An Analytical Study on the behavior of the Pier considering Soil Conditions

지반 조건을 고려한 잔교의 거동에 관한 해석적 연구

최근 국내 연안역에는 관광의 활성화 등의 목적으로 잔교가 많이 가설되고 있다. 그러나 잔교의 설계에 대한 규정이 없어 현재는 항만 및 어항설계기준을 준용하여 설계하고 있는 실정이며, 또한 지역적 특성을 반영하지 못하고 건설되어 과다한 단면을 사용하는 경우가 많고, 경제성이나 경관성을 갖추지 못한 경우가 많은 실정이다. 본 연구에서는 합리적인 잔교용 설계기준을 마련하기 위한 기초적인 연구로써 지반조건을 고려한 잔교의 거동특성을 분석하고자 하였다. 이를 위하여 해석모델을 개발하고, 다양한 해석조건에 대한 해석을 수행하여 그 특성을 정리하고자 하였다. 이를 통하여 잔교의 합리적인 구조시스템을 개발하고, 설계기준을 정리하는데 이바지 하고자 한다. 이 연구에서는 서해안의 연약지반을 고려하기 위해 지반스프링을 이용한 해석모델을 개발하고, 다양한 해석조건에 대한 해석을 수행하여 그 특성을 파악하고자 하였다. 조립식 잔교는 Capbeam, Wood Deck, ㄱ형강, Pile로 네 가지의 구성으로 이루어지고, 이 네 가지 요소의 재료는 강재로 사용하였으며, 하중에 대해서는 항만 및 어항설계기준을 준용하여 군중하중 $5kN/m^2$, 월파력 $20.1kN/m^2$을 사용하였고, 풍하중은 도로교 설계기준을 이용하여 산정한 $3.309kN/m^2$을 사용하였다. 재하하중 및 하중에 대한 최적단면에 대한 연구를 활용하여 본 연구에서는 지반조건의 영향, Capbeam과 Pile의 크기변화, 사항 등의 영향을 고려하였을 때 각 구성요소에서 발생하는 단면력의 변화와 축력, 접합부 모멘트 등의 외력과 내력을 정리하여 잔교의 거동특성을 파악하고자 하였다. 다양한 변수해석을 수행하기 위하여 지반조건을 고려한 2D 해석모델을 개발하였으며, 본 연구에서 고려한 군중하중, 풍하중, 월파력의 설계하중 중에서는 월파력이 지배적인 것을 알 수 있었다. Pier의 지름이 증가 하면 작용하는 월파력이 커지고 따라서 단면력이 증가하는 것을 알 수 있었다. 그러므로 합리적인 Pier의 크기 결정이 경제적이고 경관이 우수한 잔교 건설에 중요 요인임을 알 수 있다. 본 연구는 잔교의 설계기준 정립에 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단되나, 보다 합리적인 잔교의 설계와 시공을 위해서는 지속적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.