이상파랑 작용 시 인터로킹 케이슨 방파제 거동의 수치모의

Abstract

최근 전 지구적인 기후변화로 인하여 슈퍼 태풍이 많이 발생하면서 연안 피해가 대규모화 되고 있다. 특히 2012년에는 볼라벤과 덴바 등 설계 파고보다 높은 이상 고파랑이 내습하면서 항만시설물의 유실 및 파괴가 발생하였다. 최근 이러한 변화에 대응하기 위해 인터로킹을 통한 장대형 방파제가 합리적인 대안으로 대두되고 있지만, 아직 파력저감 및 안정성에 대한 구조적 평가가 제대로 이루어지지 않았다. 이에 본 연구에서는 Goda 파압식을 통해 얻어진 일반케이슨에 작용하는 파력과 중복파이론에 기초한 케이슨 별 위상차를 고려한 설계파 이상의 하중 조건을 입사각에 따라 다양하게 산정하여 수평방향 변위를 통해 케이슨의 활동여부를 분석하였고, 케이슨의 응력 및 케이블의 장력을 분석하였다. 케이블 연결 전후에 따른 케이슨의 변위를 비교한 결과, 인터로킹을 통한 파력분산효과로 케이슨 활동에 있어 케이블을 연결한 경우의 활동에 대한 안전성이 우위에 서는 것으로 나타났다. 또한, 응력분석결과, 인터로킹 부재인 케이블과 케이슨 벽체의 연결부가 응력이 집중되어 가장 취약한 것으로 분석되었으며, 연결부의 부분적인 보강을 통해 케이블에 의한 인터로킹 효과가 실제 시공 상에서도 효율적일 것으로 평가되었다.위해 인터로킹을 통한 장대형 방파제가 합리적인 대안으로 대두되고 있지만, 아직 파력저감 및 안정성에 대한 구조적 평가가 제대로 이루어지지 않았다. 이에 본 연구에서는 Goda 파압식을 통해 얻어진 일반케이슨에 작용하는 파력과 중복파이론에 기초한 케이슨 별 위상차를 고려한 설계파 이상의 하중 조건을 입사각에 따라 다양하게 산정하여 수평방향 변위를 통해 케이슨의 활동여부를 분석하였고, 케이슨의 응력 및 케이블의 장력을 분석하였다. 케이블 연결 전후에 따른 케이슨의 변위를 비교한 결과, 인터로킹을 통한 파력분산효과로 케이슨 활동에 있어 케이블을 연결한 경우의 활동에 대한 안전성이 우위에 서는 것으로 나타났다. 또한, 응력분석결과, 인터로킹 부재인 케이블과 케이슨 벽체의 연결부가 응력이 집중되어 가장 취약한 것으로 분석되었으며, 연결부의 부분적인 보강을 통해 케이블에 의한 인터로킹 효과가 실제 시공 상에서도 효율적일 것으로 평가되었다.