[국내논문]인천항 제2연륙교 적정 주경간 폭 결정에 관한 연구(1) 교통량 측면과 선박 조종성 측면에서의 소요 교각폭 산정 A Study on the Optimal Width of the Main Span in the 2nd Bridge of Incheon(1) Evaluation on the Optimal Width of the Main Span according to Traffic Volume and Ship Maneuverability원문보기
인천항의 송도 신도시와 영종도 인천국제공항을 이어주는 제2연륙교 건설사업이 1999년 민간제안사업으로 정부에 제안되어 3차례에 걸쳐 실시된 선박의 통항 안전성에 관한 연구에도 불구하고 적정 교각폭이 결정되지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 인천항의 장래 교통량의 측면과 최대선형의 선박 조종성 측면에서 소요 교각폭을 산정함을 목적으로 하고 있다. 연구결과, 제2연륙교 주경간 항로는 교통량 수용을 위하여 기본적으로 왕복항로 설계가 필요하며, 2020년 교통량 수용을 위한 소요 교각폭은 1,005m, 최대선형의 왕복통항을 위한 소요 교각폭은 990m로 산정되어 1,000m 교각폭이 장래 교통량 수용 및 최대선형의 안전한 왕복통항이 가능한 것으로 평가되었고, 700m 교각폭은 최대선형의 일방통항은 가능하나 최대선형과 일반 중${\cdot}$소형선박과의 왕복통항은 안전성이 확보되지 아니한 것으로 평가되었다.
인천항의 송도 신도시와 영종도 인천국제공항을 이어주는 제2연륙교 건설사업이 1999년 민간제안사업으로 정부에 제안되어 3차례에 걸쳐 실시된 선박의 통항 안전성에 관한 연구에도 불구하고 적정 교각폭이 결정되지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 인천항의 장래 교통량의 측면과 최대선형의 선박 조종성 측면에서 소요 교각폭을 산정함을 목적으로 하고 있다. 연구결과, 제2연륙교 주경간 항로는 교통량 수용을 위하여 기본적으로 왕복항로 설계가 필요하며, 2020년 교통량 수용을 위한 소요 교각폭은 1,005m, 최대선형의 왕복통항을 위한 소요 교각폭은 990m로 산정되어 1,000m 교각폭이 장래 교통량 수용 및 최대선형의 안전한 왕복통항이 가능한 것으로 평가되었고, 700m 교각폭은 최대선형의 일방통항은 가능하나 최대선형과 일반 중${\cdot}$소형선박과의 왕복통항은 안전성이 확보되지 아니한 것으로 평가되었다.
A construction project of Incheon 2nd bridge, which is connected between the Incheon Song-Do New Town and the Incheon International Airport in Young-Jong-Do, has been proposed by the private capital in 1999. But the optimal width of the main span has not been decided in spite of the three investigat...
A construction project of Incheon 2nd bridge, which is connected between the Incheon Song-Do New Town and the Incheon International Airport in Young-Jong-Do, has been proposed by the private capital in 1999. But the optimal width of the main span has not been decided in spite of the three investigations into the feasibility of ship's safe transit in this planned bridge. In this paper, we study the optimal width of the main span according to the traffic volume in the future traffic and the ship maneuverability of maximum size aspect. The result of this study, the channel in the main span of Incheon 2nd bridge is required to design two-way traffic scheme and the width of 1,000m, which will satisfy the safe transit from the viewpoint of the traffic volume in the future traffic and the ship maneuverability of maximum size.
A construction project of Incheon 2nd bridge, which is connected between the Incheon Song-Do New Town and the Incheon International Airport in Young-Jong-Do, has been proposed by the private capital in 1999. But the optimal width of the main span has not been decided in spite of the three investigations into the feasibility of ship's safe transit in this planned bridge. In this paper, we study the optimal width of the main span according to the traffic volume in the future traffic and the ship maneuverability of maximum size aspect. The result of this study, the channel in the main span of Incheon 2nd bridge is required to design two-way traffic scheme and the width of 1,000m, which will satisfy the safe transit from the viewpoint of the traffic volume in the future traffic and the ship maneuverability of maximum size.
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문제 정의
이 교량은 사장교로서 현재 주경간폭 700m, 측경간폭 295m로 계획되어 있으나, 3차례의 통항 안전성 연구(한국해양 연구원, 2001; JMS, 2004; 한국해양수산개발원 외, 2004)에서 주경간폭 670m 혹은 700m 조건에서의 통항안전대책이나 안 전성 확보를 위한 비용추정을 시행하였지, 적정 교각폭의 연 구가 시행되지 아니하였던 관계로 인천지역사회에 상당한 논 란이 이어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 인천항의 장래 교 통량의 측면과 최대선형의 선박 조종성 측면에서 소요 교각폭 을 산정하고자 한다.
