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• 연구 방법
• 연구 결과

제안 방법

• 강관말뚝 사이에 설치되는 소파판은 세장한 구 조체로서 길이방향의 내력을 보강하기 위하여 PC 강연선을 적용한 PSC(Prestressed Concrete)구조로 하였고, 상부구조체와의 연결은 갈고리형 H32 고강도철근을 이용하여 강결시키는 방법을 적용 하였다. 수리모형실험에 의한 외력 조건을 적용 하여 소파판의 단면을 검토한 결과, 폭풍시 최대 압축응력은 125.
• 소파판의 공극율, 크기, 간격, 배열형식에 따 른 반사율 및 투과율을 수치모형실험으로 산정하 고, 그 결과로 나온 투과성 소파제의 최적제원으 로 수리모형실험을 실시하여 투과율, 반사율 및 파압을 측정하였다.
• 소파판의 제작과정은 ①거푸집 조립, ②철근 및 강연선 배치, ③강연선 긴장, ④콘크리트 타 설, ⑤증기양생(상승2시간, 유지8시간, 하강2시 간) ⑥강연선 긴장해제 및 절단(프리스트레스 도 입) ⑦소파판 좌우측 오목부 무수축콘크리트 채 움(강연선 단부 보호)의 순으로 진행되며 베드당 평균 3일 cycle로 제작이 이루어졌다.
• 수리모형실험은 항내 정온에 주영향을 미치는 파제제에 대하여 축척 1/12로 실시하였다. 개구 율은 1열 30%, 2열 30%, 3열 20%로, 소파판 간격 은 Bl=16.
• 실험결과에 따라 외부파의 진입을 저지하는 목 적의 파제제는 2열과 3열을 근접시켜 투과율을 감소시키도록 계획하였고, 폭이 넓은 돌제부두는 2열 중간소파판을 1열과 3열의 한 가운데에 배치 하여 해수순환을 도모하는 형태로 계획하였다.
• 단면수치 모형 실험은 MPB(Multi-wall Permeable Breakwater)모델을 적용하였다. 실험변수로서 개 구율(A)=0.1~0.4, 소파판 1열과 2열 사이의 거 리(B1), 소파판 2열과 3열 사이의 거리(B2)를 변 화시켜 실험을 실시하였다.
• 본 공사에서는 1개 베드당 4개의 소파판을 동시 에 제작할 수 있도록 내부규격 7m(B)x 45m(L)x 80cm(H)의 대형제작베드를 철근콘크리트구조로 2 기 설치하였다. 콘크리트 베드 하부 및 좌우측에 증기양생을 위하여 스팀배관을 설치하고 그 다음 소파판 제작용 강재거푸집을 설치하였다. 전천후 제작을 위하여 제작베드 위에는 이동식 몰드커버 시설을 설치함으로서 우천시 원활한 작업을 도모 하고 동계 증기양생시 온도손실을 방지하였다.
• 항내 정온도 확보와 해수유통을 통한 오염저감 이라는 상충된 목표를 달성하기 위해 잔교식 크 루즈부두에 국내 최초로 투수식 소파판 형식을 적용하였고, 수치 및 수리모형실험을 통하여 수 리성능 및 정온효과를 확인할 수 있었다.

