KR20130102979A - 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물, 이를 이용한 호안, 방파제 - Google Patents

월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물, 이를 이용한 호안, 방파제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물, 이를 이용한 호안, 방파제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 파랑이 유입되는 유수실 상부에 월파를 저감하는 월파저지 돌출부가 마련되어 월파량을 현저히 감소시킬 수 있고, 구조가 간결, 단순하여 시공비가 절감되고 공기를 단축할 수 있는 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물, 이를 이용한 호안, 방파제에 관한 것이다.
본 발명에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물은 항만 구조물에 있어서, 기초층의 상면에 설치되고 종방향으로 형성되는 격벽에 의해 복수의 격실로 구획, 형성된 구조물본체; 및 상기 구조물본체의 상부에 형성되는 상치구조물을 구비하되, 상기 구조물본체의 파랑 유입측에 형성된 전면벽체에 천공, 형성되는 복수의 소파슬릿, 상기 소파슬릿과 접하여 유입되는 해수가 체류하도록 형성된 유수실, 및 상기 유수실 상부에 개방되게 형성된 해수배출 개구부를 구비하고, 상기 해수배출 개구부 상부 내측에 파랑 유입측 방향을 향해 돌출되어 월파를 저지하는 월파저지 돌출부가 형성된 것을 특징으로 한다.
이러한 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물에 의하면, 소파슬릿, 해수배출 개구부 및 유수실을 갖는 구조물본체에 의해 파랑 에너지의 소산 및 감쇄 작용이 효과적으로 이루어지고, 처오름파가 발생될 경우 월파저지 돌출부에 의해 파돌림 되어 해수배출 개구부를 통해 배출되므로 파랑이 월파되는 현상을 근본적으로 차단할 수 있어서 월파량을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다. 이에 따라 호안 등의 시공에 적용할 경우 월파량을 현저히 줄일 수 있어서 배후지를 월파로부터 안전하게 보호할 수 있고 배후지의 이용성을 극대화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 항만 구조물은 월파 저지효율이 뛰어나면서도 구조가 간결, 단순하여 콘크리트 몰탈 등의 자재소요량이 현저히 절감되므로 시공비용을 낮출 수 있고, 공사기간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

Description

월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물, 이를 이용한 호안, 방파제{MARINE STRUCTURE WITH PROTRUSION FOR WAVE OVERTOPPING PREVENTION AND SEAWALL, BREAKWATER USING THE SAME }
본 발명은 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물, 이를 이용한 호안, 방파제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 파랑이 유입되는 유수실 상부에 월파를 저감하는 월파저지 돌출부가 마련되어 월파량을 현저히 감소시킬 수 있고, 구조가 간결, 단순하여 시공비가 절감되고 공기를 단축할 수 있는 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물, 이를 이용한 호안, 방파제에 관한 것이다.
일반적으로, 해안을 보호하거나 해안에 접해 있는 시설물, 간척지, 및 기타 농경지의 해수침입을 방지하거나 해안의 토사 붕괴 및 유실을 방지하기 위한 시설물로서 호안이나 방조제 등이 시공되고 있다.
이러한 호안이나 방조제는 사석을 이용한 석축식이 주로 구축되어 왔으나 기초부분과 중간부분이 파도에 의해 쉽게 쇄굴 되거나 유실되므로 근래에는 다양한 기술이 연구 개발되고 있다.
예컨대, 대한민국 등록특허 등록번호 제10-0706288호에는 쇄굴이나 유실을 방지하면서도 소파효과가 우수한 호안구조물이 개시되어 있다.
상기한 호안구조물은 도1에 나타난 바와 같이 호안 바닥면에 넓게 설치된 기초사석(80)과, 기초사석(80) 전방측 상면에 안착고정된 고정블록(81)과, 기초사석(80) 후방측 상면에 다수개 적층된 직육면체인 중공블록(82)과, 중공블록(82) 상면에 다수개 적층되되 전방측에서 내측으로 수평유입공(71)을 갖고 수평유입공(71) 내측단에서 상하로 통공된 수직공(72)이 각각 연장선상에 위치되는 소파블록(70)과, 소파블록(70) 상면에 위치되어 콘크리트 타설되되 전면에는 고무블록(61)이 고정되고 상면에는 계선주(62)가 기립고정되며 수직공(72) 연장선상에서 전면으로 연통되는 상치콘크리트(60)로 구성되어 있다.