따라서 본 연구에서는 장래 화물량에 의거한 교통량 추정치 인 Table 4의 입항척수를 장래 교통량으로 채택하여 교통량 에 따른 소요 교각폭을 산정하고자 한다.
체화비용이 발생되어 항만의 효율이 저하될 우려가 있다. 따라서 일방통항 및 왕 복통항의 교량통항 규칙에 따른 항만효율 변화 및 경제성 분석은 다음 연구에서 별도로 연구하고자 한다.
가설 설정
4) 10, 000G/T 이상의 대형선과 중 . 소형선박과의 왕복통항을 위한 주경간폭은 700〜 1, 000m 사이에서 적정폭을 찾을 수 있으나, 이 때 10, 000G/T 이상 선박간은 일방통항을 하여 야 하므로 이 경우 대기선박의 체선 .
제안 방법
시뮬레이션을 위해 교각폭 1, 000m, 항로폭을 825m(입항항 로 400m, 출항항로 400m, 분리구역 25m)로 설정하고 계획되 어 있는 항로폭 700m의 출항 항로를 신설하였다. 모델선박인 6, 000TEU급 컨테이너선과 80, 000G/T급 원유운반선에 대해 각각 왕복 입항과 왕복 출항의 조건으로 총 8개의 시나리오를 설정하고 시정상태가 양호할 때와 시정이 500m인 상황 등의 특수조건도 고려 하여 시 뮬레 이 션을 실시 하였다.
시뮬레이션 방법은 6, 000TEU급 컨테이너선은 입항시 제2 연륙교 전방 2마일 지점에서 시작하여 남항 ICT 전면에서 접 안준비, 출항시 남항 ICT 전면에서 출항하여 제2연륙교를 지 나 신설 출항항로 진입후 침로 정침까지로 하였다.
80, 000G/T급 원유운반선은 입항시 제2연륙교 전방 2마일 지점에서 시작하여 제2연륙교 후방 2마일 연안항까지, 출항시 제2연륙교 전방 2마일인 연안항 전면에서 출항하여 제2연륙교 를 지나 신설 출항항로 진입 후 침로 정침까지로 하였다.
대상 데이터
연구의 공정성을 위하여 현 시점까지 확정된 정부의 공식 통계치를 사용하였고, 기본적 자료로서 인천항 기본계획(해양 수산부 고시 제2003-29호) 및 전국무역항 항만기본계획 용역 보고서(해양수산부, 2001)을 사용하였다.
인천항 제2연륙교 설치 예정지에 입 . 출항하는 선박 통항량 의 조사는 인천 해상교통관제센터의 2004년 7월 23일 00시부 터 7월 29일 24시까지 만 7일간의 통항기록 레이더 자료를 추 출하였으며, 이를 근거로 항만운영정보서비스(PORT-MIS)에 서 관측선박의 제원을 확인하였다.
인천항 제2연륙교 설치 예정지에 입 . 출항하는 선박 통항량 의 조사는 인천 해상교통관제센터의 2004년 7월 23일 00시부 터 7월 29일 24시까지 만 7일간의 통항기록 레이더 자료를 추 출하였으며, 이를 근거로 항만운영정보서비스(PORT-MIS)에 서 관측선박의 제원을 확인하였다.
범퍼 모델을 이용한 해상교통용량 추정은 환산교통량을 기 준으로 항로상에서 선박이 점유할 폐쇄영역의 규모를 의미하 며, 이 때 환산교통량에 사용하는 환산의 척도는 선박에 점유 하는 수면의 넓이를 표현하기 위하여 선박길이의 제곱(Z?)을 이용한 것이며, 교통량과 교통용량을 비교할 때에 이용한다. 본 연구에서 사용하는 표준선은 우리나라 연안선 평균 톤수에 가까운 약 1, 000 G/T급(길이 70m) 선박을 기준으로 하였다.
시뮬레이션에 이용된 모델선박은 인천항에 출입하는 최대선 형에 해당하는 &OOOTEU급 컨테이너선과 8Q000G/T급 원유운 반선으로 정하였고 각각의 제원은 Table 17에 나타내었다. 시뮬레이션을 위해 교각폭 1, 000m, 항로폭을 825m(입항항 로 400m, 출항항로 400m, 분리구역 25m)로 설정하고 계획되 어 있는 항로폭 700m의 출항 항로를 신설하였다.
