케이슨 진수 및 운반

케이슨 진수 및 운반

이번 시간에는 항만시설에서 흔히 볼 수 있는 케이슨의 진수 및 운반에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

 

 

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먼저 케이슨(Caisson)이란 수상이나 육상에서 제작한 속이 빈 콘크리트 구조물을 말하며, 자중이나 적재 하중에 의하여 지지층까지 침하시킨 후, 모래, 자갈 또는 콘크리트 등으로 속채움하는 기초(Foundation)입니다. 케이슨의 종류로는 오픈 케이슨(Open caisson), 공기 케이슨(Pneumatic caisson), 박스 케이슨(Box caisson) 등이 있습니다.

 

케이슨 진수방법을 선정할 때에는 여러가지 요소를 감안하여 충분히 검토한 후 결정하게 됩니다.

- 케이슨의 크기

- 케이슨의 제작 및 진수 수량

- 공기 및 공사비

- 설비장소의 지형 및 자연조건

- 설치장소까지의 거리와 운반방법

 

 

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항만기술기준 정보시스템 (portcals.go.kr)

 

 

1) 기중기선에 의한 인양방법

제작장 물양장이나 전면에 적정 수심을 확보하고 있는 호안이 근접한 곳에서 케이슨을 제작한 후 대형 기중기선으로 들어 올려 바다에 띄우거나 그대로 시공현장까지 들고 운반하는 방법입니다.

기중기선에 의한 방법은 케이슨 제작장에 인접하여 기중기선이 접안할 수 있는 호안이나 제작장 물양장 등의 접안 계류시설이 있으면 가장 간단하고 안전한 진수방법입니다.
이 방법은 케이슨 중량으로 제작장 안정성 검토가 선행되고 필요에 따라 시설을 보강하거나, 케이슨의 전 높이 중 일부만 육상 제작하고, 해상에 진수한 후 나머지를 해상 제작하는 경우도 있습니다.

기타 장·단점은 아래와 같습니다.~

- 케이슨을 소규모 다량 제작시 유리

- 시공사례가 풍부

- 파랑의 영향을 받지 않고 육상에서 제작 가능

- 해상기중기선 접근가능 위치에 제작장 조성 필요

- 기중기선의 인양능력이 한정되어 대형 케이슨 인양 곤란(케이슨 크기 제약)

 

기중기선에 의한 인양

 

 

2) 건선거(Dry Dock)에 의한 방법

물을 배제한 선거 내에서 케이슨을 제작하고 물을 주입하여 케이슨을 부상시킨 후, 게이트를 열어서 케이슨을 건선거 밖으로 끌어내는 방법입니다.

건선거에 의한 방법에는 아래와 같은 장·단점이 있습니다.

- 진수작업이 물의 주입과 게이트 개방으로 이루어지므로 안전

- 갑실과 게이트의 크기에 따라 필요한 케이슨의 적정규모 및 함수를 제작 가능

- 건선거는 케이슨 제작이 완료된 후 선박건조 또는 수리용 시설로 전용 가능

- 대규모 공사(초대형 케이슨 → 제작함수 최소화) 또는 장기간 공사에 적합

- 대규모 다량 제작시 유리

- 선거(Dock) 건설을 위한 넓은 부지 필요

 

건선거(Dry Dock)에 의한 케이슨 제작

 

 

3) 부선거(Floating Dock)에 의한 방법

부선거에 의한 방법은 제작장 부근으로 부선거를 예인하여 파랑이나 조석, 조류에 의하여 동요되지 않도록 견고하게 계류시키고, 밸러스트 워터(Ballast Water)를 배수하여 선체를 부상시킨 다음, 선체의 갑판이 수면 위로 노출되면 모래를 고르게 부설한 후 케이슨을 제작합니다.

제작 완료 후 케이슨을 진수가능한 수심까지 부선거를 예인시킨 후 밸러스트 워터를 주입하여 케이슨이 부상할 수 있는 진수 수심까지 침강시켜 케이슨을 부선거 갑판상으로부터 이격·부상시킵니다.

부선거 진수방법은 부선거 내부공간 제약으로 1회에 1~2함의 케이슨 제작이 가능하므로 소규모일 경우 인근 접안시설을 이용하여 제작할 수 있는 장점이 있으나, 대규모 제작시에는 제작과 진수가 연속공정으로 이루어지므로 공기가 길어지고 부선거 건조비가 많이 소요되며, 작업 여건상 진수에 필요한 수심 위치까지 예항하고, 제작장에 접안 설비가 갖추어진 넓은 작업장이 필요합니다.

 

부선거에 의한 케이슨 제작

 

 

4) 육상제작 이동(Jacking)+진수에 의한 방법

케이슨은 선로상의 대차위에서 제작되며 제작이 완료되면 Winch 등을 조작하여 대차위의 케이슨을 부선거나 쉽리프트 플랫폼(Ship Lift Platform)으로 이동시킨 후 케이슨을 진수시킵니다.

플랫폼이 있는 쉽리프트 시스템의 진수설비는 플랫폼, 체인잭(Chain Jack : Hoist Winch), 체인으로 구성되고, 운반설비는 종횡방향의 레일시설, 대차, 운반기기로 이루어집니다. 육상의 레일대차 상에서 케이슨이 제작되면 레일을 따라 운반된 케이슨은 플랫폼에 실리게 되고 플랫폼은 호이스트 윈치에 의해 체인이 서서히 풀리면서 수면 밑으로 하강하여 일정수심까지 내려가면 케이슨은 부력에 의해 진수가 가능하게 됩니다.

 

육상제작 이동+진수에 의한 인양

 

이 방법은 시설규모에 따라 대량제작이 가능하다는 장점이 있으나, 임시제작 설비로는 공기가 길고 공사비가 많이 소요되는 결정이 있습니다.

부선거에 직접 선적하는 진수공법은 케이슨의 크기, 해상조건 등을 고려하여 적정의 부선거형식(연직 또는 경사잠수)을 선정·적용 합니다.

 

 

 

지금까지 항만시설중 하나인 케이슨의 진수 및 운반에 관하여 알아보았습니다. 항만시설물 중 케이슨은 정말 중요한 구조물입니다. 안벽 및 방파제에 많이 사용되기 때문입니다. 그렇기 때문에 케이슨의 진수 및 운반은 반드시 알아두어야 합니다. 항만설계 및 시공을 하시는 여러분들도 꼭 알아두시길 바랍니다. 그럼 이만 다음 주제로 찾아 뵙겠습니다. ~ ^^