KR102325771B1

KR102325771B1 - 마찰 슬립 및 확장변형에 의한 낙석에너지 흡수구조의 복합 단부 완충장치, 이를 구비한 낙석 방지망 및 이를 이용한 완충식 낙석 방지 공법

Info

Publication number: KR102325771B1
Application number: KR1020210122672A
Authority: KR
Inventors: 남홍기; 김종환
Original assignee: (주) 코리아에스이
Priority date: 2021-09-14
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2021-11-12

Abstract

본 발명은 완충부재(1); 상기 완충부재(1)의 중공부 단면보다 더 큰 단면을 가지고 있으며 순방향으로 가해지는 힘에 의해 완충부재(1) 내로 삽입 이동되어 완충부재(1)를 확장 변형시키는 변형부재(5); 와이어 로프(200)의 여유장 부분에 체결 구비되는 순방향 마찰클립(2); 앵커(300)에 체결되고 U자 형태의 직선부는 각각 완충부재(1)의 플랜지부(11)를 순방향으로 관통하여 연장되는 연결로프(3); 및 연결로프(3)에서 완충부재(1)의 플랜지부(11)를 관통하여 연장된 부분에 체결 구비되는 역방향 마찰클립(4)을 포함하며; 낙석 인장력에 의해 와이어 로프(200)가 순방향으로 당겨지면서 순방향 마찰클립(2)과 와이어 로프(200) 사이에 마찰 슬립이 발생함과 동시에 또는 그 전,후로 변형부재(5)가 완충부재(1) 내로 당겨져서 완충부재(1)의 단면을 확장 변형시키고, 연결로프(3)가 역방향으로 당겨지면서 역방향 마찰클립(4)과 연결로프(3) 사이에 마찰 슬립이 발생함으로써 낙석 에너지의 흡수 및 소산이 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 단부 완충장치와, 이러한 복합 단부 완충장치를 구비한 낙석 방지망과, 이를 이용한 완충식 낙석 방지 공법에 관한 것이다.

Description

마찰 슬립 및 확장변형에 의한 낙석에너지 흡수구조의 복합 단부 완충장치, 이를 구비한 낙석 방지망 및 이를 이용한 완충식 낙석 방지 공법{Shock-Absorbing Ends Device, Net Facilities for Protecting Falling Rocks using such Device, and Shock-Absorbing Net Construction Method using such Facilities}

본 발명은 비탈면 등에서 낙석 발생에 효과적으로 대응하기 위하여 단부 완충장치를 구비한 낙석 방지망을 설치하는 낙석 방지 시공 기술에 관한 것으로서, 구체적으로는 낙석으로 인한 낙석에너지를 클립과 로프(rope) 간의 마찰 슬립과, 단부 완충장치를 구성하는 완충부재의 확장변형에 의해 순차적으로 그리고 매우 효율적으로 흡수함으로써 우수한 완충효과를 발휘하는 복합 단부 완충장치와, 이를 이용하여 설치되는 낙석 방지망과, 이를 이용한 낙석 방지 공법에 관한 것이다.

도로나 인도 측방의 암 깎기 비탈면에서 탈리된 암석이나 낙석이 도로나 인도로 침범하는 것을 방지하기 위하여 낙석 방지망을 설치한다. 낙석 방지망은 와이어 로프를 종,횡으로 배치하고, 지반에 고정 설치된 앵커에 와이어 로프의 단부를 결합하는 형태로 설치된다. 낙석 방지망의 와이어 로프 단부를 앵커에 결합할 때에는, 낙석이 발생하여 낙석 방지망에 걸리면서 와이어 로프가 당겨질 때 발생하는 충격 등의 낙석 에너지를 흡수할 수 있도록 단부 완충장치 이용하게 된다. 대한민국 등록특허 제10-0471375호 및 제10-0610391호에는 각각 우수한 성능을 발휘하는 단부 완충장치의 일예가 개시되어 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0471375호(2005. 03. 10. 공고). 대한민국 등록특허공보 제10-0610391호(2006. 08. 09. 공고).

