KR101636960B1

KR101636960B1 - Tp부를 이용한 해상풍력 지지구조물 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR101636960B1
Application number: KR1020140115604A
Authority: KR
Inventors: 김기두
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2014-09-01
Filing date: 2014-09-01
Publication date: 2016-07-07
Also published as: KR20160026533A

Abstract

해저 지반에 풍력발전설비와 같은 해양지지구조물을 설치할 수 있는 파일지지 원추형 콘크리트 기초구조물(MULTI-PILED CONCRETE FOUNDATION, MCF)을 이용한 해양지지구조물에 관한 것으로서 안정적이고 정밀한 시공이 가능한 TP부를 이용한 해양지지구조물 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 상기 기초판은 해저면에 시공된 파일이 삽입되어 상방으로 돌출되도록 하는 파일홀이 외곽에 형성되며, 중앙부에는 중앙지지홀이 형성되며, 상기 파일홀 주위에 돌출걸림구가 형성되도록 하게 된다.

Description

TP부를 이용한 해상풍력 지지구조물 및 그 시공방법{OFFSHORE MULTI-PILED CONCRETE FOUNDATION USING TRANSITION PIECES AND THE CONSTRUCTION METHOD THEREFOR}

본 발명은 TP부를 이용한 해양지지구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 해저 지반에 풍력발전설비와 같은 해양지지구조물을 설치할 수 있는 파일지지 원추형 콘크리트 기초구조물(MULTI-PILED CONCRETE FOUNDATION, MCF)을 이용한 해양지지구조물에 관한 것으로서 안정적이고 정밀한 시공이 가능한 TP부를 이용한 해양지지구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 바람을 이용하여 발전을 하는 풍력발전기는 발전기의 회전축에 블레이드(프로펠러)를 설치하여, 바람에 의해 블레이드가 회전함에 따라 발생되는 회전력을 이용하여 발전을 할 수 있도록 구성된다.

이러한 풍력발전기는 바람의 에너지를 전기에너지로 바꿔주는 장치로서, 통상적으로 블레이드, 변속장치 및 발전기로 구성된다.

과거에는 풍력발전기의 설치가 주로 육상에서 이루어졌으나, 풍력 자원, 미관, 장소의 제약 등의 문제로 인해 최근에는 해상에 대규모로 풍력발전기(해상풍력발전기)를 건설하는 추세이다.

이러한, 해상풍력발전기는 도 1a와 같이 크게 사석(3)에 의하여 보강되는 기초부(2, Foundation, 지지구조물) 상부에 모노파일(1) 및 모노파일 상단에 일체로 형성된 트랜지션 피스(Transition Piece: 통상 TP)가 설치되고, 상기 트랜지션 피스에 타워,나셀(Nacelle), 블레이드를 포함하는 풍력발전설비가 설치된다.

이때 상기 기초부(Foundation)는 대표적인 콘크리트 케이슨 타입(Concrete caisson type), 모노파일 타입(Mono-pile type), 자켓 타입(Jacket type) 및 부유식 타입(Floating type)으로 크게 나누어 볼 수 있다.

이에 상기 모노파일 타입(Mono-pile type)은 현재 가장 많이 쓰이고 있는 방식으로서, 25~30m의 수심에 설치가 가능하다. 이는 해저 면에 대구경의 파일(pile)을 항타(Driving) 또는 드릴링(Drilling)하여 고정하는 방식으로 대단위 단지에 이용하는 경우 경제성이 좋다. 이때, 모노파일 타입의 기초 직경은 3~3.5m 정도이다.

최근 해상풍력발전기는 대용량 터빈의 개발과 함께 경제성 확보를 위한 대규모 단지조성 및 대수심 지역으로 이동하고 있고, 강재를 이용한 기초부(Foundation, 지지구조물)는 경제성을 확보하기 어려워짐에 따라, 구조적 안정성을 보장하면서도 경제적인 콘크리트를 이용한 기초부 개발이 진행되고 있다.

