KR20150135841A - 해상구조체의 선박충돌 방호구조물 - Google Patents

해상구조체의 선박충돌 방호구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해상구조체의 주변에 설치되어 있으며 선박이 해상구조체에 접근하였을 때 해상구조체를 대신하여 선박과 충돌하여 변형되면서 충돌에너지를 소산시킴으로써, 해상구조체를 충돌로 인한 손상으로부터 안전하게 보호할 수 있는 해상구조체의 선박충돌 방호구조물에 관한 것이다.
본 발명에서는 연직 파일(1)은 해상구조체(200)의 전방에서 복수개가 연직하게 설치되며; 상자형 충돌방호재(2)는, 육면체의 상자형상을 이루는 속이 비어 있는 부재로 이루어지며; 상자형 충돌방호재(2)의 저면판(20)에는 관통공(21)이 형성되어 있어서, 연직 파일(1)이 관통공(21)을 관통하여 연직 파일(1)의 상단이 상자형 충돌방호재(2)의 상면판(22)과 각각 일체화되며; 선박(300)이 상자형 충돌방호재(2)에 충돌하게 되면, 상자형 충돌방호재(2)가 해상구조체(200) 방향으로 수평변위하면서, 상자형 충돌방호재(2)의 하면판(21)이 존재하는 위치에서 연직 파일(1)에는 제2소성 힌지(P2)가 형성되고, 연직 파일(1)의 하단에는 제1소성 힌지(P1)가 형성되어 소성 힌지(P1, P2)에서의 회전에 의해 충격에너지가 소산되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 해상구조체의 선박충돌 방호구조물이 제공된다.

Description

해상구조체의 선박충돌 방호구조물{Structure for Protecting Ocean Structure from Impact}
본 발명은 교각 등과 같이 해상에 설치되는 해상구조체에 선박이 충돌함으로 인하여 해상구조체가 손상되는 것을 방지하기 위한 "해상구조체의 선박충돌 방호구조물"에 관한 것으로서, 구체적으로는 해상구조체의 주변에 설치되어 있으며 선박이 해상구조체에 접근하였을 때 해상구조체를 대신하여 선박과 충돌하여 변형되면서 충돌에너지를 소산시킴으로써, 해상구조체를 충돌로 인한 손상으로부터 안전하게 보호할 수 있는 해상구조체의 선박충돌 방호구조물에 관한 것이다.
교각이나 해상풍력발전 설비의 타워 등과 같이 해상에 돌출되어 설치되어 있는 해상구조체는 선박 충돌 위험에 노출되어 있다. 대한민국 등록실용신안 제20-0188344호에는 베어링을 이용하여 선박이 해상구조체로 접근하게 되면 선박의 진행방향을 바꿀 수 있도록 하는 기술이 개시되어 있다.
그러나 선박의 해상구조체 충돌을 방지하기 위하여 이와 같이 베어링을 이용하여 선박의 진행방향을 변경시키는 종래 기술의 경우, 대형 선박의 접근시에는 효과를 발휘하기 어렵다. 왜냐하면 대형 선박의 경우, 충돌시 가해지는 에너지가 매우 크기 때문에 베어링만으로는 선박의 진행방향을 바꾸기 어려우며, 오히려 베어링을 지지하고 있던 지주 내지 케이슨이 충돌 에너지로 인하여 파괴되면서 결국 선박이 해상구조체와 충돌하게 되는 결과를 초래할 뿐이다.