본 발명은 상기한 종래 기술이 가지는 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 낙석 방지망을 이루는 와이어 로프의 단부에 구비되어 앵커에 체결되는 단부 완충장치를 구성함에 있어서 구조가 간단하면서 설치가 용이하며, 로프와 클립 간의 마찰 슬립(slip : 마찰되면서 미끄러짐)과, 단부 완충장치를 이루는 부재가 확장되는 변형을 이용하여 낙석 에너지를 순차적이고 점진적으로 흡수 및 소산시킴으로써 낙석 에너지로 인한 충격흡수 및 완충에 있어서 매우 우수한 성능을 보이게 되는 단부 완충장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 이러한 단부 완충장치를 이용하여 설치되는 낙석 방지망과, 이러한 본 발명의 낙석 방지망을 설치하여 효율적으로 낙석을 예방하거나 대응할 수 있게 되는 낙석 방지 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 중공부 및 플랜지부를 구비하고 있는 완충부재; 상기 완충부재의 중공부 단면보다 더 큰 단면을 가지고 있으며 순방향으로 가해지는 힘에 의해 완충부재 내로 삽입 이동되어 완충부재를 확장 변형시키는 변형부재; 중공부를 관통하여 완충부재의 역방향 단부 밖으로 노출된 와이어 로프의 여유장 부분에 체결 구비되는 순방향 마찰클립; 영문자 U자 형태를 가지게 되고 U자 형태의 절곡부는 앵커에 체결되고 U자 형태의 직선부는 각각 완충부재의 플랜지부를 순방향으로 관통하여 연장되는 연결로프; 및 연결로프에서 완충부재의 플랜지부를 관통하여 연장된 부분에 체결 구비되는 역방향 마찰클립을 포함하며; 낙석으로 인한 인장력에 의해 와이어 로프가 순방향으로 당겨지면서 순방향 마찰클립과 와이어 로프 사이에 마찰 슬립이 발생함과 동시에 또는 그 전,후로 순방향 마찰클립의 순방향 이동에 의해 변형부재가 완충부재 내로 삽입되어 당겨짐으로써 완충부재의 단면 확장 변형이 발생하고, 이와 동시에 또는 그 전,후로 연결로프가 역방향으로 당겨지면서 역방향 마찰클립과 연결로프 사이에 마찰 슬립이 발생함으로써 낙석 에너지의 흡수 및 소산이 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 단부 완충장치가 제공된다.

또한 본 발명에서는 종방향 와이어 로프 및 횡방향 와이어 로프 중 어느 하나 또는 전부의 단부에 상기한 본 발명의 복합 단부 완충장치가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 낙석 방지망이 제공되며, 더 나아가 이러한 낙석 방지망을 이용한 완충식 낙석 방지 공법이 제공된다.

본 발명에 따른 복합 단부 완충장치는, 낙석의 발생으로 인하여 와이어 로프가 당겨지게 되면, 클립과 로프 간의 마찰 슬립에 의해 낙석 에너지의 흡수 및 소산 작용이 진행될 뿐만 아니라, 복합 단부 완충장치를 구성하는 완충부재의 단면 확장변형에 의해서도 낙석 에너지의 흡수 및 소산 작용이 진행되며, 더 나아가 이러한 낙석 에너지의 흡수 및 소산 작용이 순차적이고 점진적으로 진행되므로써, 낙석 에너지의 흡수 및 낙석 충격의 완충 효과가 매우 우수하며, 낙석 방지망을 비롯한 낙석 방지 설비를 이루는 각 구성품의 변형이나 파손 등을 매우 효과적으로 예방할 수 있게 되는 장점이 있다.

더 나아가, 상기와 같은 본 발명의 복합 단부 완충장치가 가지는 유리한 작용효과 및 장점을 통해서, 본 발명에 따른 낙석 방지망은 더욱 우수한 시공성을 가지게 되며, 본 발명에 따른 낙석 방지 공법은 실용성과 경제성이 더욱 향상되는 효과가 발휘된다.

