오픈 셀 케이슨의 항만 부두 구조물에의 적용

Abstract

케이슨은 대표적인 항만 구조물로서, 안벽이나 방파제 등에 널리 사용되고 있다. 최근 지구 온난화에 따른 해수면 상승 및 엘리뇨 현상 등에 따른 대형 태풍 등의 내습으로 피해가 늘어나고 있어 대안 마련에 고심하고 있는 실정이다. 특히, 한반도 주변의 지구 온난화로 인한 해수면 상승고는 2060년에 평균 20cm가 증가하는 것으로 보고되어 있다( 영국 Hadley Center 예측치, 2005 IPCC 4년차 평가보고서, 2007). 또한, 한국해양조사원의 조위관측 결과를 분석하여 보면, 대형태풍(프라피룬, 2000 곤파스, 2010 무이파, 2011 볼라벤, 2012)등의 내습시 평균 약 75cm의 폭풍해일고가 발생하는 것을 알 수 있다. 이는 기존 항만 및 외곽시설에 예측치보다 더 강한 파랑에너지가 작용함으로써, 구조물의 손상 및 파손을 야기시키는 원인이 될 수 있다.항만 구조물의 피해 사례를 살펴보면, 피해원인별로는 태풍, 내습 파고별로는 설계파고 전&#8228 후에서 피해가 다수 발생하는 것으로 조사되었다. 일반적으로 케이슨의 구조물의 피해는 설계파고 전&#8228 후의 파랑에너지에 의해 케이슨의 활동이 발생하고, 사석마운드상의 정위치를 벗어난 케이슨이 전도되며 발생한다. Fig. 1에 제시된 것은 일본 하코다떼항 방파제 피해사례로, 설계파를 초과한 파랑의 내습으로 케이슨의 활동에 이어 전도 및 케이슨 유실로 이어진 사례이다.지구 온난화로 인한 해수면 상승고는 2060년에 평균 20cm가 증가하는 것으로 보고되어 있다( 영국 Hadley Center 예측치, 2005 IPCC 4년차 평가보고서, 2007). 또한, 한국해양조사원의 조위관측 결과를 분석하여 보면, 대형태풍(프라피룬, 2000 곤파스, 2010 무이파, 2011 볼라벤, 2012)등의 내습시 평균 약 75cm의 폭풍해일고가 발생하는 것을 알 수 있다. 이는 기존 항만 및 외곽시설에 예측치보다 더 강한 파랑에너지가 작용함으로써, 구조물의 손상 및 파손을 야기시키는 원인이 될 수 있다.항만 구조물의 피해 사례를 살펴보면, 피해원인별로는 태풍, 내습 파고별로는 설계파고 전&#8228 후에서 피해가 다수 발생하는 것으로 조사되었다. 일반적으로 케이슨의 구조물의 피해는 설계파고 전&#8228 후의 파랑에너지에 의해 케이슨의 활동이 발생하고, 사석마운드상의 정위치를 벗어난 케이슨이 전도되며 발생한다. Fig. 1에 제시된 것은 일본 하코다떼항 방파제 피해사례로, 설계파를 초과한 파랑의 내습으로 케이슨의 활동에 이어 전도 및 케이슨 유실로 이어진 사례이다.