상기한 등록특허 등록번호 제10-0706288호에 나타난 호안구조물은 쇄굴이나 유실을 방지할 수 있고, 소파작용을 수행하는 장점은 있으나 구조물의 대부분이 콘크리트로 채워져 형성되는 구조이므로 지나치게 많은 콘크리트 물량으로 인해 자재비의 상승이 초래되고, 구조물 자중의 증가로 시공성이 저하되는 단점이 있다. 특히 소파 특성이 취약하여 파고가 클 경우 월파로 인해 배후부지에 심각한 악영향을 초래하게 되는 단점이 있다.
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 파랑이 유입되는 유수실 상부에 월파를 저감하는 월파저지 돌출부가 마련되어 월파량을 현저히 감소시킬 수 있도록 한 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물, 이를 이용한 호안, 방파제를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 구조가 간결, 단순하여 시공비가 절감되고 공기를 단축할 수 있도록 한 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물, 이를 이용한 호안, 방파제를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물은 항만 구조물에 있어서, 기초층의 상면에 설치되고 종방향으로 형성되는 격벽에 의해 복수의 격실로 구획, 형성된 구조물본체; 및 상기 구조물본체의 상부에 형성되는 상치구조물을 구비하되, 상기 구조물본체의 파랑 유입측에 형성된 전면벽체에 천공, 형성되는 복수의 소파슬릿, 상기 소파슬릿과 접하여 유입되는 해수가 체류하도록 형성된 유수실, 및 상기 유수실 상부에 개방되게 형성된 해수배출 개구부를 구비하고, 상기 해수배출 개구부 상부 내측에 파랑 유입측 방향을 향해 돌출되어 월파를 저지하는 월파저지 돌출부가 형성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 월파저지 돌출부는 월파 저지효율의 향상을 위해 저면에 경사면이 형성된 구조로 이루어져, 상기 해수배출 개구부와 접한 상기 상치구조물의 단부에 일체로 돌출, 형성되는 것이 바람직하다.
상기 상치구조물은, 상기 격벽의 상부에 수평방향으로 형성되고, 상기 월파저지 돌출부가 선단부에 형성된 베이스; 상기 월파저지 돌출부와 근접한 상기 베이스의 상면에 돌출되게 이격, 배치되는 복수의 파력분산돌부; 및 상기 파력분산돌부의 후방에 해당되는 상기 베이스상에 예각을 이루도록 돌출, 형성되는 월파저지벽을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 상기 구조물본체는, 상기 전면벽체의 양쪽 단부에 형성되는 측면벽체, 상기 측면벽체 사이에 연결되는 후면벽체를 구비하고, 상기 격벽은 격자 형상을 갖도록 배치되는 전후방향 격벽과 좌우방향 격벽으로 이루어지며, 상기 전면벽체는 위상차에 의한 파력저감과 월파량 저감을 위해 호 형상으로 만곡, 형성되고, 상기 소파슬릿은 좌우로 이격, 배치되는 복수의 종방향 슬릿이 상하로 복수의 층을 이루도록 형성되며, 상기 유수실과 접한 상기 전후방향 격벽에 측방향 소파슬릿이 형성될 수 있다.
