KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
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Long-Term Measurement of Static Strains of Jacket Type Offshore Structure under Severe Tidal Current Environments

빠른 조류 환경에서의 재킷식 해양구조물 시공 중 및 운영 중 장기 변형률 계측 및 분석

  • 이진학 (한국해양과학기술원 연안개발.에너지연구부) ;
  • 박진순 (한국해양과학기술원 연안개발.에너지연구부) ;
  • 박준석 (한국해양과학기술원 연안개발.에너지연구부) ;
  • 이광수 (한국해양과학기술원 연안개발.에너지연구부)
  • Received : 2012.05.18
  • Accepted : 2012.09.12
  • Published : 2012.11.15
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Abstract

In this study, structural strain responses of the jacket-type Uldolmok tidal current power plant structure under severe tidal environments were measured and analyzed using long-term measurement system during construction and also operation. It was observed that there were significant changes in strain responses at the steps of jacket lifting, block loading, pile ejection and insertion. Strains due to dead loads and tidal loads were analyzed before and after removal of a jacket leg, and it was also found that the strains due to dead load were much significantly changed after jacket leg removal. From the measurement data during operation, it was found that strain responses were fluctuated with M2 and M4 tidal periods and also relatively short period of about 10 min due to the peculiar tidal characteristics in the Uldolmok strait. Finally, the neural network-based non-parametric estimation models were investigated to build up the signal-based structural damage monitoring system.

이 연구에서는 빠른 조류 환경에서의 재킷식 해양구조물인 울돌목 시험조류발전소 구조물에 대한 시공 중 및 운영 중 변형률을 장기 계측하여, 계측 자료를 다양하게 분석하였다. 우선 구조물 시공 단계별 변형률 응답의 변화를 분석하여, 양중, 블록재하, 파일 인발 및 근입 등의 작업 시 변형률에 큰 변화가 발생함을 제시하였다. 또한 재킷 레그 절단과 같은 구조변경 후의 고정하중 및 조류하중에 의한 변형률 변화를 분석하여, 조류하중보다는 고정하중에 의한 변형률의 변화가 크게 발생함을 확인하였으며, 운영 중 계측 결과로부터 주요 변동 주기 성분을 분석하여, 변형률 계측 자료에 M2 및 M4 조석 성분과 동일한 주기를 갖는 장주기 성분이 가장 크게 존재함을 확인하였다. 마지막으로 변형률 기반의 구조 건전성 모니터링에 있어 중요한 변형률 예측 모델을 신경망 기반으로 작성하여, 조류 유속 및 조위에 따른 변형률을 합리적인 수준에서 예측할 수 있음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 김동현, 심재설, 민인기(2006) 이어도 해양과학기기지 구조물 계측신호 분석. 한국해안해양공학회지, 한국해안해양공학회, Vol. 18, No. 1, pp. 53-62.
  2. 박종칠, 박찬민, 김병화, 이일근, 조병완(2006) 장기계측에 의한 서해대교 사장교의 동특성 평가. 한국지진공학회 논문집, 한국지진공학회, Vol. 10, No. 6, pp. 115-123. https://doi.org/10.5000/EESK.2006.10.6.115
  3. 한국해양연구원(2008) 울돌목 시험조류발전소 건설공사 준공설계서, 한국해양연구원, 12.
  4. 한국해양연구원 (2011) 조류 에너지 실용화 사업 최종보고서, 국토해양부.
  5. Arlitt, R. and Argyriadis, K. (2010) Development and Certification of the Voith Hydro HyTide110 Tidal turbine, Proceedings of The 3rd International Conference on Ocean Energy, 6 October, Bilbao, Spain.
  6. Fraenkel, P.L. (2010) Development and testing of Marine Current Turbine's SeaGen 1.2MW tidal stream turbine, Proceedings of The 3rd International Conference on Ocean Energy, 6 October, Bilbao, Spain.
  7. Liu, X., Li, G., Yue, Q., and Oberlies, R. (2009) Acceleration-oriented design optimization of ice-resistant jacket platforms in the Bohai Gulf. Ocean Engineering, Vol. 36, No. 17-18, pp. 1295-1302. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2009.09.008
  8. Macdonald, John H.G., and Daniell, Wendy E. (2005) Variation of modal parameters of a cable-stayed bridge identified from ambient vibration measurements and FE modelling. Engineering Structures, Vol. 27, No. 13, pp. 1916-1930. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2005.06.007
  9. Ren, L., Li, H.-N., Zhou, J., Li, D.-S., and Sun, L. (2006) Health monitoring system for offshore platform with fiber Bragg grating sensors. Optical Engineering, Vol. 45, No. 8.
  10. Rolfes, R., Gerasch, W.-J., Haake, G., Reetz, J., and Zerbst, S. (2006) Early Damage Detection System for Towers and Rotor Blades of Offshore Wind Turbines. Proc. of Third European Workshop on Structural Health Monitoring, July 5-7, 2006.

Cited by

  1. Changes in Dynamic Characteristics of Monopile-Type Offshore Structures According to Tidal Environments and Boundary Conditions vol.28, pp.4, 2014, https://doi.org/10.5574/KSOE.2014.28.4.261
  2. Issues in structural health monitoring for fixed-type offshore structures under harsh tidal environments vol.15, pp.2, 2015, https://doi.org/10.12989/sss.2015.15.2.335