이에 예컨대 도 1b와 같이 해상운반을 고려한 수심 30~100m지역에 적용 가능한 대형 콘크리트 기초부의 개발이 유럽을 중심으로 개발되어 적용된 사례가 있다.

그러나 콘크리트를 이용한 중력식 기초부는 규모가 크고 중량이 무거워 운반 및 설치비용이 증가할 수도 있으므로 강재와 콘크리트를 이용한 부재의 최적 배치는 자중을 줄이고 시공성을 확보할 수 있는 좋은 대안이 될 수 있다.

하지만, 이러한 강재와 콘크리트를 이용한 기초부(Foundation, 지지구조물)는 현장여건에 맞추어 세부적인 시공방법이 개발되어야 하는데 시공성 및 경제성을 확보하면서 안정적인 해양구조물용 기초부로서 이용할 수 있는 세부적인 공법에 대하여는 구체적으로 소개된 바 없었다.

이에 본 발명은 모노파일 방식에 의한 기초부를 제공함에 있어서, 구조적으로 효율적이면서도 신속하고 안정적인 시공이 가능하여 보다 효율적이고 경제적인 TP부를 이용한 해상풍력 지지구조물 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

첫째, 해양지지구조물로서 TP부(강재샤프트)와 연결되는 콘크리트 기초부로 이루어진 하이브리드 구조형식인 파일지지 원추형 콘크리트 기초구조물(Multi-Pile Concrete Foundation, MCF)을 이용하게 된다.

이때 본 발명의 MCF는 해저 지반에 먼저 시공된 기초판에 안착되도록 하였다. 이러한 기초판은 MCF의 파일 슬리브에 먼저 시공된 파일이 보다 용이하게 삽입될 수 있도록 하면서 MCF의 수직도를 확보할 수 있도록 하기 위함인데, 파일이 삽입될 수 있는 파일홀이 외측에 다수 형성되도록 하며, 중앙부는 중앙지지홀을 형성시켜 자중을 감소시켜 운반 및 시공이 용이하도록 하게 된다.

이때 상기 중앙지지홀은 해저면에 안착 후, 해저면으로부터 올라오는 진흙등에 의하여 시공을 위한 시야를 확보하기 어려워 미리 중앙지지홀을 메워줄 수 있는 홀커버가 설치된 상태에서 MCF 시공시 제거될 수 있도록 하였다.

또한, 상기 기초판의 파일홀 주위에 MCF의 파일 슬리브의 위치를 가이드 할 수 있는 돌출걸림구를 형성시켜 파일홀과 돌출걸림구 사이에 MCF의 파일슬리브가 안정적으로 안착될 수 있도록 하였다.

셋째, 상기 MCF의 파일 슬리브 내측 상단에는 파일지지구를 설치하여 파일의 상면이 파일지지구 저면에 지지되도록 함으로서 파일과 MCF의 파일 슬리브의 안정적인 삽입 구조를 제공할 수 있도록 하였다. 이때 상기 파일이 삽입된 파일 슬리브 내부에는 콘크리트 충전에 의하여 서로 전단연결재를 이용하여 일체화시키게 된다.

넷째, MCF를 구성하는 원추형 콘크리트콘의 상단 외주면에는 걸림턱이 일체로 형성되도록 하고, 상기 걸림턱에 TP부(강재샤프트)의 하단이 가이드되어 끼워져 간단하게 수직도를 확보하면서 연결될 수 있도록 하고, MCF를 구성하는 콘크리트 상단기둥부의 외주면과 끼워져 설치된 TP부(강재샤프트)의 내주면 사이에는 콘크리트 충전에 의하여 MCF와 TP부(강재샤프트)의 효과적인 일체성 확보가 가능하도록 하였다.

본 발명에 의한 해상지지구조물은 파일과 MCF의 연결에 있어 기초판을 이용함으로서 보다 정밀하며, 안정적인 시공이 가능하도록 하게 된다.

