KR101104030B1 - 부유식 방파제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부유식 방파제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입사되는 파도의 에너지를 효과적으로 상쇄시킴으로써 효율적인 파랑의 소멸이 가능하도록 구조가 개선된 부유식 방파제에 관한 것이다.

본 발명은, 파도의 파랑 에너지를 저감하기 위한 부유식 방파제에 있어서, 적어도 일부가 해면위에 뜨는 부유체; 상기 부유체의 하면으로부터 상기 파도의 주파방향으로 연장되는 연장판; 하단부는 상기 하부판으로부터 상방으로 연장되어 상단부는 상기 부유체에 접하고, 상기 파도의 주파방향에 대면하도록 마련되며 여러 개의 소파공을 포함하는 소파판; 및, 상기 소파판의 소파공을 통해 소파판의 하부로 유입된 해수를 배출하기 위한 배출수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제를 제공한다.

본 발명에 의하면 입사되는 파도의 파랑 에너지를 효과적으로 소산시킬 수 있는 부유식 방파제를 제공할 수 있다.

부유식 방파제, 방파제, 부유체

Description

부유식 방파제{Floating breakwater}

본 발명은 부유식 방파제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입사되는 파도의 에너지를 효과적으로 상쇄시킴으로써 효율적인 파랑의 소멸이 가능하도록 구조가 개선된 부유식 방파제에 관한 것이다.

방파제란 외해로부터 끊임없이 밀려들어오는 파랑의 진입을 차단하여 항만 내 해수면의 정온을 유지함으로써 항만 내의 각종 시설물과 항만에 정박하고 있는 선박들의 안전이 유지될 수 있도록 하기 위한 항만 구조물로서, 방파제를 시공할 때에는 방파제의 시공 위치, 최대 파랑의 크기, 지반조건 및 시공방법 등을 고려하여 어떤 특정한 항만에 적합한 방파제를 선택하게 된다.

방파제의 형태는 크게 중력식(고정식) 방파제와 부유식 방파제로 나눌 수 있는데, 중력식 방파게는 콘크리트 구조체 또는 암석 등을 해양에 투석하여 해저로부터 제방을 쌓아 올리는 형태이고, 부유식 방파제는 부유식 구조물을 해안에 정렬시켜 부유식 구조물이 방파제로서의 역할을 하게 하는 방파제이다.

중력식 방파제의 경우 외해로부터 입사되는 파랑을 효과적으로 막아주는 장점은 있으나 연약지반에 시공할 경우에는 지반을 보강하기 위한 공사가 추가로 진 행되어야 하므로 비용 및 공기가 긴 단점이 있고, 그나마 수심이 깊은 곳에는 시공이 매우 어려운 단점 또한 가지고 있다. 또한, 일반적으로 중력식 방파제는 시공비용이 고가이고 공사기간이 길어 비경제적이며 내항과 외항의 해수 순환이 차단됨으로 인해 내항의 수질이 악화되는 등 환경오염을 유발하는 문제가 있다. 더욱이 방파제 구조물로 인하여 선박의 시계확보가 불안전하고 항구의 조망권을 차단하는 문제점도 가지고 있다.

이러한 중력식 방파제의 단점을 극복하기 위하여 부유식 방파제가 도입되었다.

도 1에는 부유식 방파제의 하나의 예가 도시되어 있는데 한국공개특허 10-2005-0045575호에 개시된 부유식 방파제이다. 도 1에 도시된 방파제는 부유체(1)와 부유체(1)의 하단에 마련되는 유연막(2), 지반(G)에 삽입되는 파일(P) 등으로 구성되며 케이블(C)과 파일(P)에 연결된 유연막(2)에 의해 부유체(1)가 계류되며 부유체(1)가 방파제 역할을 하게된다.

그러나 도 1에 도시된 부유식 방파제의 경우 구조가 매우 보잡하고 파일(P)을 설치해야되는 등의 문제가 있었다.

도 2에는 종래의 부유식 방파제의 또다른 예가 도시되어 있는데 한국공개특허 10-2005-0119626호에 개시된 부유식 방파제이다. 도 2에 도시된 부유식 방파제는 중공의 철강제로 구성되는 부유체(3), 유동방지판(5), 서포터(4) 및 계류시설(6)으로 구성되어 도 1에 도시된 부유식 방파제에 비하여 훨씬 구조가 간단하고 시공비용도 줄어드는 장점이 있다.

그러나 도 2에 도시된 부유식 방파제의 경우 부유체(3)가 파랑 에너지를 전부 지탱해야 하는데 파랑 에너지가 큰 경우 보다 큰 계류시설(6)이 필요한 등의 문제가 있어 구조 개선의 필요성이 있었다.

