이 칼럼측으로 전달될때까지 25%씩 단계별로 유압을 감소시켜 작업을 완료시키고 차례대로 메이팅을 위해 설치된 잭(32,33,34,35)장비 및 가설구조물(51,52,53,54,55,57)들은 작업 완료중에 발생할지 모르는 이상유무를 확인후 크레인(41) 등을 이용하여 제거한 뒤 육상 데크메이팅 작업을 완료한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 리그형 해양구조물을 크게 상부블록과 하부블록으로 대블록화하여 종래에 일반적으로 해상에서 반잠수식 운송선 및 바지선 등을 이용하여 이루어졌던 해상 데크메이팅 공법과는 달리 권양탑 및 잭킹레그 등의 권양장치와 스트랜드 잭 등의 유압장치를 사용하여 육상에서 메이팅이 이루어져 고가의 비용이 드는 해양 작업을 대폭 축소하였으며 또한, 일체형으로 선적이 이루어지는 관계로 공기를 대폭 단축시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 변화가 심한 해양 환경에서 메이팅을 한다 하더라도 정확하고 신속하게 제위치에서 용접을 수행하는 것이 고난도의 어려움과 위험성을 갖는데 비해 본 발명의 공법은 육상에서 이루어짐으로서 현장 접근의 용이성과 원설계의 적합성을 배가시킬 수 있음은 물론이고 현장에서 곧바로 종래의 해양에서 이루어졌던 후속 공정들이 아예 없어지거나 육상에서 이루어지기 때문에 공기의 대폭적인 축소를 확보할 수 있다. 그리고, 잭의 용량을 알맞게 증가시킴에 따라 기존의 중량적 제약이 더 이상 문제시되지 않으므로 앞으로 리그형 해양구조물의 공사수주시 기술우위와 제조 단가의 저감에도 매우 큰 영향을 미칠 수 있도록 한 발명인 것이다.

Claims (8)

1. 리그형 해양구조물 제작시 육상 데크메이팅은 기초보강, 잭킹레그 지지대, 권양보 등의 설치를 포함한 선행공정과;

   가설지지대위에 소블록화된 상·하블록 일부들을 각각 제위치에 올려 조립하는 대블록화공정과;

   권양탑, 잭킹레그 및 잭시스템의 설치를 포함한 권양장치 설치공정과;

   대블록화된 상부블록을 요구되는 높이로 리프팅하는 슈퍼리프팅공정과;

   두 개의 쌍으로 각각 블록화된 하부블록을 상부블록의 하단으로 이동시키는 사이드스키딩공정과;

   상부블록의 하중을 하부블록의 칼럼으로 전달시켜 데크를 칼럼에 연결하는 메이팅공정으로 수행되는 잭 시스템에 의한 리그선의 육상 데크메이팅 공법.
2. 제 1 항의 리그형 해양구조물의 육상 데크메이팅을 수행하기 위한 기초보강을 포함한 선행공정에 있어서;

   상기, 기초지반은 권양탑(51)의 인장 및 압축 하중에 대해 직경 610mm 강관(66)은 잭킹레그(52)로부터의 연직 하중을 충분히 저항할 수 있도록 하고 또한, 잭킹레그 지지대(57)는 미리 타설된 강관(66)에 완전하게 용접되어잭킹레그(52)로부터의 하중을 지반으로 균등하게 전달할 수 있도록 하며 권양보(53)는 충분한 구조해석을 통하여 상부블록(11)이 최소의 구조적 응력을 발생할 수 있는 형상과 지지점을 구하여 그 위치에 셀프 얼라이닝 장치(76)로 지지되며 상기, 잭킹레그 지지대(57) 설치시 강관(66)과의 현장 조립이 용이하며 잭킹레그 지지대(57)의 자중을 지지할 수 있도록 파일플랜지(78) 및 박스거더(79)를 별개로 제작 구비함과 또한, 권양보(53)에는 리프팅시 상부블록(11)의 움직임 및 구조물의 변형으로 인한 데크 레벨을 제어하기 위하여 황화고무(90)를 이용한 셀프 얼라이닝 장치(76)를 형성한 것을 특징으로 하는 잭 시스템에 의한 리그선의 육상 데크메이팅 공법.
3. 제 1 항의 일체형 블록을 형성하기 위해 상부블록, 하부블록으로 블록화하는 대블록화공정에 있어서;

   상기, 잭킹레그 지지대(57)와 권양보(53)의 설치 후 소블록화된 상부블록(11)의 일부들을 크레인(41)을 이용하여 데크블록의 리프팅을 위한 가설지지대 상에서 조립하는 상부블록(11)과;