또한, MCF와 TP부(강재샤프트)의 연결도 수직도를 충분히 확보할 수 있도록 하면서도 구조적 일체성을 확보할 수 있기 때문에 매우 효율적인 해양지지구조물 시공이 가능하게 된다.

도 1a 및 도 1b는 종래 해상풍력발전기의 시공도 및 기초부 제작 사진,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 TP부를 이용한 해양지지구조물을 구성하는 MCF의 구성사시도 및 구성단면도,
도 2c 및 도 2d는 본 발명의 TP부를 이용한 해양지지구조물의 구성사시도 및 결합사시도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 기초판과 파일의 연결구성도 및 MCF와 TP부의 연결발췌도,
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 TP부를 이용한 해양지지구조물의 시공순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[ 본 발명의 파일지지 원추형 콘크리트 기초구조물(MCF) ]

본 발명에서 이용되는 파일지지 원추형 콘크리트 기초구조물(Multi-Pile Concrete Foundation, MCF)은 강재로 제작된 모노파일 및 중력식과 같은 기존 지지구조물이 갖는 단점을 보완하여 TP부(강재샤프트)와 연결되는 파일지지 원추형 콘크리트 기초구조물로 이루어진 하이브리드 구조형식이며, 우리나라 서남해안과 같이 연약지반 심도가 깊은 지역에도 적용할 수 있고, 해상변전소를 비롯하여 해양구조물에 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

도 2a 및 도 2b는 이러한 파일지지 원추형 콘크리트 기초구조물(Multi-Pile Concrete Foundation, MCF, 300)의 구성사시도 및 구성단면도를 도시한 것으로서 모노파일 타입(Mono-pile type)의 기초부(지지구조물이라고도 함)의 일부를 구성하게 된다.

즉, 파일 슬리브(310)가 외주면에 서로 이격되어 다수가 형성된 콘크리트 기초(320), 상기 콘크리트 기초(320) 상면에 일체로 형성된 원추형 콘크리트콘(330), 상기 원추형 콘크리트콘(330) 상면에 일체로 형성된 것으로서 콘크리트 상단기둥부(340) 및 상기 원추형 콘크리트콘(330)과 콘크리트 상단기둥부(340)의 연결부 외주면에 TP부(강재샤프트)가 연결되는 TP 연결부(350)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

이에 상기 파일 슬리브(310)는 해저면 등에 먼저 시공된 파일(100)이 삽입되어 콘크리트 충진에 의하여 파일과 콘크리트 기초(320)가 서로 일체화되도록 하고, 상기 TP 연결부(350)에는 TP부(강재샤프트,400)의 하단이 끼워 삽입되도록 하여 연결되도록 하게 된다.

즉, 본 발명은 모노파일 방식의 기초부로서 상기 MCF(300)를 이용하되 파일(100)과 MCF(300)의 파일 슬리브(310)의 연결구성과 상기 MCF(300)와 TP부(강재샤프트,400)의 연결구성을 구체적으로 아래와 같이 제공하게 된다.

[ 본 발명의 TP부(400)를 이용한 해상풍력 지지구조물(A)]

도 2c 및 도 2d는 본 발명의 TP부(400)을 이용한 해양지지구조물(A)의 구성사시도 및 결합사시도를 도시한 것이고,

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 기초판과 파일의 연결구성도 및 MCF와 TP부의 연결발췌도를 도시한 것이다.

본 발명의 TP부(400)을 이용한 해양지지구조물(A)은 파일(100), 기초판(200), MCF(300) 및 TP부(강재샤프트,400)를 포함하여 구성된다.

먼저, 파일(100)은 해저면 등에 있어 미리 천공에 의하여 시공되는 것으로서 강관파일 등을 이용하여 소정의 깊이로 시공되며 상단은 해저면 으로부터 돌출되도록 형성시키고 있음을 알 수 있다. 도 2a 및 도 2b에 의하면 4개가 설치되고 있으나 이는 변경 가능하다.