해상구조체를 선박 충돌 위험으로부터 보호하기 위한 또다른 종래 기술로는 복수개의 연직 파일을 수중에 연직하게 설치하고, 그 상단에 슬래브를 일체로 결합 설치하여, 선박이 해상구조체 대신에 슬래브(4)에 충돌하도록 하여, 해상구조체에 대한 선박의 직접적인 충돌을 방지하고, 충돌로 인한 연직 파일의 소성 변형을 통해 충돌에너지를 소산시키는 방법이 제시되어 있다. 도 10 및 도 11에는 각각 이러한 슬래브와 연직 파일을 이용한 종래 기술에서 선박이 충돌하기 전의 상태(도 10)와 충돌 후의 상태(도 11)를 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 도 11에 도시된 것처럼, 종래 기술에서 선박(300)이 슬래브(4)에 충돌하게 되면, 슬래브(4)가 해상구조체(200)를 향하여 수평 변위되면서 연직 파일(1)에는 휨 변형이 발생하게 되고, 종국적으로는 연직 파일(1)에는 그 하단 및 슬래브(4)와 결합되는 상부에서 각각 소성 힌지(P1, P2)가 발생하게 되고, 소성 힌지(P1, P2)에서의 회전에 의해 선박의 충돌에너지를 소산시키게 된다.
연직 파일(1)의 소성 변형을 통한 충돌에너지의 소산능력 또는 소산효율은, 소성 힌지(P1, P2)에서의 회전각에 비례한다. 즉, 소성 힌지에서 발생하는 연직 파일(1)의 회전각이 클수록 충돌에너지의 소산능력이 커지는 것이다. 따라서 충돌에너지의 소산능력을 늘리기 위해서는 소성 힌지에서의 연직 파일(1) 회전각을 증가시켜야 하는데, 소성 힌지에서의 회전각이 커지게 되면 그만큼 소성 힌지로부터 멀리 떨어져 있는 위치에서의 변위도 커지게 된다. 즉, 소정 힌지에서의 소성 변형으로 인한 연직 파일(1)의 회전각이 클수록 선박의 충돌로 인한 충돌에너지의 소산능력이 커지게 되지만, 이 경우 연직 파일(1)의 상부에서 발생하는 종방향의 변위 즉, 슬래브(4)가 해상구조체(200)를 향하여 움직이는 변위도 커지게 된다. 슬래브(4)가 해상구조체(200)를 향하여 움직이는 종방향 변위가 클수록, 슬래브(4)와 해상구조체(200) 사이에는 넓은 간격을 확보하여야 하는데, 해상구조체(200)가 교각일 경우에는 선박충돌 방호구조물(100)을 교각과 넓은 간격을 두고 설치하게 되면 교각 사이의 폭이 좁아지게 되어 선박의 통행에 큰 제약이 발생할 수 있다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0188344호(2000. 07. 15. 공고) 참조.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점과 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 대형 선박이 충돌할 경우에도 선박의 충돌로 인하여 발생하는 충격 에너지를 소성 변형을 통해서 효과적으로 소산시킴으로써 교각 등과 같은 해상구조체를 선박충돌로부터 안전하게 보호할 수 있는 해상구조체의 선박충돌 방호구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명에서는 선박이 충돌하였을 때, 큰 소성힌지 회전각을 가지도록 하여 충돌에너지 소산 능력을 크게 향상시키면서도, 소성변형으로 인한 수평방향의 변위는 증가되지 않도록 함으로써, 해상구조체에 근접하여 설치할 수 있고 그에 따라 선박의 통행에 대한 방해를 최소화할 수 있는 해상구조체의 선박충돌 방호구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 연직 파일과, 상기 연직 파일의 상단에 일체로 결합되어 선박이 직접 충돌하게 되는 상자형 충돌방호재를 포함하여 구성되어 선박과의 충돌로부터 보호해야할 해상구조체의 전방에 설치되는 선박충돌 방호구조물로서, 연직 파일은 하단이 해저면에 관입 고정되도록 해상구조체의 전방에서 복수개가 연직하게 설치되며; 상자형 충돌방호재는, 상면판과 저면판 및 측면판을 가지는 육면체의 상자형상을 이루는 속이 비어 있는 부재로 이루어지며; 상자형 충돌방호재의 저면판에는 연직 파일이 관통하는 복수개의 관통공이 형성되어 있어서, 복수개의 연직 파일이 관통공을 관통하여 연직 파일의 상단이 상자형 충돌방호재의 상면판과 각각 일체화되도록, 상자형 충돌방호재는 복수개의 연직 파일의 상부에 결합 설치되며; 선박이 상자형 충돌방호재에 충돌하게 되면, 상자형 충돌방호재가 해상구조체 방향으로 수평변위하면서, 상자형 충돌방호재의 하면판이 존재하는 위치에서 연직 파일에는 제2소성 힌지가 형성되고, 연직 파일의 하단에는 제1소성 힌지가 형성되어 소성 힌지에서의 회전에 의해 충격에너지가 소산되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 해상구조체의 선박충돌 방호구조물이 제공된다.
