1. Jetty 구조물이란?
Jetty는 해안 또는 해상에 설치하여 선박의 접안, 정박 및 화물의 하역 작업을 지원하는 해양 구조물이다.
플랜트에서는 LNG, 원유, 석유화학 제품 및 각종 원료를 선박으로 운송하기 위해 Jetty를 설치한다. 선박이 접안할 수 있는 공간을 제공하고, 육상 플랜트와 선박 사이에 배관 및 하역설비를 연결하는 역할을 한다.
일반적인 부두가 여객이나 화물의 운송 및 적재를 목적으로 하는 것과 달리, 플랜트 Jetty는 특정 물질의 하역과 이송을 위한 설비가 함께 설치된다는 특징이 있다.
대표적인 적용 시설은 다음과 같다.
- LNG 수입 및 저장 플랜트
- 원유 및 석유제품 수출입 터미널
- 석유화학 제품 수출 터미널
- 발전소 연료 공급시설
- 액체화학물질 및 산업용 원료 하역시설
TIP: 플랜트에서의 JETTY 구조물
화공 플랜트의 경우, 거의 모든 원자재가 바다로 부터 들어옴에 따라, 유조선 및 LNG 선 등의 여러 운반선박으로 부터 해안가의 저장 및 생산 시설로 원료를 이송하는데 반드시 필요한 구조물이다. 발전 플랜트에서도 일반 LNG 가 아닌, 우드 팰릿 발전소 처럼 원료가 해외에서 수입되어야 하는 발전소의 경우, 사업 구상 및 상세 설계시 이러한 JETTY 구조물을 요구 받게 된다.
일반적으로 토목 공종에서 설계를 수행하나, 상부 구조물의 경우, 일부 회사에서는 건축에서 수행하는 경우가 있으므로, 건축 엔지니어는 JETTY 구조물에 대해 어느정도 숙지하고 있는 것이, 업무 진행에 좋다.
2. Jetty의 주요 구성 요소
Jetty는 하나의 단순한 구조물이 아니라 선박 접안시설, 작업 공간, 배관 및 하역설비가 결합된 복합 시설이다.
주요 구성 요소는 다음과 같다.
| 구분 | 주요 기능 |
| Access Trestle | 육상과 해상 Jetty를 연결하는 통로 |
| Loading Platform | 하역설비 및 작업 공간을 제공하는 플랫폼 |
| Breasting Dolphin | 선박의 접안 충격을 지지하는 구조물 |
| Mooring Dolphin | 선박의 계류를 위한 구조물 |
| Fender System | 선박 접안 시 충격을 흡수하는 장치 |
| Mooring Bollard | 계류 로프를 고정하는 설비 |
| Loading Arm | 선박과 육상 배관을 연결하는 하역장치 |
| Pipe Rack | 육상과 선박 사이의 유체 이송 배관을 지지하는 구조물 |
여기서 Dolphin은 Jetty 본체와 분리된 독립 구조물로 설치되는 경우가 많다.
Breasting Dolphin은 선박이 접안할 때 발생하는 충격을 흡수하고, Mooring Dolphin은 선박이 일정한 위치에 유지되도록 계류 하중을 지지한다.
따라서 Jetty 설계에서는 플랫폼 자체의 구조 안전성뿐 아니라 Dolphin과 Fender, 계류설비의 구조적 역할을 구분하여 이해해야 한다.
3. Jetty 설계 시 주요 고려사항
Jetty는 해상 환경에 노출되는 구조물이므로 일반적인 건축물과 다른 설계 조건을 적용해야 한다.
3.1 해양 환경 및 설계 조건
가장 먼저 확인해야 할 사항은 설치 해역의 환경 조건이다.
- 조위(Tide) 및 설계 해수면
- 파랑(Wave) 및 파고
- 조류(Current) 및 유속
- 풍하중(Wind Load)
- 지진하중(Seismic Load)
- 선박 접안 및 계류 조건
- 해수 온도 및 염분 농도
특히 조위와 파랑 조건은 플랫폼의 설치 높이와 하부 구조물의 설계에 직접적인 영향을 준다.
설계 해수면은 평균 해수면만으로 결정해서는 안 되며, 최고조위와 폭풍해일, 파랑에 의한 수위 상승 및 구조물의 사용 조건을 종합적으로 검토해야 한다.
3.2 선박 접안 및 계류 하중
Jetty 설계에서 중요한 하중 중 하나는 선박의 접안 및 계류에 의해 발생하는 하중이다.
선박이 Jetty에 접근하여 접안할 때 발생하는 충격 에너지는 선박의 크기와 배수량, 접안 속도, 접안 각도 및 접안 조건에 따라 달라진다.
이 에너지는 Fender System을 통해 흡수되며, Fender를 지지하는 Breasting Dolphin과 기초 구조물에 전달된다.