다음으로 상기 기초판(200)은 앞서 살펴본 MCF(300)를 해저면에 안착시키기 위한 프리캐스트 콘크리트 판부재이다. MCF(300)는 기본적으로 콘크리트로 제작되는 중력식 구조물이다 보니 수중에서 파일(100)이 설치된 부위에 정확하게 세팅하기가 용이하지 않고, 해저면(G)에 안정적으로 안착시킨다고 하더라도 연약지반에 설치하는 경우 예측치 못한 침하가 발생할 수 있어 수직도를 확보하면서 시공하기 어렵고, 현장 여건상 시공 시 수중 시야 확보가 어려운 경우도 많아 정밀시공에 어려움이 있을 수 있다.

이에 본 발명은 MCF(300)를 수직도를 확보하면서 안정적인 안착이 가능하도록 먼저 기초판(200)을 해저면에 파일(100)이 관통하여 상방으로 돌출되도록 설치하고, 기초판(200) 중앙부에 MCF(300)가 안착될 수 있도록 하게 된다.

이에 기초판(200)은 중앙부에 MCF(300)가 안착될 수 있으면서, 파일(100)이 외곽부를 따라 관통할 수 있는 단면적을 가지는 프리캐스트 콘크리트 판부재로 제작한 것을 이용하게 된다.

이에 기초판(200)은 예컨대 원형 또는 사각판 형태로 형성시킬 수 있으며, 모서리(외곽부)에 파일홀(210)이 형성되어 있다. 이러한 파일홀(210)에는 파일(100)이 관통되어 상방으로 일정 높이 연장되도록 하고 있음을 알 수 있으며, 중앙부는 중앙지지홀(220)을 형성시켜 기초판(200)의 자중을 감소시켜 운반 및 시공이 용이하도록 하게 된다.

이때 상기 중앙지지홀(220)은 MCF(300)의 하단부가 삽입 지지되도록 하는 역할을 하게 되므로 MCF(300)의 콘크리트 기초(320)의 단면크기보다 약간 큰 단면크기로 형성되도록 하게 된다.

이에 중앙지지홀(220)은 해저면(G)에 안착 전까지는 목재 등으로 제작된 홀커버(230)로 임시로 폐쇄시켜 시공 시 발생하는 기초판(200)의 부력을 제어하고, 해저면 안착 후 MCF(300) 안착 전까지는 중앙지지홀(220)을 통해 해저면의 부유물질등이 부유되지 않도록 하는 역할도 하게 된다. 이에 상기 홀커버(230)는 MCF(300) 안착 전에 제거시키게 된다.

또한 수중 시야가 확보되지 않는 등에 의한 현장 여건상 MCF(300)의 파일 슬리브(310)를 기초판(200)을 관통하는 파일(100)에 끼워 설치하기 어려울 수 있으므로 본 발명은 파일홀(210) 주위에 MCF(300)의 파일 슬리브(310)를 가이드할 수 있도록 도 2c와 같이 돌출걸림구(240)를 형성시키게 된다.

이에 파일홀(210)과 돌출걸림구(240) 사이에 MCF(300)의 파일 슬리브(310)가 삽입되도록 하여 보다 안정적이고 용이한 MCF(300) 안착이 가능하도록 하게 된다.

다음으로 MCF(300)는 파일지지 원추형 콘크리트 기초구조물(Multi-Pile Concrete Foundation, MCF, 300)로서

파일 슬리브(310)가 외주면에 서로 이격되어 다수가 형성된 콘크리트 기초(320), 상기 콘크리트 기초(320) 상면에 일체로 형성된 원추형 콘크리트콘(330),

상기 원추형 콘크리트콘(330) 상면에 일체로 형성된 것으로서 콘크리트 상단기둥부(340),

상기 원추형 콘크리트콘(330)과 콘크리트 상단기둥부(340)의 연결부 외주면에 TP부(강재샤프트,400)가 연결되는 TP 연결부(350)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

먼저 콘크리트 기초(320)는 내부 빈공간이 형성되는 링 형태로서 기초판(200)의 중앙지지홀(220)에 삽입되는 부위로서 외주면에 파일 슬리브(310)가 서로 이격되어 복수개가 일체로 형성되어 있음을 알 수 있다.