도 3에는 또 다른 형태의 종래 부유식 방파제가 도시되어 있는데, 부유체(7)와 부유체(7)에 설치되는 소파판(8), 소파판(8)에 형성되는 소파홀(9), 중량블럭(B)과 케이블(C) 등으로 구성되어 소파홀(9)을 통해 바닷물이 하부로 흘러내림으로써 어느 정도 파랑이 상쇄되는 효과가 있는 부유식 방파제이다.

그러나 도 3에 도시된 부유식 방파제의 경우에도 파랑을 상쇄하는 효과가 미미하여 소파판(8)이 파랑의 에너지 거의 전부를 감당해야 하는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 입사되는 파랑을 효과적으로 상쇄할 수 있도록 구조가 개선된 부유식 방파제를 제공하는 것이다.

전술한 과제의 해결수단으로서 본 발명은,

파도의 파랑 에너지를 저감하기 위한 부유식 방파제에 있어서,

적어도 일부가 해면위에 뜨는 부유체;

상기 부유체의 하면으로부터 상기 파도의 주파방향으로 연장되는 연장판; 및,

하단부는 상기 연장판으로부터 상방으로 연장되어 상단부는 상기 부유체에 접하고, 상기 파도의 주파방향에 대면하도록 마련되며 여러 개의 소파공을 포함하는 소파판;을 포함하되,

상기 소파공은 해면 아래 및 해면 위에 모두 배치되는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제를 제공한다.

또한, 본 발명은,

상기 연장판에는 수심방향으로 관통공이 마련되는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제를 제공한다.,

본 발명이 제공하는 부유식 방파제에 있어,

상기 부유체는,

하부판, 상부판 및 하부판과 상부판을 서로 연결하는 연결기둥으로 구성되어 상기 하부판 및 연결기둥의 하부는 해면아래에 잠기고 그 나머지는 해면위에 뜨는 것이 바람직하다.

본 발명이 제공하는 부유식 방파제에 있어,

상기 부유체의 상기 주파방향면에는 여러 개의 제2소파공이 마련된 제2소파판이 마련되는 것이 바람직하다.

본 발명이 제공하는 부유식 방파제에 있어,

상기 소파판에는,

상기 소파판으로부터 수직으로 상부로 연장되고, 여러 개의 보강공을 가지는 보강판이 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명이 제공하는 부유식 방파제에 있어,

상기 소파판의 상단부에는 월류를 방지하기 위하여 마련되는 월류방지 수단이 더 구비되는 것이 더욱 바람직하다.

또한 본 발명은,

상기 소파판의 상단부에는 월류를 방지하기 위하여 마련되는 월류방지 수단이 더 구비되는 부유식 방파제를 제공한다.

본 발명에 의하면 입사되는 파도의 파랑 에너지를 효과적으로 소산시킬 수 있는 부유식 방파제를 제공할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 부유식 방파제를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에는 부유식 방파제의 일부만이 도시되어 있으며, 실제로는 도시된 부유식 방파제가 수십 또는 수백 개 연결되어 설치된다.

본 발명에 따른 부유식 방파제는 파도의 파랑 에너지를 저감하여 항만 내의 수면의 정온을 유지하기 위한 것으로서, 부유체(10), 연장판(20), 소파판(30), 보강판(40), 제2소파판(50), 및 파라펫(60)으로 구성된다.

상기 부유체(10)는 적어도 일부가 해면위에 뜨는 구조물로서 본 실시예에서는 상부판(11), 하부판(12) 및 연결기둥(13)으로 구성된 격자형의 부유체(10)이다. 상기 부유체(10)의 재질은 부력을 고려하여 강구조나 철근콘크리트구조 등으로 이루어질 수 있다. 상기 부유체(10)에는 계류수단이 마련되어 있어서, 파도에 의해 떠내려가는 것을 방지한다.

상기 부유체(10)의 상부판(11)은 부유체(10)가 떠 있는 상태에서 가장 상부에 있는 판상의 구조물이고, 하부판(12)는 가장 하부에 있는 판상의 구조물이며 연결기둥(13)은 상부판(11)과 하부판(12)를 연결하는 구조물이다.

상기 하부판(12)과 연결기둥(13)의 하부의 일부는 해면 아래에 잠기고 나머지 부분은 해면위에 뜬다.

상기 연장판(20)은 상비 부유체(10)의 하부판(12)으로부터 상기 파도의 주파 방향으로 연장된 판상의 구성이다. 연장판(20)에는 도 4에 도시된 바와 같이 수심방향의 관통공(21)이 형성되어 있어서 상기 소파판(30)의 소파공(31)을 통해 유입된 바닷물이 관통공(21)을 통하여 연장판(20)의 하부로 이동할 수 있다.

상기 소파판(30)은 상기 연장판(20)의 하면으로부터 상방으로 연장되어 그 상단부가 상기 부유체(10)에 접하는 판상의 구조물로서(본 실시예에서는 부유체(10)의 상부판(11)과 접하게 된다), 여러 개의 소파공(31)이 마련되어 있다. 상기 소파판(30)은 파도의 주파방향에 대면하도록 배치되어 파도의 주파가 소파판(30)에 부딪혀 그 파랑 에너지를 소산하도록 구성된다.