아울러, 상기 월파저지벽은 월파 저지효과의 향상을 위해 전면방향에 상기 베이스 표면으로부터 수직구조로 형성되는 제1 수직부, 상기 제1 수직부로부터 예각을 이루도록 형성되는 제1 전면경사부, 상기 제1 전면경사부의 상단으로부터 수직구조로 형성되는 제2 수직부, 및 상기 제2 수직부의 상단에 형성되는 상기 제2 전면경사부를 구비하고, 후면에 콘크리트몰탈의 소요량을 줄일 수 있도록 후면경사부를 갖는 구조로 형성되는 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물을 이용한 호안 및 방파제는 전술한 바와 같이 구성된 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물이 호안 및 방파제의 형성경로를 따라 반복 배치되어 시공된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물에 의하면, 소파슬릿, 해수배출 개구부 및 유수실을 갖는 구조물본체에 의해 파랑 에너지의 소산 및 감쇄 작용이 효과적으로 이루어지고, 처오름파가 발생될 경우 월파저지 돌출부에 의해 파돌림 되어 해수배출 개구부를 통해 배출되므로 파랑이 월파되는 현상을 근본적으로 차단할 수 있어서 월파량을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다. 이에 따라 호안 등의 시공에 적용할 경우 월파량을 현저히 줄일 수 있어서 배후지를 월파로부터 안전하게 보호할 수 있고 배후지의 이용성을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 항만 구조물은 월파 저지효율이 뛰어나면서도 구조가 간결, 단순하여 콘크리트 몰탈 등의 자재소요량이 현저히 절감되므로 시공비용을 낮출 수 있고, 공사기간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
도1은 종래 호안구조물을 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물을 나타내는 부분 절개 사시도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물을 나타내는 종단면도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물을 나타내는 평단면도,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물의 작용을 설명하기 위한 종단면도,
도6 및 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물의 작용을 설명하기 위한 비교대상 수리모형의 종단면도,
도8a 및 도8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물의 수리모형을 적용한 수리모형실험과정을 촬영한 도면대용 이미지,
도9a 및 도9b는 도6에 나타난 비교대상 수리모형을 적용한 수리모형실험과정을 촬영한 도면대용 이미지이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물을 나타내는 부분 절개 사시도, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물을 나타내는 종단면도, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물을 나타내는 평단면도이다.
도2 내지 도4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물은 호안, 방파제 등과 같은 다양한 구조물에 적용할 수 있는 것으로 이하의 실시예에서는 호안에 적용된 예를 기준으로 설명한다.
유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물은 호안이 형성되는 경로를 따라 시공된 기초층(300)의 상면에 설치되는 구조물본체(100)와, 이 구조물본체(100)의 상부에 형성되는 상치구조물(200)로 이루어진다.
구조물본체(100)는 도2 및 도3에 나타난 바와 같이 기초층(300)에 설치되는 바닥판(110), 이 바닥판(110)에 파랑의 유입측에 배치되는 입설(종방향으로 형성)으로 전면벽체(120), 이 전면벽체(120)의 양쪽 단부에 형성되는 측면벽체(130), 양쪽 측면벽체(130) 사이에 연결되는 후면벽체(140)를 구비한다. 그리고, 구조물본체(100)는 상기한 바닥판(110), 전면벽체(120), 측면벽체(130), 및 후면벽체(140)로 둘러싸인 내부 공간부이 격벽(150)에 의해 복수의 격실(160)로 구획되어 있다.
격벽(150)은 도3 및 도4에 나타난 바와 같이 전면벽체(130)와 후면벽체(140) 사이에 전후로 배치되는 전후방향 격벽(151)과 양쪽 측면벽체(130) 사이에 좌우방향으로 배치되는 좌우방향 격벽(152)이 교차되는 형태로서 대략 격자구조로 형성된다.
상기 전면벽체(120)는 위상차에 의한 파력저감과 월파량 저감을 위해 파랑의 유입방향으로 볼록한 호 형상을 갖도록 만곡되게 돌출, 형성되어 있고, 소파작용을 위해 소파슬릿(121)이 형성되어 있다. 이때, 소파슬릿(121)은 도2 및 도4에 나타난 바와 같이 좌우로 이격, 배치되는 복수의 종방향 슬릿이 상하로 복수의 층을 이루도록 형성되어 있다.
한편, 본 발명에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물은 호안의 배후지로 파랑의 월파저지효과를 극대화하고자 하는데에 특징이 있는 것으로 이를 위해 구조물본체(100)에는 유수실(170)과 해수배출 개구부(180)가 형성되어 있고, 상치구조물(200)에는 월파저지 돌출부(210)가 구성되어 있다.