이러한 파일 슬리브(310)는 해저면 등에 먼저 시공된 파일(100)이 삽입되어 콘크리트 충전에 의하여 파일(100)과 콘크리트 기초(320)가 서로 일체화되도록 하는 기능을 가진 것인데, 강재 내부관(311)이 매립되어 일체화된 원통형 콘크리트 관 형태로 형성됨을 알 수 있다.

이러한 파일 슬리브(310)는 도 3a와 같이 강재 내부관(311) 상단 내측면에 파일지지구(312)가 수평 돌출되도록 형성시켜 파일(100)의 상면이 파일지지구(312) 저면에 접하면서 파일 스리브(310)에 안정적으로 파일(100)이 삽입되어 지지되도록 하게 된다.

또한, 상기 파일지지구(312) 하방의 강재 내부관 내측면에는 돌출된 전단연결재(313)가 돌출되도록 하여 충전된 콘크리트와 파일 슬리브(310)의 합성이 용이하도록 하게 된다.

이에 도 3a와 같이 상기 MCF(300)를 이용하되 파일(100)과 MCF(300)의 파일 슬리브(310)의 연결구성은 강재 내부관의 파일지지구(312)와 충전되는 콘크리트에 의하여 이루어지고 있음을 알 수 있다.

다음으로 상기 원추형 콘크리트콘(330)은 하광상협의 콘(cone) 구조물로서 콘크리트 기초(320) 상면에 일체로 형성되어 상방으로 갈수록 단면이 작아지는 형태로 형성됨을 알 수 있다. 이에 그 내부는 빈 공간으로 형성됨을 알 수 있다.

다음으로 상기 콘크리트 상단기둥부(340)는 원추형 콘크리트콘(330) 상면에 일체로 형성되어 상방 연장된 관형 구조물로서 본 발명에서는 TP부(강재샤프트,400)가 외측에 끼워져 지지되도록 하는 기능을 하게 된다.

다음으로 상기 TP 연결부(350)는 원추형 콘크리트콘(330)과 콘크리트 상단기둥부(340)의 연결부에 있어 원추형 콘크리트콘(330) 상단 외주면에 TP부(강재샤프트,400)의 하단이 가이드되어 끼워지도록 하는 역할을 하게 된다.

즉, TP부(강재샤프트,400)는 일종의 강관기둥부재로서 TP 연결부(350)가 하광상협 구조부재인 원추형 콘크리트콘(330)에 지지되도록 함으로서 구조적인 효율성을 확보할 수 있도록 한 것이다.

이에 상기 TP 연결부(350)는 TP부(강재샤프트,400)를 직접 지지하는 부위이므로 내부철근등에 의하여 보강되도록 하되 단면이 커지도록 수평연결부(351)를 원추형 콘크리트콘(330) 상단에 일체로 형성시키고, 상기 수평연결부 상면 내측에는 콘크리트 상단기둥부(340)이 일체로 형성되도록 하고, 수평연결부 상면 외측에는 끼움돌기(352)가 돌출되도록 하여, 상기 끼움돌기(352)와 콘크리트 상단기둥부(340) 사이의 수평연결부(351) 상면에 TP부(강재샤프트,400) 하단 저면이 가이드 되어 끼워져 지지되도록 하게 된다.

이로서 본 발명은 TP부(강재샤프트,400)를 MCF에 간단하게 수직도를 유지하면서 간단하게 연결시킬 수 있게 된다.

상기 TP부(강재샤프트,400)는 모노파일 방식의 기초부에 있어 강재샤프트 상단에는 바닥판 형태의 부재(난간 등이 설치되어 작업공간 등 확보)가 일체로 형성된 것을 이용하게 된다. 이에 TP부(강재샤프트,400)는 TP 연결부(350)에 하단이 끼워진 상태에서 TP부(강재샤프트,400)의 하단 내측면과 콘크리트 상단기둥부(340) 사이에 콘크리트를 충진시켜 서로 일체화시키게 된다.

