수중터널의 튜브구조에 작용하는 파압분포

Abstract

해중터널은 해수면과 해저면 사이의 수중에 위치해 있어 지중터널이나 침매터널과는 달리 파랑 등 동적 환경 하중에 직접적으로 노출되어 있고, 지지구조도 부력을 이용한 유연한 구조로 되어 있어 동력학적 접근이 필요하다. 특히, 경제적인 설계를 위해서는 어느 정도 움직임을 허용하는 것이 필요하기 때문에 더욱 동적 거동을 고려한 설계가 중요하다. 높은 수압을 받을 것으로 계상되는 해중터널 튜브구조체의 안전성을 평가하기 위해서는 동수압 분포를 정확히 산정할 필요가 있다. 본 연구에서는 파랑중에 있는 해중터널의 튜브구조체 표면에 작용하는 동수압 분포에 대해서 수치적으로 살펴보았다. 입사파와 회절파, 그리고 구조체의 움직임에 의한 방사파에 의한 동수압 분포를 분석하였다. 원형 단면의 튜브구조가 긴장 계류된 경우를 대상으로 하였으며, 튜브 구조체는 강체 운동하는 것으로 가정하고 계류선은 선형 스프링으로 모델링하여 동적해석으로 수행하였다. 튜브구조에 작용하는 파력은 동수압 분포에 대한 정보를 알기 위하여 회절이론에 기초하여 산정하였다(Park et al, 2012). 경제적인 설계를 위해서는 어느 정도 움직임을 허용하는 것이 필요하기 때문에 더욱 동적 거동을 고려한 설계가 중요하다. 높은 수압을 받을 것으로 계상되는 해중터널 튜브구조체의 안전성을 평가하기 위해서는 동수압 분포를 정확히 산정할 필요가 있다. 본 연구에서는 파랑중에 있는 해중터널의 튜브구조체 표면에 작용하는 동수압 분포에 대해서 수치적으로 살펴보았다. 입사파와 회절파, 그리고 구조체의 움직임에 의한 방사파에 의한 동수압 분포를 분석하였다. 원형 단면의 튜브구조가 긴장 계류된 경우를 대상으로 하였으며, 튜브 구조체는 강체 운동하는 것으로 가정하고 계류선은 선형 스프링으로 모델링하여 동적해석으로 수행하였다. 튜브구조에 작용하는 파력은 동수압 분포에 대한 정보를 알기 위하여 회절이론에 기초하여 산정하였다(Park et al, 2012).