KR101799016B1 - 암파쇄 방호벽 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사면의 절취 및 암파쇄로 인한 암괴와 토석 등이 도로로 유입되는 것을 차단시키고, 절취로 인해 발생하는 암괴 및 토석의 임시적재, 유용토 반출을 위한 통행로 확보 등을 위한 암파쇄 방호벽에 관한 것으로서, 일정한 간격으로 설치되는 H파일과, 상기 H파일의 각 플랜지 사이에 다수 개가 끼워지면서 적층 설치되는 방호패널로 이루어지되, 상기 방호패널은 골과 산이 연속된 파형부와 상기 파형부의 양 단부에서 수평 절곡된 접합면부로 이루어지는 파형패널의 한 쌍이 서로 마주보도록 결합되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

암파쇄 방호벽{SAFEGUARD WALL OF ROAD FOR ROCK CRUSHING}

본 발명은 도로의 개량 및 절토사면의 안정화 시공을 위한 암파쇄 방호시설에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사면의 절취 및 암파쇄로 인한 암괴와 토석 등이 도로로 유입되는 것을 차단시키고, 절취로 인해 발생하는 암괴 및 토석의 임시적재, 유용토 반출을 위한 통행로 확보 등을 위한 암파쇄 방호벽에 관한 것이다.

경제활동의 증가에 따른 차량 이동량의 대폭적인 증가는 보다 안전하고 효율적인 도로망을 요구하고 있으며, 그에 따라 도로 주변의 절토사면에 대한 안정화 작업과 차로의 증설 및 선형개량 작업이 지속적으로 이루어지고 있다.

특히 우리나라는 국토의 70%가 산지로 이루어져 있어 많은 도로들이 산지에 위치할 수 밖에 없고, 이러한 지형에서의 기존도로의 확장 및 절토사면의 안정화 시공이 원활히 이루어질 수 있도록 일정규모 이상이 공사현장에 대하여는 암파쇄 방호벽 등의 방호시설을 설치하고 있다.

암파쇄 방호벽의 방호패널은, 굴착에 따른 배면지반의 이완이나 침하를 방지하기 위하여 아래의 방향으로 설치되는 Top-Down 형태의 흙막이벽체와는 달리 아래에서부터 상부의 방향으로 설치해 올라가는 Bottom-Up 형태로 이루어지는 것으로서, 공사용 장비의 작업공간 확보를 위해 뒷채움된 토사의 횡하중은 물론 낙석등에 의한 충격하중에 대하여도 충분한 안정성을 유지할 수 있어야 한다.

이러한 암파쇄 방호벽은 통상적으로 일정한 간격을 가지는 다수 개의 H 파일을 지중에 근입시키고, 각 H 파일 사이에 목재 또는 강재로 된 방호패널을 끼워넣고 필요에 따라 뒷채움을 실시한다. 여기에서 본 발명은 강재로 된 방호패널을 사용하여 암파쇄 방호벽을 형성시키는 것을 기술적 범위로 한다.

도 1은 강재의 방호패널을 이용하여 구성시킨 암파쇄 방호벽에 관한 종래기술의 일 예를 나타낸 것으로서, 도 1의 (a)는 방호패널의 형상을 도시한 것이고, (b)는 상기 방호패널을 이용하여 암파쇄 방호벽을 설치한 상태를 도시한 것이다.

상기한 종래기술의 방호패널은 사다리꼴 형상의 단면을 가지게 한 후, 각 적층되는 방호패널들에 가로질러 보강대를 설치함으로써 이에 작용하는 하중에 대한 안정성을 확보하고자 한다.

그런데 상기한 사다리꼴 형상 단면의 방호패널은 모든 하중을 받아주는 평탄한 전면판은 수직하게 작용하는 낙석 등의 충격하중에 의해 쉽게 전단변형되고, 이를 방지하기 위하여 두께를 증가시킬 수 밖에 없는 바, 이는 상기한 보강대와 더불어 강재의 사용량을 증가시키는 문제점을 가지게 한다.