이에 도 3b와 같이 상기 MCF(300)와 TP부(강재샤프트,400)의 연결구성은 TP 연결부(350)의 끼움돌기(352)와 TP부(강재샤프트,400)의 삽입 및 콘크리트 상단기둥부(340)와 TP 연결부(350)의 콘크리트(C) 충전에 의하여 이루어지고 있음을 알 수 있다.

[ 본 발명의 TP부(400)를 이용한 해양지지구조물(A) 시공방법 ]

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 TP부(400)를 이용한 해양지지구조물(A)의 시공순서도를 도시한 것이다.

먼저, 도 4a와 같이 해양지지구조물(예컨대 해상풍력발전기,A)가 설치되어야 할 해상으로 바지선등을 이용하여 앞서 살펴본, 파일(100), 기초판(200), MCF(300), TP부(400) 및 기타구조물(500, 타워부, 너셀, 블레이드등)을 싣고 이동하게 된다. 이러한 바지선에는 크레인등 승강장비가 탑재되어 있고, 미리 해양지지구조물(A)이 설치되어야 할 해저면(G)에는 싱커블록, 와이어, 부표등을 이용하여 미리 위치를 확인해 두게 된다.

이에 별도의 파일 시공장비를 이용하여 파일(100)을 해저면(G)에 시공하고, 상단이 해저면으로부터 돌출되도록 시공하게 된다.

이에 바지선에 실린 기초판(200)을 인양하여 수중에 침강시키되 파일(100)에는 부표가 설치되어 위치를 확인할 수 있도록 하게 된다.

이에 기초판(200)의 외곽에 형성시킨 파일홀(210)이 먼저 시공된 파일(100)에 삽입되도록 하는 방식으로 하여 해저면(G)에 안착시키게 된다. 이때 기초판(200)의 중앙부는 중앙지지홀(220)을 형성되어 있으며 초기에는 홀커버(230)로 폐쇄되어 있음을 알 수 있다.

이러한 기초판(200)에는 돌출걸림구(240)가 형성되어 있으므로 MCF(300)을 용이하게 기초판 상면에 안착시킬 수 있게 된다.

다음으로는 도 4b와 같이 바지선에 실린 MCF(300)를 인양하게 되는데 MCF(300)는 속이 빈 구조물이므로 자중이 크지 않은 장점이 있고, MCF(300)를 구성하는 콘크리트 상단기둥부(340)의 상단 내측에 형성되어 있는 인양돌기의 인양홀에 와이어를 걸고 부표를 이용하여 위치를 확인하면서, MCF(300)의 파일 슬리브(310)가 노출된 파일(100)의 두부에 삽입되도록 하여 간단하게 설치되도록 하게 된다.

이러한 파일 슬리브(310) 내부에는 파일지지구(312)가 형성되어 있어 수직도와 위치를 정확하게 세팅시킬 수 있으며, 기초판(200)의 돌출걸림구(240)에 의하여 안정적인 MCF(300) 설치가 가능하게 된다.

이에 파일 슬리브(310)의 내측면과 파일(100)의 외주면 사이에는 콘크리트와 같은 충진재를 충전시켜 경화시킴으로서 MCF(300)를 기초판(200)에 확실하게 고정되어 일체화시키게 된다.

또한, 파일(100)의 두부는 파일지지구(312)에 의하여 파일 슬리브(310) 내측에 위치하게 되므로 파일 슬리브(310) 내부는 충진재에 의한 용이한 마감에 의한 품질관리가 가능하게 된다.

다음으로는 도 4c와 같이 역시 바지선으로부터 인양된 TP부(400)를 수중으로 하강시키면서 MCF(300)의 TP 연결부(350)에 TP부(400, 강재샤프트)가 설치되도록 하게 된다.