대상 데이터

• 이처럼 큰 긴장력이 소요되는 소파판을 Pretension 방식으로 제작하기 위해서는 튼튼한 제작 베드를 잘 만드는 것이 무엇보다 중요하다. 본 공사에서는 1개 베드당 4개의 소파판을 동시 에 제작할 수 있도록 내부규격 7m(B)x 45m(L)x 80cm(H)의 대형제작베드를 철근콘크리트구조로 2 기 설치하였다. 콘크리트 베드 하부 및 좌우측에 증기양생을 위하여 스팀배관을 설치하고 그 다음 소파판 제작용 강재거푸집을 설치하였다.
• 야적된 소파판을 해상 잔교구조물에 거치하기 위해서는 해상운반을 위한 적출장이 필요하다. 본 공사에서는 해상크레인 및 선적바지 접안을 위한 50m 길이의 전용적출장을 설치하였다. 개당 40t 무게의 소파판을 야적장에서 적출장까지 육 상운송하는데는 Travel Li ft 라는 특수장비를 사 용하였고, 150t 해상크레인을 사용하여 적출장의 소파판을 바지선 위의 고정장치 (shelving system)에 옮겨 실은 다음, 설치위치로 이동하게 된다.
• 소파판은 설계강도 350kgf/ctf의 고강도 콘크리 트를 사용하며, 일반포틀랜드시멘트에 수밀성 및 내구성 강화를 위해 플라이애쉬 15%, 실리카흄 5%를 배합하였다. PSC강연선은 SWPC-7B(7연선 15.
• 투수식 소파판은 프랑스 Dieppe항 방파제, 미국 San Francisco항 Pier #39, Seattle항 Everette Homeport 해군기지에 적용된 사례가 있으며, 국내에서는 부산 항 크루즈부두 및 해경부두에 최초로 적용되었다.
• 투수식 소파판의 기본규격은 길이 폭 L6m, 두께 50cm, 길이 20m로서 좁고 긴 패널 형태이다. 평면배 치는 8m 간격의 강관과일 사이에 유공율에 따라 30~50cm의 간격을 두고 설치 한다.

이론/모형

• 단면수치 모형 실험은 MPB(Multi-wall Permeable Breakwater)모델을 적용하였다. 실험변수로서 개 구율(A)=0.

성능/효과

• 27로 나타났다. 소파판에 7개의 압력계를 붙여 파압을 측정한 결과 전체구조물에 작용하는 최대파력은 193kN/m로 산정되었다.
• 강관말뚝 사이에 설치되는 소파판은 세장한 구 조체로서 길이방향의 내력을 보강하기 위하여 PC 강연선을 적용한 PSC(Prestressed Concrete)구조로 하였고, 상부구조체와의 연결은 갈고리형 H32 고강도철근을 이용하여 강결시키는 방법을 적용 하였다. 수리모형실험에 의한 외력 조건을 적용 하여 소파판의 단면을 검토한 결과, 폭풍시 최대 압축응력은 125.6kgf/ctf 로 산정되어 허용응력 140kgf/cnf 이내로서 안정한 것으로 검토되었다.
• 실험결과 B2/B1 비가 0.33 이하일때 소파판 사 이의 간격은 투과율과 반사율에 영향을 미치지 않으며, 3열 배치식 소파판에서 소파판의 간격이 파장의 1/3보다 작을때 중간소파판의 위치는 그 다지 영향을 미치지 않으며, 2열, 소파판과 3열 소파판의 위치가 근접하게 되면 소파판 사이에서 에너지 소산이 증가하여 투과율이 감소한다는 특 성 결과를 얻었다.
• 실험결과 투과율은 0.32-0.42, 반사율은 0.25~0.27로 나타났다. 소파판에 7개의 압력계를 붙여 파압을 측정한 결과 전체구조물에 작용하는 최대파력은 193kN/m로 산정되었다.
• 파제제의 평균투과율 0.36, 평균반사율 0.27을 적용하여 평면수치모형실험한 결과, 파제제 두부 를 제외한 항내 파고분포는 0.8m 이하로 나타났 으며, 돌제부두 배면보다는 파제제 배면의 항내 정온이 불량한 것으로 나타났다.

후속연구

• 소파판을 적용한 잔교식 해수유통 모델은 파랑 의침입을 막으면서 해수유통을 가능하게하는 신 개념으로서 수심이 깊은 지역에서 연약지반 공사 비를 절감하면서 시행할 수 있는 친환경적인 대 안이 될 수 있어 향후 항만공사에서 적용이 확대 될 것으로 기대된다.

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