KR 20-0304428 Y1

본 발명은 종래기술의 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 방호패널을 구성하는 강판의 두께를 최소화시키면서도 별도의 보강대 없이 충분한 전단강성을 가질 수 있는 암파쇄 방호벽을 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 암파쇄 방호벽에 사용되는 방호패널에 대하여 무용접 구조를 가지게 함으로써 작업성을 향상시킴과 더불어 경제적인 시공성을 도모할 수 있는 암파쇄 방호벽을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 종래기술의 상기한 과제를 해결하기 위한 것으로서, 가장 바람직한 실시예에 의하면, 일정한 간격으로 설치되는 H파일과, 상기 H파일의 각 플랜지 사이에 다수 개가 끼워지면서 적층 설치되는 방호패널로 이루어지되, 상기 방호패널은 골과 산이 연속된 파형부와 상기 파형부의 양 단부에서 수평 절곡된 접합면부로 이루어지는 파형패널의 한 쌍이 서로 마주보도록 결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 암파쇄 방호벽이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 H파일의 웨브에는 길이방향으로 가이드바가 부착되고, 방호패널은 상기 상기 가이드바와 전면측 플랜지 사이에 끼워지는 것을 특징으로 하는 암파쇄 방호벽이 제공된다.

이때 상기한 방호패널은 한 쌍의 파형패널이 서로 접하는 파형부의 골에는 지점이 형성되도록 볼트체결될 수 있으며, 특히 상기와 같이 파형부의 볼트체결되는 골 부분 중 가이드바와 플랜지 사이에 위치한 부분에서 체결되는 볼트는 양 단부가 가이드바와 플랜지에 수직으로 접하는 길이를 가지는 장볼트일 수 있다.

또 상기 H파일의 각 사이에는 H파일의 각 상단을 연결하는 간격유지대가 설치될 수 있으며, 이와는 별도로 상기 H파일의 각 사이의 배면측 플랜지에는 X자형 인장보강재가 더 설치될 수 있다.

본 발명은 방호패널의 전후면을 호형의 곡면 형상으로 형성시켜 이에 작용하는 하중을 축력으로 작용하게끔 할 뿐 아니라, 이를 구성하는 파형패널의 한 쌍이 서로 마주보도록 결합시켜 단면계수를 최대화시킬 수 있는 원호형상의 관체가 형성되도록 하여 전단강성 및 휨강성을 극대화시킴으로써 이에 사용되는 강재의 사용량을 대폭 줄여주고 외관을 미려하게 한다.

또한 본 발명은 방호패널을 일방향 체결볼트 유닛을 사용하여 무용접 구조를 가질 수 있게 함으로써, 열변형에 의한 응력손실이 발생되지 않도록 함과 더불어 작업성을 향상시키고 안전사고의 발생여지를 줄여주면서 경제적인 제작 및 시공을 가능하게 한다.

도 1은 종래기술에 의한 암파쇄 방호벽을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 암파쇄 방호벽의 평면도, 정면도 및 배면도이다.
도 3은 본 발명의 암파쇄 방호벽을 구성하는 방호패널의 사시도이다.
도 4는 상기 방호패널을 구성하는 파형패널의 형상을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 암파쇄 방호벽의 사시도 및 각 부분의 단면도이다.
도 6은 상기 방호패널의 구성을 위한 접합면부의 결합 실시예를 나타낸 부분 사시도이다.
도 7은 도 6의 실시예를 위한 일방향 체결볼트 유닛의 체결과정을 나타낸 각 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관한 설명을 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 암파쇄 방호벽(W)의 상부와 전면 및 배면을 바라본 상태이고, 도 3, 4는 상기 암파쇄 방호벽(W)을 구성시키기 위한 방호패널(20)에 관한 것으로서, 도 3은 상기 방호패널(20)의 사시도이고, 도 4는 상기 방호패널(20)을 구성하는 파형패널(20A)의 형상을 나타낸 사시도이다.

본 발명의 암파쇄 방호벽(W)은 도 2에 도시된 바와 같이, 일정한 간격으로 설치되는 H 파일(10)과, 상기 H 파일(10)의 각 사이에 설치되어 배면의 토사나 낙석 등이 전면의 도로쪽으로 흘러가지 않도록 벽체를 형성하는 방호패널(20)로 이루어진다.

상기 H 파일(10)은 지중에 근입되어 방호패널(20)에 작용하는 하중을 지지하는 것으로서, 그 근입깊이는 낙석의 시뮬레이션을 통해 산정된 설치높이와 관련한 구조계산에 의해 설정되며, 지반과의 일체화를 위해 지중 근입부분에 대하여는 채움콘크리트(15)가 더 구비될 수 있다.

또 H 파일(10)의 각 사이에는 H 파일(10)의 각 상단을 연결하는 간격유지대(13)가 설치될 수 있다.