위와 같은 본 발명에 따른 해상구조체의 선박충돌 방호구조물에 있어서, 상자형 충돌방호재의 측면 중에서 해상구조체와 마주하는 측면을 통해서 상자형 충돌방호재의 내부로 물이 유입되어, 상자형 충돌방호재의 내부 공간에 물이 존재하는 구성을 가질 수도 있다.
본 발명의 선박충돌 방호구조물에 의하면, 대형 선박이 충돌할 경우에도 선박의 충돌로 인하여 발생하는 충격에너지를 소성 변형을 통해서 효과적으로 소산시킴으로써 교각 등과 같은 해상구조체를 선박충돌로부터 안전하게 보호할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
특히, 본 발명에서는 종래 기술에 비하여 동일한 크기의 종방향 변위에서도 더 큰 소정힌지에서의 회전각을 가지게 되므로 종래 기술보다 월등히 우수한 충격에너지 소산 능력이 발휘하게 되며, 동일한 소성힌지에서의 회전각에서는 종래 기술에 비하여 연직 파일 상단에서의 종방향 변위가 줄어들게 되므로, 본 발명의 선박충돌 방호구조물은, 종래 기술보다 해상구조체에 더 근접하여 설치할 수 있게 되며, 따라서 선박충돌 방호구조물의 설치로 인한 선박 통행에 대한 방해 내지 지장을 최소화할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
더 나아가, 본 발명에서는 선박과 직접 충돌하게 되는 상자형 충돌방호재의 내부를 물로 채울 수 있으며, 이 경우, 물의 저항면적을 증가시키게 되어 선박의 충돌초기에 선박충돌 방호구조물이 발휘하게 되는 반력을 크게 증가시킬 수 있게 되고, 그에 따라 충격에너지의 소산 효율이 향상되어 안전하게 해상구조체를 보호할 수 있게 되며, 종래 기술보다 보다 상자형 충돌방호재와 해상구조체 사이에 미리 확보해야 할 유격의 크기를 줄일 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
도 1은 본 발명에 따른 선박충돌 방호구조물이 해상구조체의 전방에 설치되어 있는 것을 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 선박충돌 방호구조물의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 선 A-A에 따른 반단면 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 각각 본 발명에서 상자형 충돌방호재를 연직 파일의 상단에 조립 시공하는 과정의 일 예를 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 7은 본 발명의 선박충돌 방호구조물에 선박이 충돌한 상태를 보여주는 도 1에 대응되는 개략적인 측면도이다.
도 8은 슬래브를 이용한 종래 기술과 본 발명의 선박충돌 방호구조물에서, 선박의 충돌로 인하여 동일한 크기의 종방향 변위가 발생하였을 때, 제1소성 힌지에서 발생하는 회전각을 비교하여 도시한 개략적인 측면도이다.
도 9는 슬래브를 이용한 종래 기술과 본 발명의 선박충돌 방호구조물에서, 선박의 충돌로 인하여 제1소성 힌지에서 동일한 크기의 회전각이 발생하였을 때, 연직 파일의 상단에서 발생하는 종방향 변위의 크기를 비교하여 도시한 개략적인 측면도이다.
