실험을 통한 오픈셀 케이슨의 구조성능 분석

Abstract

최근에 인터로킹 케이슨에 대한 관심이 증대되고 있다. 인터로킹 케이슨은 각각의 분리되어 있는 케이슨을 연결하는 방법을 통하여 고파랑에 대응하는 기술이 적용된 케이슨이다. 본 연구에서는 일반케이슨에 인터셀을 만들고 그 빈공간을 채워서 각 케이슨의 연결성능을 상승시킨 오픈셀 케이슨의 성능을 실험을 통하여 분석을 하였다. 실험체의 크기는 실제 스케일의 약 1/7~1/10로 시험체를 제작하여 정적거동 평가를 하였다. 케이슨의 크기는 전면폭이 1.6m, 케이슨의 길이 1.2m,높이는 1.2m 이다. 실험변수로는 비교군으로 일반셀, 기초사석 종류(사석, 순환골재 섬유동망태)로 구성하여 실험을 수행하였다. 하중조건 파고는 7.7m, 주기 12.55s, 입사각 15도, 30도, 45도, 평균 케이슨 무게는 36.95kN으로 하였다. 자중은 사석이 채워진 케이슨의 무게를 측정하였으며, 세 개의 케이슨의 자중을 평균하여 산정하였다. 설계하중을 자중의 60%로 가정하였다. 실험 Case 1은 최대작용하중이 설계하중의 80%, Case 2는 설계하중의 100%, Case 3는 설계하중의 120%를 작용시켰으며, 극한 거동 실험을 하기 위하여 마지막 기초사석을 넣은 실험체의 경우 140%, 160%, 180% 로 최대하중을 증기시켰다. 위상차를 고려하기 위하여 위상별로 최대파력이 1번케이슨에 작용하는 경우, 2번케이슨에 작용하는 경우 3번케이슨에 작용하는 등으로 하중조건을 가정하여 위상차를 고려하였다. 입사각 15도와 30도 일때의 케이슨의 수평변형을 나타낸 것으로 하중을 설계하중의 1.2배까지 가한 것을 나타낸 것이다. 일반케이슨의 경우 설계하중 1.0배 즉 자중의 60%의 하중이 작용할 때 큰 변형이 발생한 것으로 나타났으며, 오픈셀 케이슨의 경우 설계하중 1.0에서 약간의 변곡점이 발생하지만 최대변형이 1.5mm이하로서 변형이 거의 발생하지 않는 것으로 나타났다. 오픈셀 케이슨이 일반케이슨에 비하여 매우 큰 저항능력을 발휘하는 것으로 판단된다.