상기 간격유지대(13)는 인접한 두 H 파일(10) 사이에 응력이 서로 전달되어 어느 한쪽에 응력이 집중되는 것을 방지함과 더불어, 인접한 H 파일(10) 사이가 벌어지는 것을 방지하여 이들 사이에 설치되는 방호패널(20)이 이탈되지 않도록 한다.

이러한 간격유지대(13)는 압축력과 인장력에 함께 대응할 수 있는 바형상을 가지는 것으로서, 바람직하게는 앵글과 같은 L형강으로 구성된다.

이와 더불어 H 파일(10)의 각 사이의 배면측 플랜지(11)에는 인접한 H 파일(10) 사이를 연결하는 X자형 인장보강재(30)가 더 설치될 수 있다.

여기에서 배면측이라 함은 절토사면이 위치한 쪽을 말하는 것으로서, 암파쇄 방호벽(W)의 배면측은 절취된 암괴 또는 토석 등에 의해 인장응력이 발생되는 바, 상기 인장보강재(30)는 암파쇄 방호벽(W)으로 하여금 높은 휨강성을 가지게 하여 구조적 안정성을 향상시킨다.

이러한 인장보강재(30)는 암파쇄 방호벽(W)의 규모 및 구조설계에 따라 L형강이 사용될 수도 있으나, 바람직하게는 장력의 조절이 가능한 와이어(31) 및 턴버클(32)로 구성시킨다.

H 파일(10)의 웨브에는 길이방향으로 가이드바(12)가 부착 설치될 수 있다.

방호패널(20)은 H 파일(10)의 전면과 배면의 각 플랜지(11) 사이에 끼워져 설치되는 바, 상기 가이드바(12)는 방호패널(20)의 두께에 비하여 상기 각 플랜지(11) 사이의 폭이 더 큰 경우 방호패널(20)의 전후면에 이격이 발생되지 않도록 한다. 예컨대 방호패널(20)은 상기 가이드바(12)와 전면측 플랜지(11) 사이에 끼워지도록 하여 H 파일(10)과 방호패널(20) 사이에 구조적 안정성을 유지할 수 있도록 한다.

아울러 상기 가이드바(12)는 H 파일(10) 자체에 대한 강성을 증대시키는 부가적인 효과도 함께 가지게 한다.

물론 H 파일(10)의 각 플랜지(11) 사이의 폭과 방호패널(20)의 두께가 일치하는 경우에는 상기 가이드바(12)의 설치는 필요하지 않게 된다.

H 파일(10)의 각 플랜지(11) 사이에 다수 개가 끼워지면서 적층 설치되는 방호패널(20)은 얇은 강판을 롤포밍 내지는 프레스 수단으로 성형하여 제작되도록 하는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 파형패널(20A)이 서로 마주보도록 결합되어 구성된다.

이러한 파형패널(20A)은 도 4에 도시된 바와 같이 골(21b)과 산(21a)이 연속된 파형부(21)와 상기 파형부(21)의 상하 양 단부에서 수평 절곡된 접합면부(22)로 이루어진다.

상기 파형부(21)는 수직으로 작용하는 하중이 면을 따라 축력으로 작용하도록 호형의 곡면으로 이루어진다. 따라서 상기 파형패널(20A)은 배면토압이나 낙석등의 충격하중에 대응할 수 있는 높은 전단강성을 가지게 된다.

또한 상기 파형패널(20A)의 호형 곡면은 대향하는 파형패널(20A)과 함께 하나의 원호형상의 관체를 구성하기 때문에 단면계수의 증가로 높은 휨강성을 가지게 하여 강재의 사용량을 대폭 절감시킬 수 있게 한다.

마주보는 한 쌍의 파형패널(20A)이 서로 접하는 파형부(21)의 골(21b)에는 볼트체결됨으로써 일정한 간격으로 형성되는 원호형상의 관체 사이에 지점을 형성시키면서 상기 한 쌍의 파형패널(20A)이 일체로 거동할 수 있게 한다.

상기와 같이 볼트체결에 의해 형성된 각 지점 중 일부는 방호패널(20)에 대한 지지점의 역할을 하게 함으로써, H 패널의 플랜지(11) 또는 가이드바(12)에 접하는 파형패널(20A)의 산(21a) 부분에 발생되는 응력을 줄여줌으로써 상기한 원호형상의 관체가 변형되는 것을 방지할 뿐 아니라, 설령 원호형상의 관체가 변형된다고 하더라도 방호패널(20)이 플랜지(11)와 가이드바(12) 사이에서 흔들림 없이 고정상태를 유지할 수 있게 한다.