도 10은 슬래브와 연직 파일을 이용한 종래 기술에서 선박이 충돌하기 전의 상태를 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 11은 슬래브와 연직 파일을 이용한 종래 기술에서 선박이 충돌한 후의 상태를 보여주는 개략적인 측면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
특히, 본 명세서에서는 선박의 충돌로부터 보호하고자 하는 해상구조체로서 교각을 예시하고 있으나, 보호대상이 되는 해상구조체는 교각에 한정되지 아니하며 해상풍력발전시설의 풍력타워, 또는 시추장비 등 해상에 설치되어 있어서 선박의 충돌 위험에 노출된 구조체를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1에는 본 발명에 따른 선박충돌 방호구조물(100)이 해상구조체(200)의 전방에 설치되어 있는 것을 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 따른 선박충돌 방호구조물(100)의 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 선박충돌 방호구조물(100)의 구성을 구체적으로 보여주는 도 2의 선 A-A에 따른 반단면 사시도가 도시되어 있다.
도면에 예시된 것처럼 본 발명에 따른 선박충돌 방호구조물(100)은, 수중에 연직하게 설치되는 복수개의 연직 파일(1)과, 상기 연직 파일(1)의 상단에 일체로 결합되어 구비되는 속이 비어 있는 상자형 충돌방호재(2)를 포함하여 구성된다.
구체적으로 상기 연직 파일(1)은 하단이 해저면에 관입되어 고정되도록 해상구조체(200)의 전방에서 복수개가 연직하게 설치되는 것으로서, 특히 해상구조체(200)의 전방 방향으로 복수개가 열을 이루어서 배치된다. 물론 복수개의 연직 파일(1)은 횡방향으로도 복수개의 열을 이루어 배치될 수 있다. 참고로 선박이 해상구조체(200)로 접근하여 충돌하게 되는 방향을 "전방 방향" 또는 "종방향"이라고 표현하고, 수평면에서 이에 수직한 방향을 "폭방향" 또는 "횡방향"이라고 표현한다.
상기 상자형 충돌방호재(2)는, 상면판(22)과 저면판(20), 그리고 측면판(23)을 가지는 육면체의 상자형상을 이루는 속이 비어 있는 부재로서, 상자형 충돌방호재(2)의 저면판(20)에는 연직 파일(1)이 관통하는 관통공(21)이 형성되어 있어서, 연직 파일(1)의 상단이 관통공(21)을 자유롭게 관통하여 상자형 충돌방호재(2)의 상면판(22)과 일체화된다. 즉, 연직 파일(1)이 상자형 충돌방호재(2)의 저면판(20)을 관통하여 상자형 충돌방호재(2)의 상면판(22) 하면에 닿아서 상면판(22)과 일체화된다.
본 발명에서 연직 파일(1)에 작용하는 자중에 의한 연직 하중을 경감하기 위하여 상자형 충돌방호재(2)의 내부는 빈 공간으로 이루어져 있는데, 연직 파일(1)의 상부에 상자형 충돌방호재(2)의 결합 설치가 완료된 후에는, 상기 상자형 충돌방호재(2)의 내부로 물이 채워져 있도록 하는 것이 바람직하다. 상자형 충돌방호재(2)의 내부로 물이 채워지도록 하기 위하여, 4개 측면 중에서 해상구조체(200)와 마주하고 있는 측면을 개방할 수도 있고, 도면에서는 구체적으로 표현하지 않았지만, 측면판(23)에 물 유입공을 형성하여 물이 상자형 충돌방호재(2)의 내부로 유입되어 채워지도록 할 수도 있다.
