본 연구는 다양한 기상변화에 따른 안전을 확보하기 위한 해상에서의 플로팅 플랫폼의 연결에 대하여 연구하였다. 본 연구의 목적은 다양한 해상변화가 일어나는 연안역에 설치되는 플로팅 구조물에 관한 문헌 조사를 실시한 후, 콘크리트 구조물 연결하는 모델을 제시하는 것이다. 본 연구에서는 플로팅 구조의 개념, 기존의 모델, 설계적 평가를 포함한 콘크리트 구조물 기반 플로팅 플랫폼을 기술하였고, Rigid Pontoon Connector를 국내 연안역에 적합한 모델로 제안하였다. 연구의 결과로서, 리기드 폰툰 커넥터 디자인은 (Rigid Pontoon Connector) 안정적으로 플로팅 플랫폼의 연결을 구축할 수 있는 매우 효율적이고 실용적인 솔루션으로 분석되었다.

A floating concrete pontoon is at high risk for damage and fatigue because of exposure to the marine environment loads. In this study, the dynamic properties of the structure are extracted by field test, and the stiffness of the structure is estimated through a system identification method. In addition, the stress distribution of the structure is determined by the wave loads, and the fatigue damage induced by each wave load are calculated using the estimated stiffness and DNV-code based S-N curve.

In this study, comparative analysis has been performed with regard to a bending stress and deformation at bottom slab of a concrete floating container terminal by live load distributions. In addition, a structural performance and behavior of the floating structure is considered using a numerical analysis. Through reviewed structural performance of a floating structure by live load distribution, the structure presented tensile behavior by two live load cases (A, B, D-type). Then, the other live load cases (C, E, F, G, H, I, J-type) shows compressive behavior. Especially, immoderately compressive stress was generated on bottom slab at specific load distribution. but, that should be decreased through controling buoyancy pre-flexion. Through reviewed structural behavior, slopes of structure by four live load cases (B, E, F, H-type) were exceeded in design criteria of mega-float. It should be estimated that it get out of the load case at loading container. In all, the present study can be considered as a benchmark of a floating container terminal in the absence of analysis and will be used to guide-line about serviceability of concrete floating container terminal.

본 논문은 구조물의 동적특성인 모드형상과 고유진동수를 이용한 손상탐지와 유효 물성치 추정을 통하여 콘크리트 축소모형과 실제 콘크리트 부유식 구조물 함체의 건전성을 평가하였다. 손상탐지의 경우 콘크리트 축소모형에 대한 동적실험을 수행하여 모드형상을 추출한 후 손상탐지기법에 적용하여 실용성을 증명하였다. 또한 실제 콘크리트 부유식 구조물 함체의 모드형상 및 고유진동수를 실험을 통하여 구한 후 구조계추정기법을 이용하여 콘크리트의 유효 물성치를 추정하였다. 손상탐지기법을 이용하여 축소모형의 손상부재를 정확히 찾아내었으며, 구조계추정기법을 이용하여 실제 콘크리트 부유식 함체의 현재 유효 물성치를 추정하였다.

이 연구에서는 전단하중을 받는 부유식 콘크리트 구조물 모듈 접합부의 구조거동 실험연구를 수행하였다. 모듈 접합부 전단키의 균열 양상, 전단거동 및 전단강도를 파악하였다. 전단강도의 영향을 파악하기 위해 전단키의 경사각도, 횡방향 구속응력 및 콘크리트의 압축강도 등을 실험변수로 고려하였다. 전단키의 경사각도가 증가함에 따라 접합부의 전단강도가 증가하였다. 또한, 구속응력이 증가함에 따라 전단키의 전단강도가 증가하였다. 실험변수에 따른 전단거동 실험결과를 토대로 접합부의 전단강도 평가식을 제안하였으며, 제안식에 의한 전단강도 예측값은 실험값에 근접하는 것으로 나타났다.

In this study, an analytical studies were carried out for the buoyancy preflexion method to improve structural performance of concrete floating structures. The buoyancy preflexion means that the preflexion effects were induced to the floating structure due to the difference in buoyancy between the pontoon modules composing the floating structures. As the results of this study, it was found that the buoyancy preflexion significantly influence on structural performance of floating structures.

프리캐스트 콘크리트 모듈 단위로 시공되는 플로팅 구조물의 거동은 콘크리트 모듈 접합부의 거동과 밀접한 연관성을 갖는다. 극한하중조건에서의 플로팅 구조물의 구조적 거동을 정확히 예측하기 위해서 모듈 접합부의 구조거동 실험연구를 수행하였다. 모듈 접합부 전단키의 전단거동, 전단강도 및 균열 패턴을 파악하였다. 실험결과는 전단키의 경사각도가 증가함에 따라 전단강도가 증가하는 것을 나타낸다. 또한, 구속응력이 증가함에 따라 전단키의 전단강도가 증가한다. 실험결과와 AASHTO 제안식에 의한 예측값을 비교하였으며, AASHTO 제안식은 실험값을 과소평가하고 있다.

21세기에는 친환경적 개념을 도입하여 공간창조 및 인구증가 등에 따른 가용 공간 부족 문제와 이로 인한 자연·도시환경악화에 대응할 수 있는 실용적 가용 공간 창출 기술인 해중터널은 다양한 외부 하중조건에 저항할 수 있어야 하며, 특히 휨과 비틀림, 축방향 인장 및 압축에 안전해야 한다. 외부 하중조건에 의해 주로 예상되는 변형은 휨변형이며, 이는 터널 벽체에 인장력과 압축력을 발생시키게 되어 터널 안전에 중요한 고려 인자이다. 해중터널의 함체는 철근콘크리트 구조로 제안되어 왔으나, 본 연구에서는 내부구속 중공 철근콘크리트 구조 및 이중강관합성 콘크리트 구조의 함체를 제안하고, 이의 휨강도에 대해 분석하여 기존의 철근콘크리트 해중터널과의 휨강도를 비교하였다. 해석 결과 제안된 구조형식은 충분한 강도와 안전성을 갖는 것으로 확인되었다.

부상식 면진기초 매스콘크리트의 시공이 6차에 걸쳐 분리타설로 이루어졌다. 선행 Mock-up실험을 통하여 각각 온도이력계측과 수화열해석이 병행되었고 최선의 양생조건과 시공순서가 부여되었다. 그 결과 수화발열과 냉각시 발생가능한 온도균열은 나타나지 않았다. 그러나 현행 콘크리트 시방서 매스콘크리트편의 온도균열지수의 간이식, 정밀식 모두 낮은 범위의 지수를 나타내었다. 이는 수화열 거동 및 균열예측에 있어 온도균열 발생확률이 높은 것으로 나타나, 실제 타설경과 내용과 상이함을 알 수 있었다. 각 시공단계의 계측 및 해석결과는 대상 부재의 크기와 형상을 고려하여 부재내부를 등온도분포영역과 상대적으로 온도경사가 높은 영역으로 분리할 필요가 있음을 추정케 하였다. 결론적으로, 구조형태별 수화발열/냉각시 온도변화에 보다 민감한 특성두께를 정의하여, 현실적인 온도균열지수를 계산하는 과정과 방법이 필요하다고 사료된다.