도 1은 와이어 로프의 단부에 본 발명에 따른 복합 단부 완충장치가 결합되고 비탈면에 고정된 앵커에 복합 단부 완충장치가 연결된 상태를 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 2의 (a) 및 (b)는 각각 완충부재의 일예를 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 3은 완충부재의 내부 구성을 보여주는 도 2의 (a)에 표시된 화살표 A-A에 따른 개략적인 측단면도이다.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 복합 단부 완충장치에 구비되는 순방향 마찰클립의 일예에 대한 개략적인 조립사시도와 분해사시도이다.
도 6 내지 도 13은 각각 와이어 로프에 구비된 본 발명의 복합 단부 완충장치에서 일어나는 낙석 에너지의 흡수 및 소산 과정을 순차적으로 보여주는 도 1에 대응되는 개략적인 측면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 1에는 와이어 로프(200)의 단부에 본 발명에 따른 복합 단부 완충장치(100)가 결합되고 비탈면에 고정된 앵커(300)에 복합 단부 완충장치(100)가 연결되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 편의상 도 1에서 복합 단부 완충장치(100)를 이루는 완충부재(1)는 측단면 형태로 도시하였다.

본 발명에 따른 복합 단부 완충장치(100)는, 비탈면에 설치되는 낙석 방지망의 와이어 로프(200)의 단부에 결합 구비되며, 비탈면에 고정된 앵커(300)에 체결 연결되어서, 낙석이 발생하여 낙석 방지망과 와이어 로프(200)에 충격이 가해질 때, 그에 따른 낙석 에너지를 흡수 및 소산시켜서 충격을 경감시키는 것이다. 편의상 본 명세서에서는 와이어 로프(200)가 길게 연장되는 방향을 "종방향"이라고 기재하는데, 특히 낙석이 발생하였을 때 와이어 로프(200)가 당겨지는 방향을 "순방향"이라고 기재하고, 이와 반대되는 방향을 "역방향"이라고 기재한다.

도면에 예시된 것처럼 본 발명의 복합 단부 완충장치(100)는, 종방향으로 연장된 관(管)형상의 중공부 및 플랜지부를 구비하고 있으며 중공부의 단면이 확장되어 변형되므로써 낙석 에너지를 흡수하는 완충부재(1)와, 상기 완충부재(1)의 중공부 단면보다 더 큰 단면을 가지고 있으며 순방향으로 가해지는 힘에 의해 완충부재(1) 내로 삽입 이동되어 완충부재(1)를 확장 변형시키는 변형부재(5)와, 상기 중공부 및 변형부재(5)를 관통하여 완충부재(1)의 역방향 단부 밖으로 노출된 낙석 방지망의 와이어 로프(200)의 여유장(餘裕長) 부분에 체결되어서 와이어 로프(200)가 순방향으로 당겨지면 슬립에 의한 슬립 저항력을 발휘하면서도 순방향으로 이동하면서 변형부재(5)에 대해 순방향 힘을 가하여 변형부재(5)를 순방향으로 밀어주는 순방향 마찰클립(clip)(2)과, 영문자 U자 형태를 가지게 되고 U자 형태의 절곡부는 앵커(300)에 체결되고 U자 형태의 직선부는 각각 완충부재(1)의 플랜지부를 순방향으로 관통하여 연장되는 연결로프(3)와, 상기 연결로프(3)에서 완충부재(1)의 플랜지부를 관통하여 연장된 부분에 체결되어서 와이어 로프(200)가 순방향으로 당겨지면 마찰 슬립에 의한 슬립 저항력을 발휘하는 역방향 마찰클립(4)을 포함하는 구성을 가진다.