이를 위해 파형부(21)의 볼트체결되는 골(21b) 부분 중 가이드바(12)와 플랜지(11) 사이에 위치한 부분에서 체결되는 볼트는 도 5에 도시된 바와 같이, 양 단부가 가이드바(12)와 플랜지(11)에 수직으로 접하는 길이를 가지는 장볼트(25)로 구성된다

즉 방호패널(20)에 작용하는 하중의 일부는 상기한 장볼트(25)를 통해 H 파일(10)에 전달되도록 함으로서 산(21a) 부분을 통해 H 파일(10)에 전달되는 하중의 크기를 줄여준다.

아울러 방호패널(20)에 수직한 장볼트(25)가 가이드바(12)와 플랜지(11) 사이에 밀착되기 때문에 방호패널(20)의 산(21a) 부분에 대한 형상이 변형되어 가이드바(12)와 플랜지(11) 사이에 밀착되지 않아 틈이 발생된다고 하더라도 방호패널(20) 자체는 흔들림 없이 고정 설치된 상태를 그대로 유지할 수 있게 된다.

파형부(21)의 상하 양 단부에서 수평 절곡된 접합면부(22)는 한 쌍의 파형패널(20A)을 일체화시킨다. 이를 위하여 일측 파형패널(20A)의 접합면부(22)에 용접홈(미도시)을 구비시켜 용접에 의한 일체화를 도모하게 할 수도 있으나, 이러한 용접은 얇은 강판으로 이루어진 파형패널(20A)에 열변형을 유발시킬 우려가 있을 뿐 아니라, 작업의 번잡성 및 시공단가의 상승요인으로 작용하며, 특히 산지에서의 화재발생의 요인이 될 우려도 있게 된다.

따라서 본 발명의 또 다른 실시예에서는 한 쌍의 파형패널(20A)이 서로 겹쳐지는 접합면부(22)에 대한 접합을 볼트체결방식으로 적용시킴으로써 용접방식에 의해 발생되는 상기한 문제점을 해결한다.

도 6은 이러한 볼트체결방식을 이용하여 두 접합면부(22)를 결합시킨 실시예를 나타낸 것이고, 도 7은 두 접합면부(22)가 볼트체결되는 과정을 각 단면으로 나타낸 것이다.

볼트체결되는 접합면부(22)에는 내측으로 오목한 오목체결부(23)가 형성된다. 상기 오목체결부(23)의 오목한 깊이는 체결된 볼트의 단부가 방호패널(20)의 상부 또는 하부쪽으로 돌출되지 않을 정도로 하여, 적층된 각 방호패널(20) 사이에 틈이 발생되지 않도록 한다.

한편 한 쌍의 파형패널(20A)을 접합시키게 되면 서로 겹쳐지는 접합면부(22)의 내면은 폐쇄된 공간(S)에 위치하기 때문에 일반적인 볼트체결방식을 사용하는 것은 그다지 용이하지 않게 되는 바, 본 발명에서는 서로 겹침되는 오목체결부(23)들 사이에 일방향 체결볼트 유닛(40)에 의한 체결이 이루어지게 한다.

상기 일방향 체결볼트 유닛(40)은, 접합면부(22)에 구비되는 체결공(23a)을 통과할 수 있는 작은 규모의 두부(41a)가 구비된 일방향 볼트(41)와, 상기 두부(41a)에 의해 걸림되는 것으로서 이등분으로 접어져 상기 체결공(23a)을 통과하는 접힘와셔(42) 및, 상기 접힘와셔(42)에 대응하여 피체결부재의 반대편에서 일방향 볼트(41)에 체결되는 너트(43)로 이루어지는 것으로서, 여기에 피체결부재와 너트(43) 사이에 삽입되는 통상의 와셔(44)가 더 포함될 수 있다.

상기 접힘와셔(42)는 외력에 의해 이등분으로 접힘되나 탄성에 의해 펼쳐질 수 있도록 구성되는 것으로서, 진입봉(50)에 의해 일방향 볼트(41)와 함께 피체결부재인 접합면부(22)에 구비된 체결공(23a)을 통해 그 이면의 폐쇄된 공간(S) 내로 삽입된 후, 자력으로 펼쳐지면서 일방향 볼트(41)의 두부(41a)가 상기 체결공(23a)으로부터 다시 빠져나올 수 없게 한다.

