KR100260701B1 - 방파제 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 해상의 접안시설, 외해에 설치되는 각종 대형방파제공사, 매립 및 간척지의 호안공사 등 일정한 해역에서 일정기간 진행되는 해상공사를 보호하거나 군사상륙작전후 군수물자의 지속적 보급을 위한 인공적 간이 항만 시설시 대상 해역을 정온화(靜穩化)하는 간이 방파제로서의 파랑이 심하지 않은 천해의 작은 어항 및 마리나를 효과적으로 보호할 수 있도록 하는 방파제 시스템을 제공하는 것으로, 해저면으로부터 설치되어 해수면 근처에서 해수의 흐름을 허용하고 해저면으로의 해수 흐름을 불허하는 잠재형 부표/수직유연막 방파제와, 상기 잠재형 부표/수직유연막 방파제와 일정한 간격을 두고 해저면으로부터 설치되어 상기 잠재형 부표/수직유연막 방파제로부터의 해수를 해수면에서는 불허하고 해저면으로 허용하여 입사하는 파를 일시적으로 가두어서 상호 상쇄시켜 방파제 시스템 후면을 정온화시키는 돌출형 부표/수직유연막 방파제로 구성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 작은 어항, 마리나를 보호하는 방파제 혹은 해상건설해역을 파랑하중으로부터 보호하여 일정기간 지속적인 작업을 가능하게 하는 간이 방파제 시스템에 관한 것으로, 특히 해수면에서의 잠재형 및 돌출형 부표/수직유연막 방파제 시스템을 혼합형으로 구성하여 방파제 시스템 내로 입사하는 파랑(波浪)을 일시적으로 가두어 상호 상쇄시키며, 또한 해수의 흐름을 허용하여 항내 혹은 해상건설해역의 오염을 방지할 수 있도록 하는 방파제 시스템에 관한 것이다.
근래에 들어, 많은 부유식 방파제가 연구되어 오고 있으나, 이러한 부유식 방파제는 입사파의 주기가 일정한 부분 영역에서는 효과적이나 대부분의 영역, 특히 장파의 영역, 즉 저주파의 영역에서는 대부분 비효율적이었다.
이러한 저주파 영역에서 효과적인 방파제가 되기 위해서는, 방파제가 한 파장 길이 만큼 광폭이거나 수심방면으로 수심의 상당부분은 점유하여야만 그 효과를 발휘할 수 있다. 이러한 관점에서 플랩형(flap-type) 또는 탄성보(elastic beam) 방파제가 많이 연구되어 왔다.
그러나 플랩형 또는 탄성보 방파제 또한 그다지 성공을 거두지 못하였던 것은 상기 방파제의 동적 거동에 의해 생성된 파가 후면으로 진행되기 때문이다.
이전부터 유연막으로 만들어진 파이프 라인 형태의 방파제가 미국특허 제 4,691,661호(1987.9.8)로 제안되어 왔고, 또한 수평유연막 방파제가 미국특허 제 4,234,266호(1980.11.18)로 제안되어 왔으며, 이러한 것에 대한 해석기법이 연구되어 오고 있다.
상기와 같은 유연막 방파제는 입사하는 파에 의해 유연막의 동적 거동이 발생하고 이러한 유연막의 움직임으로 인하여 발생하는 파(radiation wave)가 입사하는 파 및 통과하는 파와 상호 간섭하여 상쇄함으로 인하여 방파제로서의 효율성을 갖는다는 부분에서는 그 특성을 갖추고 있다.