유수실(170)은 전면벽체(120)에 천공, 형성된 소파슬릿(121)과 접하여 유입되는 해수가 체류하도록 마련된 공간으로서 전후방향 격벽(151) 및 좌우방향 격벽(152)에 의해 형성된 격실 중에서 파랑의 유입측에 해당되는 전면벽체(120)와 접한 격실에 형성되어 있다.
그리고, 유수실(170)은 전면벽체(120)의 대략 중간높이 지점(파고 등의 해양조건에 따라 변경 가능함)에 바닥판(110)과 평행하게 형성되는 수평격벽(153)에 의해 구획되는 상부 공간으로서, 이 유수실의 하부에는 사석 등이 채워지는 밀폐형 격실(165)이 마련되어 있고, 유수실(170)과 접한 전후방향 격벽(151)에는 소파작용을 수행하는 측방향 소파슬릿(122)이 형성되어 있다.
소파슬릿(121)의 하방에 바닥판(110)과 평행하게 형성되는 수평격벽(153)에 의해 하부에 사석 등이 채워지는 밀폐형 격실(165)이 마련되어 있고, 유수실(170)과 접한 전후방향 격벽(151)에는 소파작용을 수행하는 측방향 소파슬릿(122)이 형성되어 있다.
해수배출 개구부(180)는 유수실(170) 상부에 개방되게 형성된 개구부로서 유수실내에 유입되어 파랑 에너지의 소파 및 감쇄작용이 수행된 해수가 배출되도록 마련된 것이다.
월파저지 돌출부(210)는 해수배출 개구부(180) 상부에 파랑 유입측 방향을 향해 돌출되는 부재로서 월파를 저지하는 기능을 수행한다.
그리고, 월파저지 돌출부(210)는 형태에 제한은 없지만 본 실시예에서는 월파 저지특성이 향상되도록 해수를 진입방향에 대해 역방향으로 유도(파돌림:파랑의 이동방향이 진입방향에 대해 역방향이 되도록 굴절시키는 작용을 약칭함)시키는 경사면(211)이 저면에 형성되어 있다. 이 경사면(211)은 도3에 도시된 바와 같이 월판저지 돌출부(210)의 자유단 저면으로부터 내측을 향해 점차적으로 하향 경사진 구조로 되어 있다.
또한, 월파저지 돌출부(210)의 형성위치는 격벽(150)의 최상단에 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 해수배출 개구부(180)와 접한 상치구조물(200)의 파랑의 유입측 단부에 일체로 돌출, 형성되어 있다. 이와 같이 월파저지 돌출부(210)가 상치구조물(200)의 단부에 일체로 형성되면 월파의 시작 지점에서 월파 저지작용을 수행하게 되는 것이므로 월파 저지작용이 보다 효과적으로 이루어지고 콘크리트 몰탈을 현장에서 타설하는 상치구조물에 일체로 형성됨에 따라 충분한 강성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
한편 상기 상치구조물(200)은 콘크리트 몰탈을 현장에서 타설되는 현장타설방식에 의해 구조물본체(100)의 상부에 형성되는 구조물로서 베이스(220), 파력분산돌부(230), 및 월파저지벽(240)이 구비되어 있다.
베이스(220)는 격벽(150)의 상부에 수평방향으로 형성되는 구성으로 콘크리트 몰탈을 타설하는 현장타설방식, 프리캐스팅 패널을 조립하는 조립방식 또는 조립방식과 현장타설방식을 혼합한 혼합방식에 의해 대략 판상으로 형성된다. 그리고, 베이스(220)의 시공시에는 선단부에 상기한 월파저지 돌출부(210)가 일체로 형성되고, 그 후방에는 후술되는 월파저지벽(240)이 일체로 시공된다.
파력분산돌부(230)는 통상 '파이라'로 호칭되고 있으며 파력을 분산시키는 작용을 수행하는 부재로서 월파저지 돌출부(210)가 근접한 베이스(220)의 상면에 돌출, 형성된다. 그리고 파력분산돌부(230)는 대략 원기둥 형상으로 형성되고 호안의 형성방향을 따라 다수 개가 일정한 간격으로 이격, 배치되어 있다.