즉, TP 연결부(350)의 끼움돌기(352)와 콘크리트 상단기둥부(340) 사이의 수평연결부(351) 상면에 TP부(강재샤프트,400) 하단 저면이 가이드되어 끼워져 지지되도록 하여 MCF(300)의 TP 연결부(350)에 TP부(400)를 간단하게 수직도를 확보하면서 설치되도록 하게 된다.

다음으로는 이에 TP 연결부(350)에 TP 연결부(350)에 하단이 끼워진 상태에서 TP부(강재샤프트,400)의 하단 내측면과 콘크리트 상단기둥부(340) 사이에 콘크리트(C)와 같은 충진재를 충진시켜 서로 일체화시키게 된다. 이로서 MCF(300)는 TP부(400)의 상단에 위치한 콘크리트 상단기둥부(340)에 삽입되어 하단이 MCF(300)의 수평연결부(351)에 안정적으로 끼워져 일체화되도록 함을 알 수 있다. 이에 TP부(강재샤프트,400) 상단에는 TP가 형성되어 있으므로 TP에 타워,나셀(Nacelle), 블레이드를 포함하는 풍력발전설비를 포함하는 기타구조물(500)이 추가 설치하게 된다.

물론 본 발명에 의한 TP부를 이용한 해양지지구조물은 해양풍력발전기용이 아닌 다른 해양구조물의 기초부로서 이용할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 파일
200: 기초판 210: 파일홀
220: 중앙지지홀 230: 홀커버
240: 돌출걸림구
300: 파일지지 원추형 콘크리트 기초구조물(MCF)
310: 파일 슬리브 311: 강재 내부관
312: 파일지지구 313: 전단연결재
320: 콘크리트 기초 330: 원추형 콘크리트콘
340: 콘크리트 상단기둥부 350: TP 연결부
400: TP부 500: 기타구조물