   상기, 공정에서 하부블록(21,22)의 조립 및 사이드스키딩을 위한 사이드스키드웨이와;

   상기, 사이드스키드웨이 상에서 조립되어진 하부블록(21,22)을 각각의 하부블록(21,22) 내측에 패드아이(75)를 제작하여 풀링시스템의 재배치에 대한 부담없이 하나의 윈치(103)로 한번에 하부블록(21,22)을 선적스키드웨이 방향으로 풀링하는 원 윈치 풀링시스템을 사용하여 사이드스키딩을 수행하는 잭 시스템에 의한 리그선의 육상 데크메이팅 공법.
4. 제 1 항의 하부블록을 메이팅하기 위해서 상부블록을 요구되는 높이로 들어올리기 위한 권양장치 설치공정에 있어서;

   상기, 공정에서 잭킹레그 지지대(57)와 타설된 강관(66)과의 현장 용접의 용이성을 위해 파일플랜지(78) 및 박스거더(79)를 제작 구비함과;

   상기, 공정에서 스프라이스 플랜지 및 볼트(87)를 사용한 잭킹레그 지지대(57)와 잭킹레그(52)를 연결함과;

   상기, 잭킹레그(52)의 설치시 잭킹레그(52)와 잭킹레그 지지대(57)의 조인트 오차발생시 수평이동을 가능하게 하여 발생 오차를 최소화하여 충분한 볼팅 여유를 갖게하는 핸드잭(40)을 설치한 것을 특징으로 하는 잭 시스템에 의한 리그선의 육상 데크메이팅 공법.
5. 제 4 항에 있어서;

   상부블록(11)의 리프팅시 권양탑(51) 및 묘두(55)의 전복모멘트로 인해 발생하는 인장력을 지지하도록 설치된 인장사재(80,81)와;

   상기, 인장사재(80,81) 및 권양탑(51)의 레그(52) 부분에서 발생하는 인장력을 콘크리트 슬라브형 기초(70)로 안전하게 전달하기 위해 설치된 홀드다운 볼트(82) 및 리프팅시 권양탑(51)의 각 레그(52)에 발생하는 집중하중을 콘크리트 기초(70)로 분포시키는 베이스 플레이트와;

   상부블록(11)의 측면에 붙은 리프팅 부속물(71)과의 구속을 통해 리프팅시 상부블록(11)의 제위치를 원활히 하며 좌·우 및 전·후 방향의 운동을 제어하기 위해 권양탑(51)의 레그(52)에 부착된 가이드레일(65) 및 리프팅 부속물(71)과;

   리프팅시 잭킹레그(52)와 권양보(53), 리프팅 부속물(71)과 가이드레일(65) 접촉면의 마찰을 그리스의 계속적 주입을 통해 충분히 감소시켜 원활한 리프팅을 가능하도록 형성한 그리스 주입부(36)와;

   상기의 리프팅 부속물(71)과 가이드레일(65) 접촉면의 마찰을 통해 리프팅시 상부블록(11)의 제위치를 보장하도록 설치된 스크루잭(37) 및 위치 수정시 여유간격을 갖도록 푸싱 역할을 담당하는 유압잭(33,34) 장치와;

   상기의 잭킹레그(52)와 권양보(53) 사이에서 리프팅시 발생하는 여유공간을 없애 상부블록(11)의 움직임을 제어하는 동시에 그리스의 주입을 통해 권양보(53)가 잘미끄러지도록 형성된 가이드 플레이트(88) 및 슬라이드 플레이트(89)와;

   권양탑(51) 상부에 놓이는 묘두(55)의 연결시 권양탑(51)으로의 모멘트 전달을 억제하도록 힌지 역할을 담당하는 볼트 및 베어링과;

   상부블록(11)의 우현 및 좌현측에 설치된 두쌍의 권양탑(51) 사이를 연결하여 리프팅시 권양탑(51)의 강성을 증가시키기 위해 형성된 연결재(83)와;

   리프팅시 발생하는 지반의 침하 및 묘두(55) 등의 구조적 처짐을 보정하여 원설계의 적합성을 증대시킬 수 있게 권양탑(51) 50mm, 묘두(55) 100mm의 프리셋과;

   리프팅시 잭킹레그(52)로부터 전달되는 하중을 균일하게 강관(66)으로 전달하는 잭킹레그 지지대(57)와;

   상기의 리프팅시 상부블록(11)의 구조적 응력을 최소화하도록 설치된 지지점 위치에 권양보(53)를 설치함과;

