파랑하중에 대한 인터로킹 케이슨 방파제의 미끌림 안정식 평가식

Abstract

기후변화 영향으로 인한 설계파고 상승과 설계파고 이상의 이상파랑 발생 가능성이 높아져 항만구조물 안정성확보에 비상이 걸렸다. 부산 감천항 방파제가 2013년에 보강되었으며, 포항 영일만 북방파제와 부산항 조도·오륙도 방파제 보강이 확정되어 추진되고 있다. 최근, 방파제의 안정성을 높이기 위한 방안의 하나로 인접 케이슨을 서로 인터로킹시켜 파력에 대해 연대해서 저항하는 방안이 시도되고 있다(Hyundai Dvo Company, 2009, 2011).방파제 케이슨을 인터로킹시키면 작용 최대파력을 저감할 수 있어 방파제의 안정성을 높일 수 있는 장점이 있다. 이러한 추세를 반영하기 위하여 지난 4월 항만 및 어항 설계기준·해설[부록] 개정안에 “7편 장대형 케이슨에 발생하는 파력 평활화 효과”가 신설된 바 있다. 장대화에 따른 파력 평활화 효과가 제시되기는 했지만 설계기준에 제시된 단면에 대한 안정성 평가식으로 장대 방파제의 안정성을 제대로 평가하기 어렵다. 또한, 장대화된 방파제는 미끌림 및 전도 외에 연직축 중심으로 방파제가 회전하는 것에 대한 안정성 평가도 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 인터로킹에 의해 장대화된 방파제의 안정성 평가 방법에 대해서 연구하였다.효율적인 안정성 평가를 위하여 인터로킹된 케이슨 방파제는 강체 운동을 하는 것으로 가정하였으며, 방파제에 작용하는 파압의 위상차는 선형 중복파 이론에 기초하여 정의하였으며, 설계파의 비선형성을 적절히 고려하기 위하여 설계기준에서 적용하고 있는 파압의 연직방향 및 바닥면에 대한 파압 분포는 Goda 파압식에 따르는 것으로 가정하였다. 방파제의 법선 방향 미끌림 방향 운동에 대한 안정성 평가식을 유도하였다.고 있다. 최근, 방파제의 안정성을 높이기 위한 방안의 하나로 인접 케이슨을 서로 인터로킹시켜 파력에 대해 연대해서 저항하는 방안이 시도되고 있다(Hyundai Dvo Company, 2009, 2011).방파제 케이슨을 인터로킹시키면 작용 최대파력을 저감할 수 있어 방파제의 안정성을 높일 수 있는 장점이 있다. 이러한 추세를 반영하기 위하여 지난 4월 항만 및 어항 설계기준·해설[부록] 개정안에 “7편 장대형 케이슨에 발생하는 파력 평활화 효과”가 신설된 바 있다. 장대화에 따른 파력 평활화 효과가 제시되기는 했지만 설계기준에 제시된 단면에 대한 안정성 평가식으로 장대 방파제의 안정성을 제대로 평가하기 어렵다. 또한, 장대화된 방파제는 미끌림 및 전도 외에 연직축 중심으로 방파제가 회전하는 것에 대한 안정성 평가도 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 인터로킹에 의해 장대화된 방파제의 안정성 평가 방법에 대해서 연구하였다.효율적인 안정성 평가를 위하여 인터로킹된 케이슨 방파제는 강체 운동을 하는 것으로 가정하였으며, 방파제에 작용하는 파압의 위상차는 선형 중복파 이론에 기초하여 정의하였으며, 설계파의 비선형성을 적절히 고려하기 위하여 설계기준에서 적용하고 있는 파압의 연직방향 및 바닥면에 대한 파압 분포는 Goda 파압식에 따르는 것으로 가정하였다. 방파제의 법선 방향 미끌림 방향 운동에 대한 안정성 평가식을 유도하였다.