그러나 이 또한 대부분 일정한 좁은 주파수 영역에서는 좋은 성능을 보여 주지만 저주파영역, 즉 파장이 긴 영역에서는 효과적이지 못하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 해상의 접안시설, 외해에 설치되는 각종 대형방파제공사, 매립 및 간척지의 호안공사 등 일정한 해역에서 일정기간 진행되는 해상공사를 보호하거나 군사상륙작전후 군수물자의 지속적 보급을 위한 인공적 간이 항만 시설시 대상 해역을 정온화(靜穩化)하는 간이 방파제로서의 파랑이 심하지 않은 천해의 작은 어항 및 마리나를 효과적으로 보호할 수 있도록 하는 방파제 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 해저면으로부터 설치되어 해수면 근처에서 해수의 흐름을 허용하고 해저면으로의 해수 흐름을 불허하는 잠재형 부표/수직유연막 방파제와,
상기 잠재형 부표/수직유연막 방파제와 일정한 간격을 두고 해저면으로부터 설치되어 상기 잠재형 부표/수직유연막 방파제로부터의 해수를 해수면에서는 불허하고 해저면으로 허용하여 입사하는 파를 일시적으로 가두어서 상호 상쇄시켜 방파제 시스템 후면을 정온화시키는 돌출형 부표/수직유연막 방파제로 구성된 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 방파제 시스템의 전체 구성도.
도 2는 도 1의 개략적 정면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 방파제 시스템 20 : 잠재형 부표/수직유연막 방파제
21, 31 : 철근 콘크리트 구조물 22, 32 : 골조 프레임
23, 33 : 수직유연막 24, 34 : 부표(buoy)
25, 35 : 계류선(繫留線) 30 : 돌출형 부표/수직유연막 방파제
SB : 해저면 SL : 해수면
BL : 방파제 시스템이 후면
이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 방파제 시스템의 전체 구성도이고, 도 2는 도 1의 개략적 정면도를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 방파제 시스템(10)은 이중 혼합 형태의 잠재형 부표/수직유연막 방파제(20)와 돌출형 부표/수직유연막 방파제(30)로 구성된다.
상기 잠재형 부표/수직유연막 방파제(20)는 해저면(SB)으로부터 설치되어 해수면(SL) 근처에서 해수의 흐름을 허용하고 해저면(SB)으로의 해수 흐름을 불허하도록 구성되며, 상기 돌출형 부표/수직유연막 방파제(30)는 상기 잠재형 부표/수직유연막 방파제(20)와 일정한 간격을 두고 해저면(SB)으로부터 설치되어 상기 잠재형 부표/수직유연막 방파제(20)로부터의 해수를 해수면(SL)에서는 불허하고 해저면(SB)으로 허용하여 입사하는 파를 일시적으로 가두어서 상호 상쇄시켜 방파제 시스템(10)의 후면(BL)을 정온화시키도록 구성된다.
상기에서 잠재형 부표/수직유연막 방파제(20)와 돌출형 부표/수직유연막 방파제(30)는 일정 간격을 두고 배치되며, 방파시설의 규모에 따라 적어도 1개 이상이 일렬로 각각 배치된다.
상기 잠재형 부표/수직유연막 방파제(20)는,
해저면(SB)에 매설되는 철근 콘크리트 구조물(21),
상기 철근 콘크리트 구조물(21)의 길이 방향으로 매설 고정되는 골조 프레임(22),
상기 골조 프레임(22)을 통해 지지되어 해수의 흐름을 차단하는 수직유연막(23),
상기 수직유연막(23)의 상부에 설치되며 해수면(SL) 근처에서 잠재되게 설치되어 수직유연막(23)을 뜨게 하고, 동시에 해수면(SL)에서의 해수 흐름을 허용하는 부표(buoy)(24)로 이루어진다.
그리고 상기 부표(24)의 움직임을 잡아 주기 위해 해저면(SB)에 설치된 다수의 계류선(繫留線)(25)이 상기 부표(buoy)(24)와 연결되어 지지되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 돌출형 부표/수직유연막 방파제(30)는,
해저면(SB)에 매설되는 철근 콘크리트 구조물(31),
상기 철근 콘크리트 구조물(31)의 길이 방향으로 돌출 고정되어 해저면(SB)근처에서의 해수를 통과시키는 골조 프레임(32),
상기 골조 프레임(32)의 상부를 통해 지지되어 해수의 흐름을 차단하는 수직유연막(33),
상기 수직유연막(33)의 상부에 설치되며 해수면(SL)에서 돌출되게 설치되어 수직유연막(33)을 뜨게 하고, 동시에 해수면(SL)에서의 해수 흐름을 불허하는 부표(buoy)(34)로 이루어진다.
