플로트오버 LMU 리셉터와 엘라스토메릭 패드 구조최적설계

Abstract

플로트오버(Float-over) 공법은 해양구조물의 상부구조물과 하부구조물을 각각 제작하여 운영해역으로 운송 및 설치하는 공법으로 설치선에 의해 운반된 상부구조물을 먼저 설치된 하부구조물 위에 설치한다. 이 때 LMU(Leg Mating Unit)은 상부구조물과 하부구조물 사이에 설치되어 플로트오버 과정에서 각 구조물에 작용하는 하중을 저감하고 이러한 하중들에 의해 구조물들이 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다. LMU는 크게 두 가지 부분으로 구성된다. 하나는 설치 대상 구조물의 stabbing cone과 결합하는원뿔이나 반원 등의 형상을 지닌 리셉터(receptor) 부분, 그리고 다른 하나는 플로트오버 설치 과정에서 발생하는 하중을 흡수하기 위한 초탄성재료들로 이루어져 있는 엘라스토메릭 패드(elastomeric pad) 부분이다. 이러한 LMU는 상부구조물의 중량과 설치할 수 있는 공간 등에 따라 그 개수, 크기 및 형상이 상이하다. 이에 본 연구에서는 20,000ton 급 상부구조물을 반잠수식 하부지지구조물에 플로트오버 공법으로 설치할 때 주어진 설치 공간에 대한 제약 조건을 만족하는 LMU 초기설계를 도출하였고, 이를 바탕으로 플로트오버 과정에서 고려되는 설계 조건들을 만족하면서 LMU의 중량을 저감하는 구조최적설계를 수행하여 LMU 리셉터와 엘라스토메릭 패드의 기하 및 형상에 대한 최적설계(안)을 제안하였다. 뿐만 아니라 설계민감도해석을 수행하여 LMU를 구성하는각 부재들의 변위 및 응력 등의 구조 응답들에 대한 영향을 분석하였다.