시뮬레이션에 이용된 모델선박은 인천항에 출입하는 최대선 형에 해당하는 &OOOTEU급 컨테이너선과 8Q000G/T급 원유운 반선으로 정하였고 각각의 제원은 Table 17에 나타내었다. 시뮬레이션을 위해 교각폭 1, 000m, 항로폭을 825m(입항항 로 400m, 출항항로 400m, 분리구역 25m)로 설정하고 계획되 어 있는 항로폭 700m의 출항 항로를 신설하였다. 모델선박인 6, 000TEU급 컨테이너선과 80, 000G/T급 원유운반선에 대해 각각 왕복 입항과 왕복 출항의 조건으로 총 8개의 시나리오를 설정하고 시정상태가 양호할 때와 시정이 500m인 상황 등의 특수조건도 고려 하여 시 뮬레 이 션을 실시 하였다.
장래 교통량 증가에 따른 저]2연륙교 항로폭의 적정성을 평 가하기 위하여 범퍼(Bumper) 모델을 이용하였다. 해상 교통 량에서 L2 환산계수를 산정하기 위한 톤수별 평균톤수와 대 표 길이는 2003년도 인천항 입항선박 데이터를 사용하였으며, Table 14와 같다.
이론/모형
장래 교통량 증가에 따른 저]2연륙교 항로폭의 적정성을 평 가하기 위하여 범퍼(Bumper) 모델을 이용하였다. 해상 교통 량에서 L2 환산계수를 산정하기 위한 톤수별 평균톤수와 대 표 길이는 2003년도 인천항 입항선박 데이터를 사용하였으며, Table 14와 같다.
장래 교통량 증가에 따른 제2연륙교 항로폭의 적정성을 평 가하기 위하여 범퍼 (Bumper) 모델(藤井弥平 외, 1981; 藤井弥 平 외, 1985; 구 . 여, 2001)을 이용한다.
성능/효과
2. 경인운하는 2003년 감사원 감사결과 재검토후 추진하는 것으로 되어 있으며, 인천항내 처리 물동량이므로 경인운하 개발 포기시 연안항 등 타 항만에 분산 처리 전망됨.
2. 경인운하 개발포기시 물동량은 연안항 등 타 항만에 분산 처리 전망됨.
추정 교통량에 근거한 저]2연륙교 통항선박을 주경간 및 측 경간으로 나누어 분석하여보면, 실적치인 2003년 통계가 일간 주경간 통항선박이 68척이고, 실제 1주일 관측결과의 주경간 통과선박이 66척으로 거의 일치함을 보이고 있고, 따라서 2011년 및 2020년 주경간 통과할 추정 교통량은 일간 110척 및 125척으로 추정된다.
따라서 일 평균 Peak시 통항량은 13.12척은 4.6분당 1척의 선박 통항을 예견하고, 이는 해상교통관제(VTS)가 통상시 10 분에 1척(선박간 이격거리 1.7마일), 최대가 5분에 1척(선박간 이격거리 0.83마일)으로 시행되는 바, 4.6분당 1척의 선박 통항 에 대한 일방통항 운항은 한계치에 달한 것이며, 일 최대 주경 간의 시 간당 Peak시 2.9분당 1척 의 통항은 불가능한 상황이 되 므로 제2연륙교 주경간 항로는 왕복통항으로 설계되어야 한다.
따라서 일 평균 peak시 통항량의 시간당 5.33척은 11.3분당 1척의 선박 통항을 예견하고, 교통혼잡 최대 peak시는 5.6분당 1척의 통항으로 교각폭 700m에서는 일방통항만이 가능하므로 교통혼잡 최대 peak시에는 10.000G/T 이상의 선박만 통항이 가능하고.나머지 10.
1) 2011년 추정 교통량에 따라 주교각에 소요되는 항로폭은 749m로 교각과 항로경계의 여유치 175m를 고려할 때 소 요 교각폭은 924m로 산정된다.
2) 2020년 추정 교통량에 따라 주교각에 소요되는 항로폭은 830m로 교각과 항로경계의 여유치 175m를 고려할 때 소 요 교각폭은 1, 005m로 산정된다.
2) 8Q000G/T급 원유운반선의 시정양호시 왕복통항을 위해서 소요되는 요소는 항로우측경계 319m, 항로 좌측경계 259m, 본선의 스웹트패스(이하 SP) 66m, 교행선과의 이격 거리 280m 및 교행선의 SP 66m로 소요 항로폭은 815m, 소요 교각폭은 990m인 것으로 나타났다.
3) 80, 000G/T급 원유운반선의 시정양호시 일방통항을 위해서 소요되는 요소는 항로우측경계 319m, 항로 좌측경계 259m, 본선의 SP 66m로 소요 항로폭은 471m, 소요 교각 폭은 646m인 것으로 나타났다.
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