부유식 해양구조물의 플로트오버 설치용 LMU 최적설계

Abstract

해양구조물의 설치는 그 방법에 따라 크게 두 가지 방법으로 나눌 수 있다. 하나는 해상 크레인 등을 활용한 리프팅(lifting)을 통해 상부구조물의 모듈 또는 전체를 하부지지구조물 위에 설치하는 리프팅 방법이며, 다른 하나는 상부구조물과 하부지지구조물을 각각 제작·운송한 후 바지선 등을 활용하여 상부구조물을 하부지지구조물 위에 설치하는 플로트오버(float-over) 방법이다. 최근 해양구조물의 상부구조물이 점점 대형화 되어가는 추세와 더불어 해상 크레인 작업이 필요하지 않아 기존의 리프팅 방법에비해 안전하고 비용 측면에서도 저렴한 것으로 알려진 플로트오버 설치 방법에 대한 관심 또한 증가하고 있다. 플로트오버 설치에서 상부구조물과 하부지지구조물은 다양한 외력을 경험하게 되는데 이 때 LMU(Leg Mating Unit)은 설치 과정에서 각 구조물에작용하는 하중을 저감하고 충격으로부터 구조물들을 보호하는 역할을 한다. LMU는 설치 대상 구조물과 결합하는 리셉터(receptor) 부분과 플로트오버 설치과정에서 발생하는 하중을 완화·흡수하는 초탄성재료의 엘라스토메릭 패드(elastomeric pad)로 구성된다. 다만 하부지지구조물의 형태가 고정식인 경우에 대한 플로트오버 설치 연구는 다방면에서 다수 진행된 바 있으나 하부지지구조물의 형태가 부유식인 경우에 대한 연구는 아직 미흡한 편이다. 이에 본 연구에서는 최적설계를 통해 부유식 해양구조물의 플로트오버 설치에서 활용되는 LMU의 중량을 저감하면서 주어진 반발력 및 응력 제약 조건들을 만족하는 최적설계(안)을 개발하고자 한다. LMU 설계 초기 단계에서 주어진 정보의 부족으로 인하여 초기설계는 기하 정보만을 활용한 리셉터 부와 주어진 요구 반