월파저지벽(240)은 월파를 저지하는 구조물로서 통상 '나블라' 또는 '반파공" 등으로 호칭되는 것으로 호안의 형성방향을 따라 베이스(220)의 후방 상면에 예각을 이루도록 돌출, 형성되어 있다.
특히, 월파저지벽(240)은 월파 저지효과의 향상을 위해 전면방향에 베이스(210) 표면으로부터 수직구조로 형성되는 제1 수직부(241), 이 제1 수직부(241)로부터 예각을 이루도록 형성되는 제1 전면경사부(242), 제1 전면경사부(242)의 상단으로부터 수직구조로 형성되는 제2 수직부(243), 및 제2 수직부(243)의 상단에 형성되는 제2 전면경사부(244)를 구비한 구조로 형성되어 있다. 그리고, 월파저지벽(240)은 콘크리트 몰탈, 보강재 등의 소요량을 줄일 수 있도록 후면에 후면경사부(245)를 갖는 구조로 형성되어 있다.
전술한 바와 같이 형성된 월파저지벽(240)에 의하면 제1 수직부(241) 및 제1 전면경사부(242)에 의해 형성된 굴곡홈 내부로 유입되는 파도가 파돌림되어 1차적인 월파저지 기능이 수행되고 제2 수직부(243) 및 제2 전면경사부(244)에 의해 다시 한번 더 월파저지 기능이 수행되므로 월파저지효과가 향상되는 장점이 있다. 그리고, 본 실시예에 따른 월파저지벽(240)은 제1 수직부(241), 제1 전면경사부(242), 제2 수직부(243), 및 제2 전면경사부(244) 순으로 형성되므로 전체적으로 만곡된 구조를 갖는 통상의 월파저지벽에 비해 거푸집의 제작 및 설치작업 등이 용이하므로 시공성이 향상되는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물은 전술한 바와 같이 호안에 적용된 예를 기준으로 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 방파제, 안벽, 호안, 및 이안제 등의 시공에 적용할 수 있는 것으로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물의 작용을 설명한다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물의 작용을 설명하기 위한 종단면도이다.
먼저, 전술한 바와 같은 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물을 호안의 설치방향을 따라 연이어 설치, 시공한 상태에서 도5에 도시된 바와 같이 파랑(wave)이 진입하게 되면 구조물본체(100)에 형성된 소파슬릿(121)에 의해 1차적으로 파랑 에너지의 소산작용이 수행된다.
그리고, 소산과정에서 유수실(170) 내부로 유입되는 파랑은 격벽(150)에 부딪쳐 파랑 에너지의 감쇄 작용이 수행됨과 동시에 상방으로 상승되는 처오름파(상방으로 처오르는 파도를 약칭함)를 발생시키게 된다.
이러한 처오름파는 월파저지 돌출부(210)에 부딪히게 되면서 상승되지 못하고 파돌림 되어 해수배출 개구부(180)를 통해 바다 방향으로 배출된다. 이때, 월파저지 돌출부(210)의 저면에 마련된 경사면(211)은 파돌림 현상을 유도하여 베이스(220)의 상부로 파랑이 월파되는 현상을 근본적으로 차단할 수 있으므로 후술되는 수리모형실험에서 구체적으로 기술된 바와 같이 월파 저지효율이 현저히 상승 됨을 알 수 있다.
한편, 파랑의 파고가 매우 클 경우, 파랑은 베이스(220)로 월류하게 되는데 이때 베이스(220)의 앞쪽 상면에 마련된 파력분산돌부(230)는 파력을 분산하여 감쇄하는 작용을 수행한다. 연이어 파랑은 월파저지벽(240)의 굴곡홈 내부로 유입되고 제1 수직부(241) 및 제1 전면경사부(242)에 의해 파돌림 작용이 수행되면서 월파저지 기능이 수행된다. 이후, 제2 수직부(243) 및 제2 전면경사부(244)가 다시 한번 더 월파저지 작용을 수행하므로 월파저지 효율이 향상되게 된다.