상기 보강판(40)은 상기 소파판(30)의 강성을 보강위한 구성으로서, 도 5에 되시된 바와 같이 소파판(30)과 제2소파판(50) 및 연장판(20)에 의해 형성되는 공간에 마련된다.

상기 제2소파판(50)은 상기 부유체(10)에 상기 파도의 주파방향 면쪽에 마련되는 판상의 구조물로서 여러 개의 제2소파공(51)이 마련되어 있다.

상기 파라펫(60)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 소파판(30)의 상단부에 마련되어 파도가 월류하는 것을 방지하기 위한 구성으로서 상기 소파판(30)의 상단부로부터 상방으로 연장되다가 상기 파도의 주파방향으로 절곡되어 있으며, 반원과 유사한 단면을 가진 판 구조물이며 그 형태는 최대파고 등 부유식 방파제가 설치되는 현장의 조건을 고려하여 디자인할 수 있다.

이하에서는 앞서 설명된 구성을 지니는 부유식 방파제에 의해 파도의 에너지가 소산되는 과정에 대하여 설명하기로 한다.

소파판(30)을 향하여 이동하는 파도는 소파판(30)과 부딪히면서 그 에너지가 소산된다. 이때 바닷물은 그 이동하는 관성에 의해 소파판(30)의 소파공(31)을 통해 소파판(31)의 하부까지 이동하게 되는데 이때 수면 위의 소파공(31)을 통해 유입되는 파도(바닷물)과 수면 아래의 소파공(31)을 통해 유입되는 파도의 이동방향이 서로 다르므로 수면 위의 소파공(31)을 통해 유입되는 파도와 수면아래의 소파공(31)을 통해 유입되는 파도가 서로 만나는 과정에서 교란이 발생하여 파도의 에너지가 소산다.

또한, 제2소파판(50)의 제2소파공(51)으로 유입되는 파도는 제2소파공(51)으로 유입되자마자 와류를 형성하면서 또 다시 에너지가 소산하게 된다.

한편, 소파공(31)들을 통해 유입된 파도는 관통공(21)을 통하여 수심방향으로 이동하게 되는데 이러한 바닷물의 움직임 방향과 연장판(20) 아래의 파도의 움직임 방향이 다르므로 연장판(20)의 아래를 지나가는 파도와 관통공(21)을 통하여 수심방향으로 이동하는 파도가 만나는 과정에서도 파도끼리의 교란이 일어나 파도의 에너지가 소산하게 된다.

상기 파라펫(60)에 의해 파도의 월류가 방지되는데 소파판(30)의 상단부를 넘어갈 정도의 파도는 파라펫(60)을 따라 이동하다 상기 소파판(30)에 낙하하게 됨으로써 파도가 소파판(30)을 넘는 것을 방지하게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 아니하는 범위 안에서 다양한 형태의 부유식 방파제로 구현될 수 있다.

도 1 내지 도 3은 종래의 부유식 방파제를 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 부유식 방파제를 설명하기 위한 도면.

도 5는 도 4에 도시된 보강판을 설명하기 위한 도면

** 도면의 주요 부분에 대한 기호의 설명 **

10 : 부유체 20 ; 연장판

30 : 소파판 40 : 보강판

50 : 제2소파판 60 : 파라펫

Claims (6)

1. 파도의 파랑 에너지를 저감하기 위한 부유식 방파제에 있어서,

   적어도 일부가 해면위에 뜨는 부유체;

   상기 부유체의 하면으로부터 상기 파도의 주파방향으로 연장되는 연장판; 및,

   하단부는 상기 연장판으로부터 상방으로 연장되어 상단부는 상기 부유체에 접하고, 상기 파도의 주파방향에 대면하도록 배치되며 여러 개의 소파공을 포함하는 소파판;을 포함하되,

   상기 소파공은 해면 아래 및 해면 위에 모두 배치되는 것고,

   상기 연장판에는 수심방향으로 관통공이 마련되는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 부유체는,

   하부판, 상부판 및 하부판과 상부판을 서로 연결하는 연결기둥으로 구성되어 상기 하부판 및 연결기둥의 하부는 해면아래에 잠기고 그 나머지는 해면위에 뜨는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제.
4. 제3항에 있어서,

   상기 부유체의 상기 주파방향면에는 여러 개의 제2소파공이 마련된 제2소파판이 마련되는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제.
5. 제1항에 있어서,

   상기 소파판에는,

   상기 소파판으로부터 수직으로 상부로 연장되고, 여러 개의 보강공을 가지는 보강판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제.
6. 제1항에 있어서,

   상기 소파판의 상단부로부터 상방으로 연장되다 상기 파도의 주파방향으로 절곡된 파라펫이 더 구비되어 파도가 상기 파라펫을 따라 이동하다 상기 소파판의 상부로 낙하하는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제.

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