불규칙파에서 케이블로 지지된 수중터널 거동 분석

Abstract

아직 전세계적으로 시공된 사례가 없는 수중터널에 대한 연구는 현재까지 기본적인 텐션레그형식과 부유체에 의하 여 지지되는 부유식 구조로 진행되고 있다. 이에 대한 응용형태로 사장식 수중터널이 제안된 바 있으며, 본 연구에서는 주탑, 중간앵커를 설치하여 메인 케이블과 행어를 통하여 지지하는 구조인 현수식 수중터널의 유체동역학적 특성을 분석하고자 한다. 현수식 수중터널에 대한 타입1과 타입2, 두가지 형식을 제안하였으며 파랑조건, 단면직경, 부력자중 비율, 메인케이블 배치각도, 수중터널의 설치 수심을 주요 변수로 선정하여 유한요소해석을 수행하였다. 우선 파고가 높아짐에 따라 두가지 형식의 모션이 모두 증가하며, 단면직경이 증가할수록 가속도, 반력, 단면력이 증가함을 확인할 수 있었다. 부력자중비율과 배치각도, 단면직경은 두가지 타입의 거동이 상이하지만 전반적으로 타입2가 유체동역학적 관점에서는 더 유리한 것으로 판단된다. 하지만 슬랙이 발생하는 조건을 피하기 위해서는 보다 상세한 분석이 필요하며, 모션에 의한 발생 가속도의 경우 수중터널 내부 통행유형에 따른 조건을 만족하도록 설계 시 검토가 필요하다고 판단된다.