이에 관하여 도 7을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

일방향 체결볼트를 접합면부(22)의 이면으로 삽입시키기 위한 진입봉(50)의 선단부(51)는 접힘와셔(42)가 접힘될 수 있는 V형 단면으로 이루어지고, 최선단에는 접착부(51a)가 구비된다. 상기 접착부(51a)는 일방향 볼트(41)의 부착과 떼어냄을 용이하게 할 수 있는 것이면 족하는 것으로서, 가장 바람직하게는 자석으로 이루어진다.

접힘와셔(42)를 상기 진입봉(50)의 선단부(51)에 끼워 넣고 이를 접어 손으로 잡은 상태에서 최선단에 일방향 볼트(41)를 부착시켜 접합면부(22)의 체결공(23a)을 통과시킨 후, 상기 접힘와셔(42)를 놓게 되면, 상기 접힘와셔(42)는 자력에 의해 펼쳐지면서 일방향 볼트(41)의 두부(41a)가 걸쳐지게 된다.

상기와 같이 접힘와셔(42)가 펼쳐지면 일방향 볼트(41)의 타측 단부를 접합면부(22)의 외측으로 잡아당긴 후 너트(43)로 체결함으로써 볼트체결작업을 완료시킨다.

진입봉(50)은 상기한 볼트체결작업이 완료된 후 일방향 볼트(41)로부터 분리시키는 것이 바람직한 바, 이를 위해 진입봉(50)의 후단을 통해 너트(43)를 삽입하거나, 너트(43)를 미리 진입봉(50)에 삽입시켜 놓을 수 있다.

이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

10; H 파일 11; 플랜지
12; 가이드바 13; 간격유지대
15; 채움콘크리트 20; 방호패널
20A; 파형패널 21; 파형부
21a; 산 21b; 골
22; 접합면부 23; 오목체결부
23a; 체결공 25; 장볼트
30; 인장보강재 31; 와이어
32; 턴버클 40; 일방향 체결볼트 유닛
41; 일방향 볼트 41a; (일방향 볼트의)두부
42; 접힘와셔 43; 너트
44; 와셔 50; 진입봉
51; 선단부 51a; 접착부
S; (폐쇄된)공간 W; 암파쇄 방호벽

Claims (6)

1. 도로의 개량 및 절토사면의 안정화 시공을 위한 암파쇄 방호시설에 있어서,
   일정한 간격으로 설치되는 것으로서 웨브에 길이방향으로 가이드바(12)가 부착된 H 파일(10)과, 상기 H 파일(10)의 가이드바(12)와 전면측 플랜지(11) 사이에 다수 개가 끼워지면서 적층 설치되는 방호패널(20)로 이루어지고,
   상기 방호패널(20)은 골(21b)과 산(21a)이 연속된 파형부(21)와 상기 파형부(21)의 양 단부에서 수평 절곡된 접합면부(22)로 이루어지는 파형패널(20A)의 한 쌍이 서로 마주보도록 결합되는 것으로서,
   한 쌍의 파형패널(20A)이 서로 접하는 파형부(21)의 골(21b)에는 지점이 형성되도록 볼트체결되고, 한 쌍의 파형패널(20A)이 서로 겹쳐지는 접합면부(22)에 대하여는 일방향 체결볼트 유닛(40)에 의해 체결되되,
   상기 파형부(21)의 볼트체결되는 골(21b) 부분 중 가이드바(12)와 플랜지(11) 사이에 위치한 부분에서 체결되는 볼트는 양 단부가 가이드바(12)와 플랜지(11)에 수직으로 접하는 길이를 가지는 장볼트(25)이고,
   상기 일방향 체결볼트 유닛(40)은 접합면부(22)에 구비되는 체결공(23a)을 통과할 수 있는 작은 규모의 두부(41a)가 구비된 일방향 볼트(41)와, 상기 두부(41a)에 의해 걸림되는 것으로서 이등분으로 접어져 상기 체결공(23a)을 통과하는 접힘와셔(42) 및 상기 접힘와셔(42)에 대응하여 피체결부재의 반대편에서 일방향 볼트(41)에 체결되는 너트(43)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 암파쇄 방호벽.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 H 파일(10)의 각 사이에는 H 파일(10)의 각 상단을 연결하는 간격유지대(13)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 암파쇄 방호벽.
6. 제1항에 있어서,
   상기 H 파일(10)의 각 사이의 배면측 플랜지(11)에는 X자형 인장보강재(30)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 암파쇄 방호벽.

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