상자형 충돌방호재(2)는 콘크리트 부재로 제작될 수 있다. 도 4 내지 도 6에는 각각 상자형 충돌방호재(2)를 연직 파일(1)의 상단에 조립 시공하는 과정의 일 예를 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있는데, 우선 관통공(21)이 형성되어 있는 저면판(20)과 측면판(23)을 가지고 있되 상면판(22)은 아직 존재하지 않은 상태의 상부가 개방된 상자형태의 콘크리트 부재를 제작장에서 사전 제작한 후, 관통공(21)을 임시로 막아서 물 위에 부상시킨 채로 현장으로 이송한다(도 4 참조). 크레인 등의 인양장치를 이용하여 이송된 상자형 충돌방호재(2)를 인양하고, 관통공(21)을 개통하여 연직 파일(1)이 관통공(21)을 관통하도록 연직 파일(1)의 상부에 상자형 충돌방호재(2)를 설치한다(도 5 참조). 이 상태에서 관통공(21)에서 연직 파일(1)의 주위를 밀봉하여 관통공(21)으로 물이 유입되지 않도록 만들게 되면 상자형 충돌방호재(2)의 내부는 후속 작업을 수월하게 수행할 수 있도록 물이 채워지지 아니한 상태에 있게 된다. 따라서 후속하여 상자형 충돌방호재(2)의 상면판을 현장 타설 콘크리트로 시공할 수 있도록 상자형 충돌방호재(2)의 내부공간에 동바리, 상면판용 거푸집 등을 설치한 후, 연직 파일(1)의 상단이 상자형 충돌방호재(2)의 상면판(22)과 일체화되도록 현장 콘크리트를 타설하여 상면판(22)을 형성한 후, 동바리 등을 제거한다(도 6 참조).
위에서는 상자형 충돌방호재(2)가 콘크리트 부재로 이루어지고 상자형 충돌방호재(2)의 상면판(22)이 현장 타설 콘크리트에 의해 제작되어 연직 파일(1)의 상단이 상면판(22)에 매립되어 일체화되는 것으로 설명하였으나, 본 발명에서 상자형 충돌방호재(2)의 재질은 콘크리트 부재에 한정되지 아니하며, 강재판이나 섬유보강복합소재(소위 FRP) 등 기타 다양한 재질로 제작될 수 있으며, 더 나아가 상면판(22)과 연직 파일(1) 상단과의 일체화도 위와 같은 현장 타설 콘크리트 매립 방식이 아닌, 기계적인 방식의 결합 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
다음에서는 위와 같은 본 발명에 따른 선박충돌 방호구조물(100)의 작용 효과에 대해 설명한다. 도 7에는 선박(300)이 충돌한 상태를 보여주는 도 1에 대응되는 개략적인 측면도가 도시되어 있다.
도 7에 도시된 것처럼, 해상구조체(200)의 전방에 간격을 두고 선박충돌 방호구조물(100)이 설치되어 있으므로, 해상구조체(200)로 접근하는 선박(300)은 우선적으로 선박충돌 방호구조물(100)의 상자형 충돌방호재(2)와 충돌하게 된다. 그에 따라 상자형 충돌방호재(2)에는 해상구조체(200)를 향하여 종방향으로 변위가 발생하게 되는데, 종국적으로는 연직 파일(1)의 하단에서 제1소성 힌지(P1)가 형성되고, 이와 더불어 연직 파일(1)의 상부에서 상자형 충돌방호재(2)의 하면판(20)이 존재하는 위치에도 제2소성 힌지(P2)가 형성되면서 소성 힌지(P1, P2)에서의 소성 변형으로 인한 회전이 발생하여 선박(300)의 충돌로 인한 충돌에너지가 소산된다. 따라서 선박(300)의 충돌로 인한 충돌에너지는 더 이상 해상구조체(200)로 전달되지 않게 되어 해상구조체(200)가 안전하게 보호된다.
앞서 언급한 것처럼, 선박(300)이 충돌하였을 때, 연직 파일(1)의 소성 변형을 통한 충돌에너지의 소산능력 또는 소산효율은, 소성 힌지에서의 회전각에 비례한다. 본 발명의 경우, 연직 파일(1)의 상단에 결합되어 있는 상자형 충돌방호재(2)는 그 형상이 연직 방향으로 상당한 높이를 가지는 박스 형태로 구성되어 있으므로, 연직 파일(1)의 상부에서 제2소성 힌지(P2)가 형성되는 위치는 연직 파일(1)의 최상단이 아니라, 연직 파일(1)의 상단에서부터 상자형 충돌방호재(2)의 연직 높이만큼 더 아래쪽으로 내려온 위치 즉, 상자형 충돌방호재(2)의 하면판(20)이 존재하는 위치가 되는 것이다.