그리고 상기 부표(34)의 움직임을 잡아 주기 위해 해저면(SB)에 설치된 다수의 계류선(繫留線)(35)이 상기 부표(34)와 연결되어 지지되도록 하는 것이 바람직하다.
상기에서 부표(24)(34)는 강화 플라스틱으로 제작되고 내부는 2겹으로 이루어지게 하여 강성을 갖게 하는 것이 바람직하다.
또한 상기 부표(24)(34)의 지름, 두께 및 폭은 수심 및 설계요건에 따라 변화될 수 있으며, 측면에는 도시되지 않은 유입구 및 유출구가 설치되어 있다. 이와 같은 유입구 및 유출구를 이용하여 부표(24)(34)에 물 및 공기를 투입하거나 빼내게 된다.
따라서 부표(24)(34)와 수직유연막(23)(33)의 설치 및 철거가 필요할 때 부표(24)(34)에 물을 주입함으로서 부표(24)(34)의 부력을 작게하여 설치 및 철거작업을 쉽게 할 수 있게 된다.
한편 상기 수직유연막(23)(33)은 유리섬유재로 구성되어 있다.
그리고 부표(24)(34)와 수직유연막(23)(33)의 연결은, 부표(24)(34)를 상기 수직유연막(23)(33)과 동일 재질인 유리섬유재로 감싼 후 연결점에서 유리섬유 실로 박음질하여 부표(24)(34)와 수직유연막(23)(33)을 서로 연결하고 그 연결점이 힌지(hinge)로 작용하도록 함으로서 피로파괴강성을 얻어 낼 수 있다.
한편 상기 계류선(25)(35)들은 유리섬유를 다발로 하여 만들어진 로프를 사용하여 내구성 및 내부식성을 갖게 하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 철근 콘크리트 구조물(21)(31)은 육지에서 양생하여 만들어진 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 철근 콘크리트 구조물(21)(31)을 설치시에 해저면(SB)에 정지작업을 하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면 해수면(SL) 근처에서 해수의 흐름을 허용하는 잠재형 부표/수직유연막 방파제(20)와 해수면(SL)으로부터 돌출되면서 해저면(SB) 근처에서 흐름을 허용하는 돌출형 부표/수직유연막 방파제(30)가 서로 일정거리를 두고 혼합 설치된 형태로서 입사하는 파를 일시적으로 가두는 효과(wave trapping effect)에 의하여 동적 거동에서 발생하는 파와 상호 상쇄시켜 방파제 시스템(10)의 후면(BL)을 정온화시키게 되는 것이다.
이와 같이 본 발명의 방파제 시스템(10)은 입사파와 부표(24)(34)의 강체운동에 의한 유체장의 교란, 입사파와 수직유연막(23)(33)의 상호작용, 부표(24)(34)와 수직유연막(23)(33)의 동적 거동의 결합, 계류선(25)(35)의 상호작용 등이 관계되며, 이러한 것들이 잠재형 부표/수직유연막 방파제(20)와 돌출형 부표/수직유연막 방파제(30)의 혼합 형태로 설치됨으로서, 입사파의 구조물에 의해 생성된 파의 상호 상쇄, 입사파의 진행특성을 비진행특성으로 전환, 입사파를 가두어 상쇄시키는 효과 등의 3가지 상호 복합적인 작용으로 방파제 시스템(10)의 후면(BL)에 정온화된 해역을 제공할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 혼합형 부표/수직유연막 방파제 시스템은 입사하는 진행파를 비진행하는 파로 전환시키며, 또한 일시적으로 가두어서 상호 상쇄시켜 방파제 후면의 정온화된 해역을 제공하는 것이며, 해수의 상호 교환을 허용함으로서 항내 및 건설해역의 환경오염을 방지하는 환경 친화형 방파제이며, 유리섬유재로 이루어진 수직유연막 및 계류선, 그리고 강화 플라스틱으로 제작된 부표 등으로 구성됨으로서 방파제 시스템의 내구성 및 내부식성을 매우 향상시켜 경제적이며, 부표와 수직유연막 등이 조립식으로 구성되어 설치 및 철거, 그리고 보소 및 관리라 용이한 효과가 있다.