   상기의 리프팅시 상부블록(11)의 레벨을 안정적으로 맞추는 역할을 수행하는 셀프 얼라이닝 장치(76) 및 황화고무(90)로 제작된 셀프 얼라이닝 패드와;

   상기의 리프팅시 잭킹레그(52)의 최상단에 위치하여 스트랜드 잭(32)의 고정앵커(39)를 설치시킨 크로스헤드(54)를 설치한 것을 특징으로 하는 잭 시스템에 의한 리그선의 육상 데크메이팅 공법.
6. 제 1 항의 사이드스키딩을 위해 상부블록을 하부블록보다 더 높이 권양하는 작업인 슈퍼리프팅공정에 있어서;

   상기 공정에서 하부블록(21,22)의 원활한 제 위치를 위해 예상 하중의 1.1배로 스트랜드 잭(32)에 단계별로 압을 가하여 상부블록(11)을 기준레벨로부터 300mm 정도를 리프팅한 상태에서 1시간 동안 잭의 가동을 멈추어서 그동안 발생하는 전체적인 구조 거동 뿐만 아니라 지반의 처짐, 가설구조물과 유압시스템의 안전성 등을미리 검토하며 또한, 권양탑(51)의 가이드레일(65)과 맞닿는 상부블록(11)의 측면부에 리프팅부속물(71)을 두어 상부블록(11)의 제위치로의 리프팅을 보장하여 리프팅시 제위치에서 벗어나는 작업이 진행될 때 좌·우, 전·후로 설치된 유압잭(33) 및 스크루 잭(37)을 이용하여 상부블록(11)의 수평이동이 가능하도록 하고 상기에서 유압잭(33)은 리프팅 초기 및 진행 동안에 데크의 좌·우 및 전·후 이동과 스크루 잭(37)의 위치 조절이 필요할 때, 다시 제위치로 맞추어주는 역할을 담당하며 스크루 잭(37)은 리프팅 동안 발생할지 모르는 상부블록(11)의 움직임을 권양탑(51)의 측면에 부착된 가이드레일(65)을 통해 그 움직임을 제어하는 역할을 담당함과 또한, 스크루 잭(37)의 전면부에는 그리스를 주입할 수 있는 그리스 주입부(36)를 형성한 것을 특징으로 하는 잭 시스템에 의한 리그선의 육상 데크메이팅 공법.
7. 제 1 항의 하부블록을 순서대로 리프팅된 상부블록 하부로 이동하는 과정인 사이드스키딩공정에 있어서;

   상기, 사이드스키딩을 위해 액티브스키드슈(73)와 콘크리트메트(74)로 구성된 스키드웨이 상에서 조립된 블록화된 두 쌍의 하부블록(21,22)을 윈치(103)와 액티브슈(73)를 사용한 윈치어셈블리는 하나의 슬링 와이어(104)로 하부블록(21,22)의 스키딩 방향으로 각각 패드아이에 연결함으로 윈치어셈블리의 두 번 설치를 없애 블록의 사이드스키딩이 가능한 짧은 시간에 작업이 진행되도록 하며 사이드스키딩 초기에는 액티브쿠션효과를 갖도록 50mm의 스트로크를 두지만, 메이팅 및 선적을 위한 선적 방향의 스키드웨이 상에 제위치되면 하부블록(21,22)의 브래이스 연결을 위해 다시 잭다운시키나 브래이스의 연결이 완료되면 메이팅시의 안전한 하중 전달을 위해 액티브슈(73) 내의 유압잭을 가동시켜 필요한 스트로크를 형성한 것을 특징으로 하는 잭 시스템에 의한 리그선의 육상 데크메이팅 공법.
8. 제 1 항의 상부블록을 하부에 위치한 하부블록의 칼럼위로 하중을 전달시켜 메이팅 작업을 완료시키는 메이팅공정에 있어서;

   데크구조물의 자체 처짐과 칼럼 상부의 형상적 괴리를 제거하기 위해 칼럼 내의 체인파이프(64) 상단에 스크루잭(35)과 유압잭(34)을 사용하여 그 처짐을 보정하고, 권양탑(51)측의 데크 측면에 설치된 리프팅부속물(71) 내에서 수평방향으로 설치된 유압잭(33)을 통하여 상부블록(11)이 좌·우 및 전·후 방향의 수평이동이 가능하도록 작동시켜 그 하부블록(21,22)의 칼럼과 상부블록(11)의 메이팅 면이 일직선상에 놓이도록 보정하며, 칼럼의 상부에 경사지게 마련된 가이드지그(91)는 상부블록(11)이 칼럼과 쉽게 메이팅되도록 한 것을 특징으로 하는 잭 시스템에 의한 리그선의 육상 데크메이팅 공법.