이와 같이 본 발명에서는 연직 파일(1)의 상부에서 제2소성 힌지(P2)가 형성되는 위치는 수면 아래로 상당 깊이만큼 내려간 위치가 되므로, 연직 파일(1)의 상단에 단순히 슬래브(4)가 결합되어 있는 종래 기술에 비하여, 제1소성 힌지(P1)와 제2소성 힌지(P2) 간의 거리가 작아지게 되며, 따라서 선박(300)의 충돌로 인하여 상자형 충돌방호재(2)가 해상구조체(200)를 향하여 작은 변위로 움직이더라도, 제1소성 힌지(P1)에서는 종래 기술보다 월등히 큰 연직 파일(1)의 회전각(θ)이 발생하게 되며, 그에 따라 종래 기술보다 더 향상된 충돌에너지의 소산능력을 발휘하게 된다. 도 8에는 연직 파일(1)의 상단에 슬래브(4)가 결합되어 있는 구조를 가진 종래 기술과 위와 같이 연직 파일(1)의 상단에 상자형 충돌방호재(2)가 결합되어 있는 본 발명의 선박충돌 방호구조물(100)에서, 선박의 충돌로 인하여 각각 동일한 크기의 종방향 변위가 발생하였을 때, 소성 힌지에서 발생하는 회전각을 비교하여 도시한 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 도 8에서 (a)는 종래 기술에 대한 것이고, (b)는 본 발명에 대한 것이며, θ1은 종래 기술의 소성 힌지에서 발생한 회전각(연직 위치로부터 회전한 각도)이고, θ2는 본 발명의 소성 힌지에서 발생한 회전각이다.
도 8에서 분명하게 알 수 있듯이, 본 발명에서는 제2소성 힌지(P2)의 위치가 종래 기술보다 더 낮은 위치 즉, 해저면과 더 가까운 위치에 있으므로, 선박의 충돌로 인하여 각각 동일한 크기의 종방향 변위가 발생하였을 때, 본 발명에서는 종래 기술보다 더 큰 회전각이 소성 힌지에서 발생하게 되며, 그에 따라 종래 기술보다 월등히 우수한 충격에너지 소산 능력이 발휘하게 되는 것이다.
도 9에는 연직 파일(1)의 상단에 슬래브(4)가 결합되어 있는 구조를 가진 종래 기술과 위와 같이 연직 파일(1)의 상단에 상자형 충돌방호재(2)가 결합되어 있는 본 발명의 선박충돌 방호구조물(100)에서, 선박의 충돌로 인하여 각각 소성 힌지에서 동일한 크기의 회전각(θ)이 발생하였을 때, 슬래브(4)와 상자형 충돌방호재(2)가 해상구조체(200)를 향하여 움직이는 수평변위의 크기를 비교하여 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 도 9에서 (a)는 종래 기술에 대한 것이고, (b)는 본 발명에 대한 것이고, d는 종방향 변위차이(d)이다.
도 9에서 분명하게 알 수 있듯이, 선박의 충돌로 인하여 각각 소성 힌지에서 동일한 크기의 회전각(θ)이 발생하였을 때, 본 발명에서 상자형 충돌방호재(2)가 해상구조체(200)를 향하여 움직이는 수평변위는 종래 기술에서 슬래브(4)가 움직이는 변위보다 월등히 작다. 즉, 동일한 충돌에너지 소산 효과를 발휘하는 경우, 본 발명에 의하면 종래 기술보다 보다 상자형 충돌방호재(2)와 해상구조체(200) 사이에 미리 확보해야 할 유격의 크기를 줄일 수 있으며, 결국 본 발명의 선박충돌 방호구조물(100)은, 종래 기술보다 해상구조체(200)에 더 근접하여 설치할 수 있는 것이며, 그만큼 선박충돌 방호구조물(100)의 설치로 인한 선박 통행에 대한 방해 내지 지장을 최소화할 수 있게 되는 장점이 있는 것이다.