Claims (10)
- 해저면(SB)으로부터 설치되어 해수면(SL) 근처에서 해수의 흐름을 허용하고 해저면으로의 해수 흐름을 불허하는 잠재형 부표/수직유연막 방파제(20)와,상기 잠재형 부표/수직유연막 방파제(20)와 일정한 간격을 두고 해저면(SB)으로부터 설치되어 상기 잠재형 부표/수직유연막 방파제(20)로부터의 해수를 해수면(SL)에서는 불허하고 해저면(SB)으로 허용하여 입사하는 파를 일시적으로 가두어서 상호 상쇄시키는 돌출형 부표/수직유연막 방파제(30)로 구성된 것을 특징으로 하는 방파제 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 잠재형 부표/수직유연막 방파제(20)와 돌출형 부표/수직유연막 방파제(30)는 일정 간격을 두고 배치되며, 적어도 1개 이상이 일렬로 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 방파제 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 잠재형 부표/수직유연막 방파제(20)는,해저면(SB)에 매설되는 철근 콘크리트 구조물(21),상기 철근 콘크리트 구조물(21)의 길이 방향으로 매설 고정되는 골조 프레임(22),상기 골조 프레임(22)을 통해 지지되어 해수의 흐름을 차단하는 수직유연막(23),상기 수직유연막(23)의 상부에 설치되며 해수면(SL) 근처에서 잠재되게 설치되어 수직유연막(23)을 뜨게 하고, 동시에 해수면(SL)에서의 해수 흐름을 허용하는 부표(24)로 이루어진 것을 특징으로 하는 방파제 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 돌출형 부표/수직유연막 방파제(30)는,해저면(SB)에 매설되는 철근 콘크리트 구조물(31),상기 철근 콘크리트 구조물(31)의 길이 방향으로 돌출 고정되어 해저면(SB)근처에서의 해수를 통과시키는 골조 프레임(32),상기 골조 프레임(32)의 상부를 통해 지지되어 해수의 흐름을 차단하는 수직유연막(33),상기 수직유연막(33)의 상부에 설치되며 해수면(SL)에서 돌출되게 설치되어 수직유연막(33)을 뜨게 하고, 동시에 해수면(SL)에서의 해수 흐름을 불허하는 부표(34)로 이루어진 것을 특징으로 하는 방파제 시스템.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 부표(24)(34)에는 움직임을 잡아 주기 위해 해저면(SB)에 설치된 다수의 계류선(25)(35)이 연결된 것을 특징으로 하는 방파제 시스템.
- 제 5항에 있어서, 상기 계류선(25)(35)은 유리섬유를 다발로 하여 만들어진 로프인 것을 특징으로 하는 방파제 시스템.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 부표(24)(34)는 강화 플라스틱으로 제작되고 내부는 2겹으로 이루어진 것을 것을 특징으로 하는 방파제 시스템.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 부표(24)(34)에는 물 및 공기를 투입하거나 빼낼 수 있는 유입구 및 유출구가 설치된 것을 특징으로 하는 방파제 시스템.
- 제 3항 또는 4항에 있어서, 상기 수직유연막(23)(33)은 유리섬유재로 이루어진 것을 특징으로 하는 방파제 시스템.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 부표(24)(34)와 수직유연막(23)(33)은, 부표(24)(34)를 상기 수직유연막(23)(33)과 동일 재질인 유리섬유재로 감싼 후 연결점에서 유리섬유 실로 박음질하여 부표(24)(34)와 수직유연막(23)(33)을 서로 연결하고 그 연결점이 힌지로 작용하도록 한 것을 특징으로 하는 방파제 시스템.
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