도6 및 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물의 작용을 설명하기 위한 비교대상 수리모형의 종단면도로서, 본 발명에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물에 나타난 핵심 구성요소인 월파저지 돌출부(210)가 월파저지 효과에 미치는 영향을 구체적으로 설명하기 위해 제작한 비교대상 수리모형들이다.
도6에 나타난 비교대상 수리모형(m1)은 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물에서 월파저지 돌출부(210)의 구성요소를 삭제하여 구성한 것이고, 도7은 본 발명의 일 실시예에 나타난 월파저지 돌출부(210)와 해수배출 개구부(180)를 삭제한 구조, 즉 유수실(170)의 상부가 밀폐된 구조로 형성된 비교대상 수리모형이다.
그리고, 도7에 나타난 비교대상 수리모형(m2)은 유수실(170)의 상부가 밀폐되는 구조로서 파랑에너지가 유수실 상부 밀폐부(p)에 집중적으로 작용하게 되어 큰 압력을 받게 되므로 구조적으로 취약할 뿐만 아니라 장기적으로 상치구조물에 파압을 받게 됨에 따라 유지보수가 빈번하게 발생되어 유지보수비의 상승을 초래하고, 유수실(170) 상부에 별도의 밀폐부(p)를 시공하여야 하므로 자재비 및 시공비의 상승에 따라 지나치게 많은 공사비가 소요되고 공사기간이 늘어나는 심각한 문제점이 발생되는 구조이므로 구체적으로 비교하지는 않고 도6에 나타난 비교대상 수리모형(m1)과 본 실시예에 따른 항만구조물의 수리모형만을 가지고 비교 수리모형실험을 실시하였다.
도8a 및 도8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물의 수리모형을 적용한 수리모형실험과정을 촬영한 도면대용 이미지이고, 도9a 및 도9b는 도6에 나타난 비교대상 수리모형을 적용한 수리모형실험과정을 촬영한 도면대용 이미지이다.
여기서, 도8a 및 도9a는 파도의 마루 부분(통상 파봉이라 호칭됨)이 수리모형에 인가되어 작용된 상태를 촬영한 이미지이고, 도8b 및 도9b는 파도의 골 부분(통상 파곡이라 호칭됨)이 수리모형에 인가되어 작용된 상태를 촬영한 이미지이다.
이하의 표1은 수리모형실험을 통해 얻어진 파고에 따른 월파량을 나타난 결과표로서 이를 참조하면 도8a에 도시된 바와 같이 제작된 수리모형(본 실시예를 적용한 수리모형)은 파봉 상태에서 파고(m)를 3.0m, 4.0m, 4.5m, 5.0m 순으로 하여 수리실험을 한 결과 월파량(㎥/s/m)이 0.000, 0.004, 0.020, 0.059의 결과치로 측정되었다.
그리고, 도6에 나타난 비교대상 수리모형은 도9a에 도시된 바와 같이 파봉 상태에서 파고(m)를 3.0m, 4.0m, 4.5m, 5.0m 순으로 하여 수리실험을 한 결과 월파량(㎥/s/m)이 0.000, 0.006, 0.022, 0.063의 결과치로 측정되었다.
이러한 측정값을 비교하여 보면 본 실시예에 따라 제작된 수리모형은 도6에 나타난 비교대상 수리모형(m1)에 비해 월파량이 약 33% 저감 됨을 알 수 있다. 이에 따라 본 발명에 나타난 월파저지 돌출부(210)가 구비될 경우 월파 저지효과가 현저히 상승됨을 알 수 있다.
구분 본 발명에 따른 수리모형 도6에 나타난 비교대상 수리모형
파고(m) 3,0 4.0 4.5 5.0 3.0 4.0 4.5 5.0
월파량 (㎥/s/m) 0.000 0.004 0.020 0.059 0.000 0.006 0.022 0.063
결국, 전술한 수리모형실험에 따르면 본 발명에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물은 월파 저지효율이 비교대상의 항만구조물에 비해 현저히 높으므로 이를 호안 등에 적용할 경우 월파량을 현저히 줄일 수 있어서 배후지를 월파로부터 안전하게 보호할 수 있고 배후지의 이용성을 극대화할 수 있다.
