인터로킹 케이슨 방파제의 설계파력분포

Abstract

기후변화로 인하여 설계파 이상의 대형 폭풍파랑 발생이 우려되고 있고, 폭풍의 지속시간 또한 길어지고 있어 기존 방파제의 안정성 확보뿐만 아니라 신설 방파제를 어느 정도 파랑까지 안전하게 설계할 것인가가 중요해지고 있다. 최근 방파제의 안정성을 제고하기 위한 방안의 하나로 독립적으로 파에 저항하도록 하였던 방파제 케이슨을 서로 인터로킹시키는 방안이 관심을 받고 있다(Fig. 1). 방파제에 파가 경사로 입사하게 되면 최대 파압이 순차적으로 작용하여 각 케이슨에 작용하는 최대 파력도 순차적으로 작용하게 된다. 따라서, 케이슨을 인터로킹을 시키게 되면 이러한 효과로 인터로킹된 케이슨 전체에 작용하는 최대 파력은 더욱 감소하게 된다. 결과적으로 방파제의 안정성이 높아지는 효과를 얻을 수 있게 된다. 최근, 장대형 케이슨 방파제에 작용하는 경사 입사파에 의한 파력 평활화에 대한 연구가 추진된 바 있으나 아직까지 설계에 필요한 명확한 설계파력분포는 제시되어 있지 않은 상태이다. 본 연구에서는 기후변화로 인한 이상파랑에 의한 재해방지의 대안으로 고려되고 있는 인터로킹 케이슨 방파제의 설계파력분포에 대해서 연구하였다. 무한 방파제에 경사로 입사하는 선형파에 대한 해석해에 기초하여 규칙, 불규칙 및 다방향 파에 대한 설계파력분포식을 제안하였다. 각 케이슨에 작용하는 최대 설계파압은 Goda 파압 분포에 따르는 것으로 가정하였다. 설계파가 규칙파인 경우와 불규칙인 경우 그리고 다방향파인 경우에 대한 파력평활화계수를 제시하였으며, 경사입사에 따른 위상효과는 주파향으로 단순화하여 고려하였다.