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제안 방법
- 계류라인 모델링은 Fig. 4와 같이 A와 B타입으로 분류하였으며, A타입은 실제 자동차선의 계류라인 배치를 고려하여 선수 6개, 선미 6개로 총 12개의 계류라인으로 설정하였고, B타입은 돌풍 대비용 직주 배치에 따라 선수, 선미에 추가 브레스트라인 1개씩을 추가하여 선수 7개, 선미 7개로 총 14개의 계류라인으로 설정하였다. A와 B타입의 상세한 계류배치는 Table 5와 같다.
- 돌풍 대비용 직주 배치에 따른 계류안전성 민감도 분석을위해 직주는 선수부근에 1개, 선미부근에 1개를 배치하였으며 부두끝단에서 안쪽까지의 거리는 실제 군산항의 배치를고려하여 20m로 설정하였고, 허용견인력은 총톤수 기준 항설기준에 따라 200톤으로 설정하였다.
- 돌풍용 직주 배치 현황을 분석하기 위해 우리나라 서해안의 대표적인 무역항인 목포항, 군산항, 평택항의 자동차선전용 부두의 현장 조사를 실시하였다. 특히 목포항 및 군산항 자동차선 운용사인 G사의 현장감독에 따르면 자동차선은 풍압면적이 큰 특징으로 기상악화에 따른 돌풍 등에 영향을 많이 받으므로 예인선 사용이 불가할 시 선박의 접안을 위한 직주 배치가 필요하다는 의견이 있었다.
- 대상부두의 계선주는 총 15개이며, 허용견인력은 총톤수 기준에 따라 모든 계선주가 100톤이고각 계선주의 간격은 20m로 설계하였다. 또한, 대상부두의 방충재는 실제 대형선 접안 부두에서 주로 사용되는 종류와사양을 고려하여 설계하였으며, 그 종류는 Cell Type(1, 400H ×1, 600φ)으로 약 20m 간격으로 배치하였다.
- 또한, 직주의 수평 위치에 따른 계류안전성 민감도 분석을 위해 Case 3-1, 3-2, 3-3은 직주의 수평 위치가 부두 안쪽으로 10m, 15m, 20m에 따른 평가요소 분석을 실시하였다. 마지막으로 Case 4-1, 4-2, 4-3은 돌풍 대비용 직주에 브레스트 라인을 선수, 선미 각각 1개씩 배치했을 경우와 부두에 기설치된 계선주에 추가 브레스트라인을 선수, 선미 1개씩 배치했을 경우의 평가요소 비교 분석을 실시하였다.
- 실시하였다. 마지막으로 Case 4-1, 4-2, 4-3은 돌풍 대비용 직주에 브레스트 라인을 선수, 선미 각각 1개씩 배치했을 경우와 부두에 기설치된 계선주에 추가 브레스트라인을 선수, 선미 1개씩 배치했을 경우의 평가요소 비교 분석을 실시하였다.
- 및 조류 등의 외력이 작용하는 경우 발생한다. 본 시뮬레이션 평가는 계류삭에 작용하는 최대장력, 계선주에 작용하는 견인력의 계류안전성 평가요소와 외력에 의한 선체 동요에 의해 선박의 통상적인 하역작업이 가능한 범위 내에 있는지 평가하는 하역안전성 평가로 크게 구분된다. 일반적으로 계류시스템은 안전여유를 고려해 선박의 계류한계를 도출하게 된다(Cho, 2017).
- 본 시뮬레이션의 시나리오는 Table 6과 같이 총 12개로 먼저 풍속에 따른 직주 사용시 계류안전성 민감도 분석을 위해 Case 1-1, 1-2, 1-3은 A타입의 계류배치에서 풍속 15kts, 20kts, 25kts에 따른 평가요소 분석, Case 2-1, 2-2, 2-3은 B타입의 계류배치에서 풍속 15kts, 20kts, 25kts에 따른 평가요소 분석을 실시하였다. 본 시나리오에서 설정한 25kts의 풍속은 풍랑주의보의 기준인 풍속 14m/s 보다 적으나 풍향이부두에서 바다 방향으로 접안선박의 정횡일 경우 계류안전성 평가 결과 평가요소의 값이 계류한계에 도달하는 풍속으로 도출되었으므로 이와 같이 설정하였다.
- 본 연구는 ‘항만 및 어항 설계기준’(이하 항설기준)상의부두 내 곡주 및 직주 배치 기준을 분석하여 돌풍 대비용 직주 배치에 대한 기준을 분석하고, 계류안전성 평가 프로그램을 사용하여 시나리오에 따른 돌풍 대비용 직주 사용시계류안전성 민감도 분석을 수행하여 돌풍시 직주 사용의 효용성을 검증하였다.
- 이에 따라 선박이 접안 중 갑작스러운 돌풍이 발생시 선박의 계류안전성확보를 위해 사용할 수 있는 직주의 필요성이 증대되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 항설기준상 곡주 및 직주 배치기준을 분석하고 계류안전성 평가 프로그램을 사용하여 12 개 시나리오에 따른 직주 사용시 계류안전성 민감도 분석을수행한 결과, 다음과 같은 결론을 도출하였다.