Claims

해저면에 시공된 파일이 삽입되어 상방으로 돌출되도록 하는 파일홀이 외곽에 형성되며, 중앙부에는 중앙지지홀이 형성되며, 상기 파일홀 주위에 돌출걸림구가 형성된 기초판;
상기 중앙지지홀에 파일 슬리브가 외주면에 서로 이격되어 다수가 형성된 콘크리트 기초가 안착되는 파일지지 원추형 콘크리트 기초구조물(MCF); 및
상기 MCF의 상단에 끼워져 일체화된 TP부;를 포함하며,
상기 MCF를 구성하는 파일 슬리브가 파일홀과 돌출걸림구 사이에 안착되도록 하며,
상기 MCF는
파일 슬리브가 외주면에 서로 이격되어 다수가 형성된 콘크리트 기초;
상기 콘크리트 기초 상면에 일체로 형성된 원추형 콘크리트콘;
상기 원추형 콘크리트콘 상면에 일체로 형성된 것으로서 콘크리트 상단기둥부; 및
상기 원추형 콘크리트콘과 콘크리트 상단기둥부의 연결부 외주면에 TP부(강재샤프트)가 연결되는 TP 연결부;를 포함하는 TP부를 이용한 해양지지구조물.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 MCF의 파일 슬리브는
먼저 시공된 파일이 삽입되어 콘크리트 충전에 의하여 파일(100)과 콘크리트 기초가 서로 일체화되도록 하는 원통형 콘크리트 관 형태로 형성되는 것으로서, 강재 내부관이 매립되어 강재 내부관 내부로 파일이 삽입되도록 하는 TP부를 이용한 해양지지구조물.
제 3항에 있어서,
상기 강재 내부관의 상단 내측면에는 파일지지구가 수평 돌출되도록 형성시켜 파일의 상면이 파일지지구 저면에 접하면서 파일 스리브에 안정적으로 파일이 삽입되어 지지되도록 하며, 상기 파일지지구 하방의 강재 내부관 내측면에는 돌출된 전단연결재가 돌출되도록 하여 충전된 콘크리트와 파일 슬리브의 합성이 용이하도록 하는 TP부를 이용한 해양지지구조물.
제 1항에 있어서,
상기 TP 연결부는 수평연결부를 원추형 콘크리트콘 상단에 일체로 형성시키고, 상기 수평연결부 상면 내측에는 콘크리트 상단기둥부가 일체로 형성되도록 하고, 수평연결부 상면 외측에는 끼움돌기가 돌출되도록 하여, 상기 끼움돌기와 MCF의 콘크리트 상단기둥부 사이의 수평연결부 상면에 TP부(강재샤프트) 하단 저면이 가이드 되어 끼워져 지지되도록 하는 TP부를 이용한 해양지지구조물.
제 5항에 있어서,
상기 TP부(강재샤프트)는 TP 연결부에 하단이 끼워진 상태에서 TP부(강재샤프트)의 하단 내측면과 콘크리트 상단기둥부 사이에 충진재를 충진시켜 서로 일체화되도록 하는 TP부를 이용한 해양지지구조물.
(a) 해저면에 시공된 파일이 삽입되어 상방으로 돌출되도록 하는 파일홀이 외곽에 형성되며, 중앙부에는 중앙지지홀이 형성되며, 상기 파일홀 주위에 돌출걸림구가 형성된 기초판을 해저면에 설치하는 단계;
(b) 상기 중앙지지홀에 파일 슬리브가 외주면에 서로 이격되어 다수가 형성된 콘크리트 기초가 안착되는 파일지지 원추형 콘크리트 기초구조물(MCF)을 설치하는 단계; 및
(c) 상기 MCF의 상단에 TP부를 끼워 일체화 시키는 단계;를 포함하며, 상기 MCF를 구성하는 파일 슬리브가 파일홀과 돌출걸림구 사이에 안착되도록 하며,
상기 (b) 단계의 MCF는 파일 슬리브가 외주면에 서로 이격되어 다수가 형성된 콘크리트 기초; 상기 콘크리트 기초 상면에 일체로 형성된 원추형 콘크리트콘; 상기 원추형 콘크리트콘 상면에 일체로 형성된 것으로서 콘크리트 상단기둥부; 및 상기 원추형 콘크리트콘과 콘크리트 상단기둥부의 연결부 외주면에 TP부(강재샤프트)가 연결되는 TP 연결부;를 포함하는 것으로서, 상기 파일 슬리브에 파일이 삽입되도록 설치되는 TP부를 이용한 해양지지구조물 시공방법.
삭제
제 7항에 있어서,
상기 (b) 단계의 파일 슬리브는
먼저 시공된 파일이 삽입되어 콘크리트 충전에 의하여 파일과 콘크리트 기초가 서로 일체화되도록 하는 원통형 콘크리트 관 형태로 형성되는 것으로서, 강재 내부관이 매립되어 강재 내부관 내부로 파일이 삽입되도록 하는 TP부를 이용한 해양지지구조물 시공방법.
제 9항에 있어서,
상기 (b) 단계의 TP 연결부는 수평연결부를 원추형 콘크리트콘 상단에 일체로 형성시키고, 상기 수평연결부 상면 내측에는 콘크리트 상단기둥부가 일체로 형성되도록 하고, 수평연결부 상면 외측에는 끼움돌기가 돌출되도록 하여, 상기 끼움돌기와 MCF의 콘크리트 상단기둥부 사이의 수평연결부상면에 TP부(강재샤프트) 하단 저면이 가이드 되어 끼워져 지지되도록 하는 TP부를 이용한 해양지지구조물 시공방법.
제 10항에 있어서,
상기 (c)단계의 TP부(강재샤프트)는 TP 연결부에 하단이 끼워진 상태에서 TP부(강재샤프트)의 하단 내측면과 콘크리트 상단기둥부 사이에 콘크리트를 충진시켜 서로 일체화되도록 하는 TP부를 이용한 해양지지구조물 시공방법.