또한 선박이 바람이나 조류에 의해 이동하지 않도록 계류 로프를 고정하는 Mooring Bollard에는 계류 장력이 작용한다.
주요 검토 사항은 다음과 같다.
- 설계 선박의 최대 크기 및 배수량
- 접안 속도 및 접안 각도
- Fender의 흡수 에너지와 반력
- 계류 로프의 방향 및 최대 장력
- Dolphin 및 기초 구조물의 구조 안전성
따라서 Jetty의 구조설계는 단순한 고정하중과 활하중 검토만으로 완료되지 않는다.
3.3 파랑 및 조류에 의한 하중
해상 구조물에는 파랑과 조류에 의한 수평하중이 작용한다.
이러한 하중은 수중 및 수면에 노출된 말뚝과 기둥 등에 영향을 미치며, 구조물의 횡방향 변위와 부재의 응력을 증가시킬 수 있다.
특히 말뚝기초를 적용하는 경우 해수의 흐름에 의한 수평하중과 말뚝의 횡방향 지지력, 지반의 액상화 가능성 등을 검토해야 한다.
또한 해저 지반의 세굴(Scour)은 말뚝의 유효 지지 깊이를 감소시킬 수 있으므로 기초 설계 시 중요한 검토 항목이다.
3.4 기초 및 지반 조건
Jetty는 일반적으로 해상에 설치되기 때문에 말뚝기초를 적용하는 경우가 많다.
대표적인 기초 형식은 다음과 같다.
- 강관말뚝(Steel Pipe Pile)
- PHC 말뚝
- 현장타설말뚝(Bored Pile)
기초 형식은 해저 지반의 지층 구성, 지지력, 수평 저항, 시공성 및 경제성을 종합적으로 고려하여 선정한다.
특히 해상 시공은 육상 시공보다 장비 접근과 작업 공간에 제약이 있으므로 설계 단계에서 시공 방법과 시공 순서를 함께 검토할 필요가 있다.
3.5 부식 및 내구성
해상 구조물은 염분과 습기에 지속적으로 노출되기 때문에 부식에 대한 대책이 중요하다.
특히 비말대(Splash Zone)는 해수와 공기에 반복적으로 노출되는 환경이므로 부식 위험이 높다.
대표적인 부식 방지 대책은 다음과 같다.
- 중방식 도장 및 보호 코팅
- 음극방식(Cathodic Protection)
- 내식성 재료 적용
- 콘크리트 피복두께 및 내구성 확보
- 점검 및 유지관리 공간 확보
구조물의 위치와 노출 환경에 따라 적절한 방식을 선정해야 하며, 설계 수명 동안 유지관리할 수 있는 접근성도 고려해야 한다.
3.6 하역설비 및 배관 인터페이스
플랜트 Jetty는 구조물 자체보다 그 위에 설치되는 기계 및 배관설비와의 인터페이스가 중요하다.
주요 설비는 다음과 같다.
- Marine Loading Arm
- 배관 및 Pipe Rack
- Valve 및 Manifold
- Cable Tray
- 소방 및 안전설비
- 유지관리용 Crane 및 Hoist
특히 Loading Arm은 선박의 움직임과 조위 변화에 대응할 수 있어야 한다. 따라서 설치 위치와 작동 범위, 회전 공간 및 유지관리 공간을 사전에 검토해야 한다.
배관의 경우 열팽창, 지지점 반력, 진동 및 구조물의 변위를 고려해야 한다.
4. 건축 엔지니어가 확인해야 할 사항
Jetty는 토목 및 해양구조 분야의 비중이 큰 시설이지만, 건축 엔지니어 역시 플랫폼의 공간 구성과 건축 관련 시설을 검토해야 한다.
특히 건축 설계는 구조물 위에 설치되는 설비와 작업 공간의 사용성을 확보하는 역할을 한다.
4.1 플랫폼 레벨 및 공간 계획
건축 엔지니어는 플랫폼의 계획 레벨과 작업 공간을 우선적으로 확인해야 한다.
- 설계 해수면과 플랫폼 상부 레벨
- 선박의 접안 높이 및 Loading Arm 설치 높이
- 배관 및 설비의 설치 공간
- 작업자 이동 동선
- 유지관리 공간
- 설비 반입 및 교체 공간
플랫폼 레벨은 구조물의 높이만을 결정하는 문제가 아니다. 선박의 크기와 조위 변화, 하역설비의 작동 범위 및 배관 연결 조건을 함께 고려해야 한다.
TIP: PLATFORM 계획
JETTY 구간에는 접안된 배에서 원료를 반입할 수 있는 배관이 설치되며, 이에 따라 관련 PIPE RACK 이 구성된다.
이 경우, 해당 배관의 유지 보수 또는 각종 계기류를 점검 및 확인 하기 위한, PLATFORM 및 WALK WAY 가 필요하다.