- 부두에 직주 배치에 따른 풍속별 계류안전성 민감도를 분석하고 돌풍 대비용 직주 배치의 효용성을 검증하기 위해계류 안전성 시뮬레이션을 실시하였다. 본 시뮬레이션은 TTI (Tension Technology International)사의 OPTI-MOOR SW(Ver.
- L)eTable4 에 따라 파단력의 50%인 47톤으로 설정하였다(OCIMF, 2008). 부두의 계류시스템은 계류안전성 평가 결과의 일반화를 위해 항설기준상 대상선박에 따른 각 계류시스템의 배치 기준에 따라 설계하였다. 대상부두의 계선주는 총 15개이며, 허용견인력은 총톤수 기준에 따라 모든 계선주가 100톤이고각 계선주의 간격은 20m로 설계하였다.
- 허용동요량이 제시되어 있다. 외력에 의한 선체동요로인해 대상선박의 통상적인 하역작업이 가능한 범위 내에 있는지를 평가하기 위하여 선체의 6자유도 운동 통계량과 선체 특정부분의 상대운동에 대한 운동진폭치(Amplitude)를 기초로 하여 검토하였다. 대상선박은 자동차선이므로 Ro/Ro Ship의 선체동요 권고기준에 따라 분석한 Case 1-1, 1-2, 1-3 시나리오에 대한 선체동요량 결과는 Table 7과 같으며, 풍속이 증가할수록 Surge, Sway, Roll의 값이 증가하는 것으로 분석되었다.
- 제외하였다. 파향 조건은 계류선박의 종방향 및 횡방향으로 6자유도 운동에 영향을 줄 수 있도록 선수 좌현 45° 방향, 파고 조건은 항설기준의 선박규모별 하역한계 파고 기준을 고려하여 0.5m로 설정하였다.
- 대상선박의 주요 제원은 실제 국내 무역항 접안 이력이 있는 동일 톤수급 자동차선의 제원을 고려하여 설정하였으며, 계류방향은 우현 접안 상태로 설정하였다. 화물 적재상태는 풍향이 부두쪽에서 바다 방향으로 정 횡 방향일 때 풍압면적이 가장 크므로 계류안전성 확보의 최악 조건으로 고려되는 경하상태로 설정하였다.
대상 데이터
- 부두의 계류시스템은 계류안전성 평가 결과의 일반화를 위해 항설기준상 대상선박에 따른 각 계류시스템의 배치 기준에 따라 설계하였다. 대상부두의 계선주는 총 15개이며, 허용견인력은 총톤수 기준에 따라 모든 계선주가 100톤이고각 계선주의 간격은 20m로 설계하였다. 또한, 대상부두의 방충재는 실제 대형선 접안 부두에서 주로 사용되는 종류와사양을 고려하여 설계하였으며, 그 종류는 Cell Type(1, 400H ×1, 600φ)으로 약 20m 간격으로 배치하였다.
- 때문이다. 대상선박은 GT 69, 000톤급의 차량 8, 000대 적재가 가능한 자동차선으로 선정하였으며, 대상선박의 주요제원은 Table 2와 같다. 대상선박의 주요 제원은 실제 국내 무역항 접안 이력이 있는 동일 톤수급 자동차선의 제원을 고려하여 설정하였으며, 계류방향은 우현 접안 상태로 설정하였다.
- 대상선박의 계류삭의 사양은 실제 동일 크기의 선박에서사용하는 종류인 New D-flex Rope, 직경 72mm를 선정하였으며, 그 파단력(M.B.L)은 94톤이며 안전사용하중(S.W.L)eTable4 에 따라 파단력의 50%인 47톤으로 설정하였다(OCIMF, 2008). 부두의 계류시스템은 계류안전성 평가 결과의 일반화를 위해 항설기준상 대상선박에 따른 각 계류시스템의 배치 기준에 따라 설계하였다.
- 대상선박은 GT 69, 000톤급의 차량 8, 000대 적재가 가능한 자동차선으로 선정하였으며, 대상선박의 주요제원은 Table 2와 같다. 대상선박의 주요 제원은 실제 국내 무역항 접안 이력이 있는 동일 톤수급 자동차선의 제원을 고려하여 설정하였으며, 계류방향은 우현 접안 상태로 설정하였다. 화물 적재상태는 풍향이 부두쪽에서 바다 방향으로 정 횡 방향일 때 풍압면적이 가장 크므로 계류안전성 확보의 최악 조건으로 고려되는 경하상태로 설정하였다.
- 시뮬레이션을 위한 대상선박의 선종은 자동차선으로 선정하였으며, 선정 이유는 자동차선의 경우 타선종에 비해 건 현이 높고 풍압면적이 큰 특징으로 풍속의 영향을 크게 받기 때문이다. 대상선박은 GT 69, 000톤급의 차량 8, 000대 적재가 가능한 자동차선으로 선정하였으며, 대상선박의 주요제원은 Table 2와 같다.
이론/모형
- 시뮬레이션을 실시하였다. 본 시뮬레이션은 TTI (Tension Technology International)사의 OPTI-MOOR SW(Ver. 6.4.1)를 이용하여 수행하였다. OPTI-MOOR는 선형 해석으로 타 계류안전성 해석프로그램에 비하여 단순하나 정확한 모델링 적용이 가능하고 활용도가 높아 국내 해상교통안전진단 및 국내외 계류안전성 평가 시뮬레이션에 대표적으로 사용되고 있는 해석프로그램이다.
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