• 제목/요약/키워드: 방파제 개발

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부유식 방파제에 따른 안벽 내 영향에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Effect of Hybrid Quay Wall According to Floating Breakwater)

  • 손혁준;조용식
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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    • pp.53-53
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    • 2011
  • 최근에 세계화, 무역자유화에 따른 컨테이너 물동량이 증가하고 있다. 그에 발맞추어 초대형 컨테이너선이 등장하게 되고 신개념, 고효율의 항만인프라의 도입이 요구되고 있다. 이런 배경에 따라 최근에 국내외에서 부유식 안벽에 관한 기술 개발 및 연구가 더욱 필요한 상황이다. 부유식 안벽은 이동가능한 부유식 구조로 기존 항만의 확장 또는 신규 항만 건설시 환경문제를 최소화하고 기항, 선박수 및 선박의 크기에 따른 안벽 배열을 최적화 할 수 있어 항만 기능을 고도화함으로써 녹색항만을 구현하는데 많은 기여를 하게 될 것이다. 특히 컨테이너선의 양현하역과 환적이 가능하게 되어 컨테이너 터미널의 화물처리능력을 확대할 수 있을 뿐 아니라 기항선박의 체류시간을 최소화 할 수 있는 장점이 있다. 또한, 우리나라는 삼면이 바다로 크고 작은 항만들이 해안선을 따라 위치하고 있다. 이러한 항만들을 안전하게 보호하기 위한 방파제는 항만 기본시설인 외곽시설 중의 가장 중요한 구조물이다. 국내에 설치된 방파제는 대부분 사석이나 케이슨을 이용한 중력식 방파제로써 해저에 고정되어 해수면상으로 건설되므로 항내 외 해수교환을 차단하여 항내 수질악화를 초래할 뿐만 아니라 수심에 따라 막대한 건설비용이 소요된다. 따라서 친환경적이고 경제적인 새로운 형식의 방파제에 대한 연구 및 개발이 필요한 실정이다. 그 중 하나의 대안인 부유식 방파제는 공사기간이 짧고 비교적 수심에 대한 제약이 없는 것이 특징이다. 또한 해수의 원활한 흐름이 가능하기 때문에 중력식 방파제에 비해 경제적이며, 환경적 측면에서 큰 장점이 있다. 하지만 아직까지 부유식 방파제에 대한 국내 및 해외에서의 연구는 이론적인 해석을 중심으로 이루어져 부유식 방파제 실용화를 위한 많은 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 부유식 안벽 내에서 정온도를 효과적으로 유지하기 위하여 부유식 방파제를 설치하고 소파성능과 부유식 안벽내의 영향성을 수리모형실험을 통해 분석하였다.

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해수교환 방파제에 작용하는 파력특성 (Characteristics of wave force acting on the seawater exchange breakwater)

  • 오영민;이달수
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 2000년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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    • pp.55-59
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    • 2000
  • 방파제는 태풍과 같은 자연재해에 대해 항 내의 시설물을 보호하고 평상시에는 항 내에서 선박의 정박 및 화물의 하역을 원활히 할 수 있도록 개발된 구조물이다. 그러나, 방파제는 항 내의 해수순환을 방해하는 부작용도 있어서 자정능력 이상의 오염원이 유입되었을 때에는 항만의 수질악화가 가속화된다. (중략)

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다열 부유식 방파제 해석을 위한 유한요소모형 (Finite Element Model for Analysis of Multiple Floating Breakwaters)

  • 박우선;이호찬;정신택
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 2002년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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    • pp.256-262
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    • 2002
  • 최근 육지 환경의 부족, 육상자원의 고갈 및 휴양시설의 개발에 따라 해양 공간 이용문제가 대두되면서 항만의 연안역 이용이 다변화되고 있다. 해양의 효율적 개발과 사용을 극대화하기 위해 일반적으로 방파제의 설치를 고려할 수 있다. 하지만 기존에 사용하던 착저 중력식 방파제는 수심이 깊어짐에 따라 여러 한계점을 노출하고 있다. (중략)

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단면형상 변화에 따른 고정된 부유식방파제의 유동장 분석과 소파성능에 관한 연구 (A Study on Analysis of vortex and Wave Screening Performance for Fixed-Floating Breakwater According to Cross section)