건축 엔지니어는 이러한 철골 구조물을 설계할 경우, 유관 공종 (전기, 배관, 제어 등) Inform 접수 후, 적정한 level 및 규모를 갖춘 flatform 을 계획 하도록 한다.
4.2 Access Trestle 및 보행 동선
Access Trestle은 육상과 해상 플랫폼을 연결하는 통로다.
작업자가 안전하게 이동할 수 있도록 다음 사항을 검토해야 한다.
- 보행 통로의 유효 폭
- 계단 및 사다리 설치
- 안전난간 및 발끝막이판
- 바닥재의 미끄럼 방지
- 개구부 및 점검구 안전대책
- 비상 대피 동선
- 야간 작업을 위한 조명
특히 해상 구조물은 강풍과 우천, 염분 등에 노출되므로 바닥재와 난간 등의 내구성 및 유지관리성을 고려해야 한다.
4.3 Platform 및 철골 구조물
Jetty 상부에는 철골 플랫폼과 설비 지지 구조물이 설치되는 경우가 많다.
건축 엔지니어는 다음 사항을 확인해야 한다.
- 플랫폼의 바닥재 형식 및 하중 조건
- Grating 및 Checker Plate 적용 위치
- 설비 유지관리용 개구부
- 계단 및 사다리의 설치 위치
- 철골 구조물의 부식 방지
- 설비 반입 및 교체를 위한 공간
특히 Grating은 개방형 바닥재이므로 하부에 설치되는 배관이나 설비의 점검 및 배수에는 유리하지만, 작업 환경과 개구부 안전성을 함께 고려해야 한다.
4.4 건축법 및 소방·안전 관련 검토
Jetty는 일반 건축물과 달리 해양구조물 및 산업설비의 성격이 강하다.
따라서 모든 건축 관련 법규를 일률적으로 적용하기보다는 해당 시설의 법적 분류와 인허가 조건을 먼저 확인해야 한다.
주요 검토 항목은 다음과 같다.
- 건축법상 건축물 해당 여부
- 공작물 및 해양시설 관련 인허가
- 산업안전보건 관련 기준
- 소방시설 설치 및 화재 대응 기준
- 비상 대피 및 구명설비
- 해양환경 및 항만 관련 규정
특히 Jetty 상부에 별도의 건축물이나 실내 공간이 설치되는 경우에는 해당 시설의 용도와 규모에 따라 건축 및 소방 관련 법규 적용 여부를 별도로 검토해야 한다.
TIP : JETTY 구조물 상부의 PIPE RACK 내화
일반적으로 JETTY 구조물 상부의 Pipe Rack 은 취급하는 물질의 특성 및 배관 Route 등에 따라, 내화구조를 적용해야 하며, 이 경우, 해안가 및 옥외 구조물의 특성을 고려하여, 질석계 재질 (펜돌라이트) 의 내화재로 해당 부재를 도포하게 된다.
5. 설계 단계별 건축 엔지니어의 주요 업무
Jetty 설계에서 건축 엔지니어는 구조물 자체의 설계뿐 아니라 여러 분야의 설계 조건을 종합적으로 확인해야 한다.
| 설계 단계 | 주요 확인 사항 |
| 기본설계 | 플랫폼 레벨, 공간 계획, 선박 및 설비 배치 |
| 상세설계 | 바닥재, 계단, 난간, 개구부, 유지관리 공간 |
| 구조 인터페이스 | 철골 구조물과 설비 지지점, 하중 전달 조건 |
| 설비 인터페이스 | 배관, Loading Arm, Cable Tray 간섭 |
| 안전 검토 | 보행 동선, 추락 방지, 비상 대피 |
| 시공성 검토 | 자재 반입, 설치 공간, 시공 순서 |
| 유지관리 검토 | 점검 접근성, 부식 방지, 교체 공간 |
건축 엔지니어는 구조 및 기계·배관 설계에서 제공하는 설계 조건을 바탕으로 실제 작업자가 이용할 수 있는 공간이 확보되었는지 확인해야 한다.
6. 마무리
Jetty는 선박 접안과 하역 작업을 지원하는 해양 구조물이며, 일반 건축물과 달리 해양 환경과 선박의 움직임, 하역설비 및 배관 시스템을 함께 고려해야 한다.
구조설계에서는 파랑, 조류, 접안 및 계류 하중, 기초와 세굴, 부식 등이 주요 검토 대상이다.
건축 엔지니어는 플랫폼 레벨과 공간 계획, 보행 동선, 바닥재, 난간, 계단 및 유지관리 공간을 중점적으로 검토해야 한다.
결국 Jetty 설계의 핵심은 구조물의 안전성뿐 아니라 선박과 육상 플랜트 사이의 설비 연결, 작업자의 안전한 작업 환경 및 장기적인 유지관리성을 함께 확보하는 데 있다.
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