한편, 아울러, 도3 및 도5의 미설명부호 310은 기초층을 형성하는 기초사석부이고, 320은 피복석층, 330은 뒤채움사석, 340은 필터사석, 350은 매립토이다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물, 이를 이용한 호안, 방파제를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
100:구조물본체 110:바닥판
120:전면벽체 121:소파슬릿
130:측면벽체 140:후면벽체
150:격벽 160:격실
170:유수실 180:해수배출 개구부
200:상치구조물 210:월파저지 돌출부
211:경사면 220:베이스
230:파력분산돌부 240:월파저지벽
241:제1 수직부 242:제1 전면경사부
243:제2 수직부 244:제2 전면경사부
245:후면경사부 300:기초층
m1,m2:비교대상 수리모형

Claims (6)

  1. 항만 구조물에 있어서,
    기초층의 상면에 설치되고 종방향으로 형성되는 격벽에 의해 복수의 격실로 구획, 형성된 구조물본체; 및
    상기 구조물본체의 상부에 형성되는 상치구조물을 구비하되,
    상기 구조물본체의 파랑 유입측에 형성된 전면벽체에 천공, 형성되는 복수의 소파슬릿, 상기 소파슬릿과 접하여 유입되는 해수가 체류하도록 형성된 유수실, 및 상기 유수실 상부에 개방되게 형성된 해수배출 개구부를 구비하고,
    상기 해수배출 개구부 상부 내측에 파랑 유입측 방향을 향해 돌출되어 월파를 저지하는 월파저지 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 월파저지 돌출부는 월파 저지효율의 향상을 위해 저면에 경사면이 형성된 구조로 이루어져, 상기 해수배출 개구부와 접한 상기 상치구조물의 단부에 일체로 돌출, 형성된 것을 특징으로 하는 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상치구조물은,
    상기 격벽의 상부에 수평방향으로 형성되고, 상기 월파저지 돌출부가 선단부에 형성된 베이스;
    상기 월파저지 돌출부와 근접한 상기 베이스의 상면에 돌출되게 이격, 배치되는 복수의 파력분산돌부; 및
    상기 파력분산돌부의 후방에 해당되는 상기 베이스상에 예각을 이루도록 돌출, 형성되는 월파저지벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구조물본체는, 상기 전면벽체의 양쪽 단부에 형성되는 측면벽체, 상기 측면벽체 사이에 연결되는 후면벽체를 구비하고, 상기 격벽은 격자 형상을 갖도록 배치되는 전후방향 격벽과 좌우방향 격벽으로 이루어지며, 상기 전면벽체는 위상차에 의한 파력저감과 월파량 저감을 위해 호 형상으로 만곡, 형성되고, 상기 소파슬릿은 좌우로 이격, 배치되는 복수의 종방향 슬릿이 상하로 복수의 층을 이루도록 형성되며, 상기 유수실과 접한 상기 전후방향 격벽에 측방향 소파슬릿이 형성되며,
    상기 월파저지벽은 월파 저지효과의 향상을 위해 전면방향에 상기 베이스 표면으로부터 수직구조로 형성되는 제1 수직부, 상기 제1 수직부로부터 예각을 이루도록 형성되는 제1 전면경사부, 상기 제1 전면경사부의 상단으로부터 수직구조로 형성되는 제2 수직부, 및 상기 제2 수직부의 상단에 형성되는 상기 제2 전면경사부를 구비하고, 후면에 콘크리트몰탈의 소요량을 줄일 수 있도록 후면경사부를 갖는 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물이 반복 배치되어 시공된 것을 특징으로 하는 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물을 이용한 호안.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물이 반복 배치되어 시공된 것을 특징으로 하는 월파저감을 위한 유수실 상부 돌출구조를 갖는 항만구조물을 이용한 방파제.
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CN117513231A (zh) * 2023-08-04 2024-02-06 交通运输部天津水运工程科学研究所 一种护岸消浪的防波堤结构

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