  • 김흔;윤재선;조용식
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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    • pp.54-54
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    • 2011
  • 기존의 착저식 방파제를 보완하기 위하여 부유식 방파제가 개발되었고, 많은 연구가 선행되어 왔다. 부유식 방파제의 최대 장점은 경제성과 친환경성이다. 그러나 부유식 방파제는 소파성능이 떨어진다는 단점이 있으며, 이를 개선하기 위해 잠재와 혼용, 배열형에 관한 연구등이 선행되어왔다. 그러나 이것은 경제성이라는 강점을 고려하지 못하였다. 그래서 본 연구에서는 부유식 방파제의 중요한 장점중 하나인 경제성을 고려해, 단면현상 변화만을 이용하여 부유식 방파제의 소파성능 개선하고자 하였다. RANS(Reynolds averaged Navier-Stokes) 방정식에 기초하여 VOF법과 $k-{\varepsilon}$ 난류모델을 결합한 수치모델인 CADMAS-SURF를 이용하였으며, 구조물 단면형상 변화를 이용해 와의 상호 간섭을 유도하였고, 이에 따른 투과율 변화를 관찰 하였다. 결과를 살펴보면 요철1 단면에서는 구조물 전면 하단부분과 구조물 후면 하단부분에서 와의 간섭이 일어났으며 가장 아래 요철 부분에서 유속의 전달현상이 보인다. 투과계수는 일반적인 부유식 방파제와 마찬가지로 L/B가 1~4사이 값인, 비교적 단주기에서는 0.3~0.4의 투과율을 보였으나 L/B가 5를 넘어가면서 0.45~0.55의 투과율을 보였고, 요철2 단면에서는 전면과 후면에서 발달한 와가 전, 후면 돌출부에 의해 바닥까지 전파되지 못하는 양상을 보였으며, 돌출부 사이 중앙부분에서 가장 활발한 와의 간섭을 관찰 할 수 있었다. 돌출부 아래에서 역시 강력한 와의 간섭을 보이고 있다. 투과율 역시 가장 낮은 값을 보였으며 비교적 단주기 구간인 B/L 1~4 에서는 0.2~0.35 사이의 값을 가졌으며 5~10사이구간에서는 0.35~0.34의 값을 보이고 있다. 이 같은 결과는 와의 간섭이 가장 활발하게 나타난 결과로 보인다. 그리고 요철 3단면에서는 전면 돌출부 끝단에서의 활발한 와의 간섭을 관찰 할 수 있었다. 투과율은 세 단면 중 가장 높은 값의 투과율을 보이지만 B/L 3~4 구간에서 요철1 경우보다 낮은 값의 투과율을 보이고 있다. 결과에서 보듯이 도출부의 적절한 조합과 배치를 통해 언급한 연구목표(와의 생성과 간섭, 방파효율 개선)를 달성하였고 추후에 돌출부의 크기와 배치, 흘수의 영향, 수심의 영향 등을 고려한 연구가 진행된다면 더욱 우수한 단면형상을 개발 할 것이라 예상된다.

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연약지반 방파제의 시공에 관한 실험적 평가 (Experimental Evaluation of Soft Ground Breakwater Construction Performance)

  • 권오순;장인성;박우선;염기대
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 2003년도 한국해안해양공학발표논문집
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    • pp.71-75
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    • 2003
  • 최근 특별한 연약지반 처리공법을 적용하지 않고 자중을 감소시키고 구조적인 특성을 이용하여 연약지반 위에 설치하는 방파제가 제안ㆍ개발되고 있다. 일본에서는 자중을 가볍게 하고 파랑 하중을 역T형 구조와 말뚝을 이용하여 지지하는 구조를 시공한 사례도 있으며(문사강지 등, 1989), 국내에서는 Fig. 1과 같이 역T형 콘크리트 방파제의 자중만으로도 과도한 압밀침하가 발생되는 아주 연약한 지반에서 방파제의 자중을 줄이기 위해 부력통을 설치하고 설계 하중은 지중에 벽체를 설치하여 지지하는 구조를 제안하고 그 성능을 평가한 바 있다(권오순 등,2001 ; 권오순 등, 2002). (중략)

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그물형 부유식 방파제의 가능성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study for Possibility of Net Type Floating Breakwave)

  • 김종현;노준혁;김연규;박안진;박노식;윤범상
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.215-219
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    • 2000
  • 본 연구는 우리나라 연안해역의 파랑특성과 기존에 개발된 방파제의 특성을 근거로 하여 개념만 정립되어 있는 Active Device형 부유식 방파제(그물형 부유식 방파제)의 가능성 검증을 목적으로 수행하였다. 본 논문에서는 그물형 부유식 방파제의 방파효율과 관련한 인자들(부유체의 형상, 홀수, 각부유체간의 연결방식)의 특성을 실험을 통하여 비교 분석하였다. 작은 부유체를 연결한 형태인 그물형 부유식 방파제는 부유체 사이를 지나가는 파랑 에너지를 부유체의 운동으로 소멸시키는 형태이다. 실험결과 부유체가 완전히 Heave 운동만 한다면 상당한 파에너지를 흡수할 수 있음을 알 수 있었다.

