제3장 연구개발개행 내용 및 결과
61
오픈 셀 케이슨 설계기술 개발
62 - 두 부: 2함 (A, B)
‣ 재질
- 케이슨 및 측면 덮개 : 강재 (두께 3.2T) 후 방수페인트 고려 - 상판 덮개 : 투명 아크릴
그림 3.1.43 수리실험 케이슨 측면도 및 평면도 ○ 실험 조건
‣ 수심 : 50 cm (마운드 높이 : 14 cm)
‣ 케이슨방파제 총 길이 : 7.27 m (케이슨 간 이격 0.5 cm로 가정) ‣ 파향: 0°, 15°, 30°, 설계파고: 0.16m, 주기: 2.0sec, 규칙파 조파 ‣ 자중(케이슨+속채움+상판 덮개) : 151 kgf
- 기존 설계법으로 설계파에 대한 각 함체의 자중산정 후 실험수행 - 활동안전율: 1.0 (파고 16cm, 주기 2s, 입사각 0도 기준)
- 오픈 셀 채움재 및 경사제 사석: 6~10mm - 사석의 공극률: 43%(공극률 시험 측정 결과)
제3장 연구개발개행 내용 및 결과
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- 제간부의 자중(오픈 셀 케이슨+속채움+상판 덮개): 134.8 kgf - 제간부의 자중(일반케이슨+상판 덮개): 122.5kgf
- 두부의 자중은 제간부 자중의 1.5배 적용 - 유효자중( ): 57.7kgf
○ 실험 구성
‣ 실험 파 : 20개 파로 구성, 설계파: W06(파향: 0°)
‣ 파고계: 22개 사용(E1~E22, 파향 0°, 15°, 30° 동일)
그림 3.1.44 파고계 배치도: 파향 0°
오픈 셀 케이슨 설계기술 개발
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그림 3.1.45 파고계 배치도: 파향
그림 3.1.46 파고계 배치도: 파향
제3장 연구개발개행 내용 및 결과
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‣ 파압계: 17개 사용 (파향 0°, 15°, 30° 동일)
그림 3.1.47 파압계 배치도
‣ 변위계: 수중변위개 3개 사용
- 케이슨 번호 #1, 8, 15의 후면에 설치
○ 실험 케이스
‣ CASE 1: 일반 케이슨 + 두부 케이슨(제간부 케이슨 자중의 1.5배)
‣ CASE 2: 오픈 셀 케이슨 + 사석 + 두부 케이슨(제간부 케이슨 자중의 1.5배) - 변형이 발생하지 않게 케이슨의 자중을 증가시켜서 파고(22개)와 파압(17개)
계측
- 설계파에 대한 케이슨의 자중을 각 함체에 적용하여 케이슨 후면부의 파고계 를 제외한 파고(14개)와 후면의 변위(3개) 계측
- 아래 그림의 오픈 셀의 채움재는 기초사석을 이용함
[일반 케이슨]
[오픈 셀 케이슨]
그림 3.1.48 모형 평면도
오픈 셀 케이슨 설계기술 개발
66 [파향 ]
[파향 ]
[파향 ]
그림 3.1.49 파향별 모형설치사진
제3장 연구개발개행 내용 및 결과
67 다. 수리실험 결과
○ 파고와 파압계측 자료: W06에 대한 계측 자료만 대표적으로 도시
오픈 셀 케이슨 설계기술 개발
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제3장 연구개발개행 내용 및 결과
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그림 3.1.50 파고의 시계열 자료: 파향 0°
오픈 셀 케이슨 설계기술 개발
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제3장 연구개발개행 내용 및 결과
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오픈 셀 케이슨 설계기술 개발
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그림 3.1.51 파압의 시계열 자료: 파향 0°
제3장 연구개발개행 내용 및 결과
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오픈 셀 케이슨 설계기술 개발
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제3장 연구개발개행 내용 및 결과
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그림 3.1.52 파고의 시계열 자료: 파향 15°
오픈 셀 케이슨 설계기술 개발
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제3장 연구개발개행 내용 및 결과
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오픈 셀 케이슨 설계기술 개발
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그림 3.1.53 파압의 시계열 자료: 파향 15°
제3장 연구개발개행 내용 및 결과
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오픈 셀 케이슨 설계기술 개발
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그림 3.1.54 파고의 시계열 자료: 파향 30°
제3장 연구개발개행 내용 및 결과
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오픈 셀 케이슨 설계기술 개발
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제3장 연구개발개행 내용 및 결과
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그림 3.1.55 파압의 시계열 자료: 파향 30°
○ 오픈 셀 케이슨과 일반 케이슨의 안정성 비교 (CASE 1 VS CASE 2 )
- 계측한 파고와 파압을 기존 설계법에 적용하여 케이슨에 작용하는 전면부의 파 압 산정
- 변위계에 계측되는 변위가 크게 발생하는 경우를 파괴로 판단하여 안정성 비교
• 파향 0°
a) 일반 케이슨의 경우 W06파력의 1.21배의 파력에서 파괴 발생
b) 오픈 셀 케이슨의 경우 W06파력의 1.32배의 파압에서 변위가 크게 발생 c) 오픈 셀 케이슨의 #8함(가운데)의 변위는 16.76mm
d) 오픈 셀 케이슨의 #15함(좌측)의 변위는 1.18mm
e) 오픈 셀 케이슨은 일반 케이슨보다 10%이상의 파력까지 버팀
오픈 셀 케이슨 설계기술 개발
84 [일반 케이슨 파력의
배 ]
[오픈 셀 케이슨 파력의 배 ]
그림 3.1.56 파향 0°일 경우 작용 파압에 따른 #8함(가운데)의 변위
• 파향 15°
a) 일반 케이슨의 경우 W06파력에서 두부 근처의 제간부에서 파괴 발생 b) 오픈 셀 케이슨의 경우 W06파력의 1.27배의 파력에서 변위가 크게 발생 c) 오픈 셀 케이슨의 #8함(가운데)의 변위는 25.6mm
d) 오픈 셀 케이슨의 #15함(좌측)의 변위는 15.5mm
e) 오픈 셀 케이슨은 일반 케이슨보다 25%이상의 파력까지 버팀
제3장 연구개발개행 내용 및 결과
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[일반 케이슨 ] [오픈 셀 케이슨 파력의 배 ]
그림 3.1.57 파향 15°일 경우 작용 파압에 따른 #8함(가운데)의 변위
• 파향 30°
a) 일반 케이슨의 경우 W06파력의 1.2배의 파력에서 파괴 발생
b) 오픈 셀 케이슨의 경우 W06파력의 1.62배의 파력에서 변위가 크게 발생 c) 오픈 셀 케이슨의 #8함(가운데)의 변위는 12.9mm
d) 오픈 셀 케이슨의 #15함(좌측)의 변위는 29.5mm
e) 오픈 셀 케이슨은 일반 케이슨보다 40%이상의 파력까지 버팀
오픈 셀 케이슨 설계기술 개발
86 [일반 케이슨 파력의
배 ]
[오픈 셀 케이슨 파력의 배 ]
그림 3.1.58 파향 30°일 경우작용 파압에 따른 #8함(가운데)의 변위
제3장 연구개발개행 내용 및 결과
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