특히, 본 발명에서 상자형 충돌방호재(2)는 속이 비어 있는 구조체로 되어 있으므로, 연직 방향으로의 높이 즉, 측면판(23)의 높이를 더 크게 하더라도 자중 증가를 가져오지 않게 되어, 연직 파일(1)에 작용하게 되는 하중 증가를 피할 수 있다는 장점이 있다.
더 나아가, 본 발명에서 상자형 충돌방호재(2)의 내부에는 물이 채워질 수 있는데, 이 경우 상자형 충돌방호재(2)의 내부에 채워진 물은, 선박 충돌시에 저항으로 작용하게 되어, 충돌에너지의 소산을 더 증가시키게 되는 효과를 발휘하게 된다. 선박의 충돌시 충돌속도는 선형적으로 감소하게 되지만, 유체에 의한 저항은 속도의 제곱에 비례한다. 따라서 본 발명에서 상자형 충돌방호재(2)의 내부에 물이 채워진 경우, 물의 저항면적을 증가시키게 되어, 선박의 충돌초기에 선박충돌 방호구조물(100)이 발휘하게 되는 반력을 크게 증가시킬 수 있게 되고, 그에 따라 충격에너지의 소산 효율이 향상되어, 안전하게 해상구조체(200)를 보호할 수 있게 되며, 앞서 설명한 것처럼 종래 기술보다 보다 상자형 충돌방호재(2)와 해상구조체(200) 사이에 미리 확보해야 할 유격의 크기를 줄일 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
1: 연직 파일
2: 상자형 충돌방호재
100: 선박충돌 방호구조물
200: 해상구조체

Claims (2)

  1. 연직 파일(1)과, 상기 연직 파일(1)의 상단에 일체로 결합되어 선박(300)과 직접 충돌하게 되는 상자형 충돌방호재(2)를 포함하여 구성되어 선박과의 충돌로부터 보호해야할 해상구조체(200)의 전방에 설치되는 선박충돌 방호구조물(100)로서,
    연직 파일(1)은 하단이 해저면에 관입 고정되도록 해상구조체(200)의 전방에서 복수개가 연직하게 설치되며;
    상자형 충돌방호재(2)는, 상면판(22)과 저면판(20) 및 측면판(23)을 가지는 육면체의 상자형상을 이루는 속이 비어 있는 부재로 이루어지며;
    상자형 충돌방호재(2)의 저면판(20)에는 연직 파일(1)이 관통하는 복수개의 관통공(21)이 형성되어 있어서, 복수개의 연직 파일(1)이 관통공(21)을 관통하여 연직 파일(1)의 상단이 상자형 충돌방호재(2)의 상면판(22)과 각각 일체화되도록, 상자형 충돌방호재(2)는 복수개의 연직 파일(1)의 상부에 결합 설치되며;
    선박(300)이 상자형 충돌방호재(2)에 충돌하게 되면, 상자형 충돌방호재(2)가 해상구조체(200) 방향으로 수평변위하면서, 상자형 충돌방호재(2)의 하면판(21)이 존재하는 위치에서 연직 파일(1)에는 제2소성 힌지(P2)가 형성되고, 연직 파일(1)의 하단에는 제1소성 힌지(P1)가 형성되어 소성 힌지(P1, P2)에서의 회전에 의해 충격에너지가 소산되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 해상구조체의 선박충돌 방호구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상자형 충돌방호재(2)의 측면 중에서 해상구조체(100)와 마주하는 측면을 통해서 상자형 충돌방호재(2)의 내부로 물이 유입되어, 상자형 충돌방호재(2)의 내부 공간에 물이 존재하는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 해상구조체의 선박충돌 방호구조물.
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