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모래지반에 설치된 가로널식 방파제의 횡방향 거동에 관한 모형실험 (Model Tests on the Lateral Behavior of Soldier Pile Type Breakwater Installed in Sand)

  • 장인성;이구영;권오순;박우선;정원무;김병일
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.29-41
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    • 2005
  • 우리나라의 소규모 항만이나 어항인 경우에 설계파는 낮지만 지반조건이 좋지 않은 경우가 많기 때문에 기존의 방파제 축조공법을 이용할 경우 비용이 커질 뿐만 아니라 건설재료의 확보가 어려운 실정이다. 따라서 설계파가 비교적 낮은 경우에 저렴하게 적용할 수 있는 새로운 형식의 방파제에 대한 수요가 증가함에 따라, 본 연구에서는 지반에 대한 특별한 처리 없이 간편하게 설치할 수 있는 가로널식 방파제를 개발하였다. 이 논문은 개발된 가로널식 방파제에 대해 방파제의 근입깊이 및 보강기법, 배치 형태 등 다양한 조건에 따른 방파제의 횡방향 거동을 분석한 것으로 이를 위해 느슨한 모래지반을 대상으로 모형 토조실험을 수행하였다. 실험 결과, 근입깊이 이외에도 경사 버팀보나 앵커등 보강재의 효과 및 방파제 배치 형식에 따른 경향을 확인하였다.

유공케이슨 방파제 활동 및 전도 한계상태설계를 위한 하중저항계수 보정 (Load & Resistance Factors Calibration for Sliding and Overturning Limit State Design of Perforated Caisson Breakwater)

  • 김동현
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제32권6호
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    • pp.458-464
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    • 2020
  • 유공케이슨 방파제의 한계상태설계법 개발을 위해 하중저항계수 보정을 수행하였다. 전국 항만의 12개 유공케이슨식 방파제에 대하여 설계변수의 불확실성을 고려한 신뢰성해석을 수행하였다. 목표신뢰성지수에 따른 부분 안전계수와 하중, 저항계수를 차례로 산정하였다. 최적화기법을 통해 한계상태설계법 개발을 위한 하중계수와 저항계수를 도출하였다. 최종 하중저항계수를 이용하여 방파제를 재설계하였으며 목표수준의 신뢰성지수를 상회하는지 검증하였다. 목표신뢰성지수를 변화시켜 해당 수준에 맞는 하중저항계수를 최종 제시하였다.

연약지반 방파제의 압밀 침하량에 관한 실험적 평가 (Experimental Evaluation on the Consolidation Settlements of the Soft Ground Breakwater)

  • 장인성;권오순;박우선;염기대
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 2002년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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    • pp.274-279
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    • 2002
  • 최근 국내에서 건설되고 있거나 계획 중인 신항만의 대부분은 우리나라의 대표적인 연약지반 지역에 위치하고 있어 항만 건설에 있어 경제성 및 시공성에 많은 어려움을 겪고 있으며, 방파제의 경우에도 연약지반 위에서 안전성을 확보하기 위해 엄청난 비용을 투입하여 지반계량을 실시하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 경제적이면서도 안전성을 확보할 수 있는 새로운 형식의 연약지반용 방파제의 개발이 시도되고 있다(권오순 등.2001 ; 권오순 등, 2002). (중략)

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부유식 소파제의 소파특성

  • 오영민;전인식;박우선;이달수
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1991년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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    • pp.98-98
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    • 1991
  • 항만 및 연안역 이용이 다변화되고 방파제를 설치할 지점의 수심이 깊어짐에 따라 기존의 착저 중력식 방파제는 한계점을 노출하고 있으며, 각 이용목적에 보다 부합되는 형태의 신소파제 개발이 요구되고 있다. 기존의 착저 중력식 방파제는 외해로부터의 파랑을 차단하는 데에는 탁월한 성능을 가지나 항내의 해수순환을 차단하여 수질악화 등의 환경문제를 유발시키는 문제점이 있으며, 대수심에 설치해야 할 경우에는 공사비가 많이 들며 시공이 어려워진다.(중략)

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