도 2의 (a) 및 (b)에는 각각 완충부재(1)의 일예를 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 완충부재(1)의 내부 구성을 상세히 보여주는 도 2의 (a)에 표시된 화살표 A-A에 따른 개략적인 측단면도가 도시되어 있다. 본 발명에서 완충부재(1)는 종방향으로 연장된 관형상의 부재로 이루어진 중공부(10)와, 종방향과 직교하는 평면 방향으로 확장된 면적을 가지는 플랜지부(11)를 포함하는 구성을 가지고 있다. 완충부재(1)의 역방향 단부에는 변형부재(5)가 위치한다. 변형부재(5)는 완충부재(1)의 중공부(10) 단면보다 더 큰 단면을 가지고 있으며, 와이어 로프(200)가 관통하게 되는 부재로서, 후술하는 것처럼 낙석 발생으로 인하여 와이어 로프(200)가 순방향으로 당겨지게 되고 그에 따라 후술하는 순방향 마찰클립(2)이 순방향으로 이동해도면, 그에 따른 순방향 힘에 의해 완충부재(1) 내로 삽입 이동되면서 완충부재(1)를 확장 변형시키게 된다. 변형부재(5)는 도면에 예시된 것처럼 순방향으로 가면서 그 단면 크기가 줄어드는 형태의 테이퍼(taper)진 형상을 가질 수 있으며, 변형부재(5)가 삽입되는 완충부재(1)의 역방향 입구 부분 역시 이러한 변형부재(5)의 형상에 맞추어서 그 내경이 역방향 끝단으로 갈수록 점점 커지는 형태의 테이퍼진 형태가 될 수 있다. 이와 같은 변형부재(5)와 완충부재(1)의 역방향 입구의 테이퍼진 형상은, 후술하는 것처럼 낙석 발생으로 인하여 와이어 로프(200)가 순방향으로 당겨질 때 변형부재(5)가 용이하게 중공부(10)의 내부 중공으로 들어오게 만드는 장점을 발휘하게 된다. 후술하는 것처럼 변형부재(5)가 완충부재(1)의 중공부(10) 내부로 들어와서 순방향으로 이동하게 되면 완충부재(1)는 그 단면이 커지도록 확장 변형되지만, 완충부재(1)의 순방향 끝단부는 변형부재(5)가 완충부재(1)로부터 이탈하여 완전히 빠져나가지 않도록 확장 변형에 대한 매우 큰 강성을 가지게 된다. 이를 위해서 도면에 예시된 것처럼 완충부재(1)의 순방향 끝단부에 보강링(13)을 설치함으로써 확장변형에 대하여 완충부재(1)의 충분한 강성을 확보할 수도 있고, 완충부재(1)의 순방향 끝단부에서 그 재질을 달리하거나 기타 다양한 방법에 의해 확장변형에 대하여 완충부재(1)의 충분한 강성을 확보할 수 있다.

낙석 방지망에 구비되는 와이어 로프(200)는 완충부재(1)를 관통하여 배치되는데, 완충부재(1)를 관통한 와이어 로프(200)의 역방향 단부는 완충부재(1) 밖으로 노출되며, 이렇게 노출된 와이어 로프(200)의 역방향 단부 즉, 와이어 로프(200)의 여유장 부분에는 순방향 마찰클립(2)이 체결 구비된다. 순방향 마찰클립(2)은 와이어 로프(200)에 소정의 파지력에 의해 결합되어 마찰저항을 발휘하는 것인데, 순방향 마찰클립(2)이 와이어 로프(200)를 물어서 파지하고 있는 힘 즉, "순방향 마찰클립의 파지력" 보다 더 큰 힘으로 와이어 로프(200)가 당겨지게 되면 와이어 로프(200)는 순방향 마찰클립(2)과의 사이에서 마찰저항을 발생시키면서도 미끄러져서 움직이게 된다. 이러한 순방향 마찰클립(2)은 복수개가 간격을 두고 구비될 수 있다.

도 4 및 도 5에는 각각 순방향 마찰클립(2)의 일예에 대한 개략적인 조립사시도와 분해사시도가 도시되어 있다. 도면에 예시된 순방향 마찰클립(2)의 경우, 2개의 볼트관통공(210)이 형성되어 있는 베이스부재(21)와, 영문자 U자 형태로 이루어져서 와이어 로프(200)를 감싸게 되는 U볼트(20)와, 베이스부재(21)의 볼트관통공(210)을 관통하여 돌출되는 U볼트(20)의 단부에 체결되는 너트부재(22)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성의 순방향 마찰클립(2)에서는 너트부재(22)의 조임 정도를 조절함으로써 와이어 로프(200)와 순방향 마찰클립(2) 사이의 마찰저항을 필요한 정도로 도입할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 본 발명에서 순방향 마찰클립(2)은 위에서 예시한 것에 한정되지 않는다.

위의 설명에서는 순방향 마찰클립(2)과는 상이한 구성을 가지는 변형부재(5)가 별도로 구비된 것으로 설명하였으나, 본 발명에서 변형부재(5)는 앞서 예시한 형태, 더 나아가 테이퍼진 형태의 부재에 한정되는 것은 아니며, 순방향 마찰클립(2) 자체가 변형부재(5)로서의 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 별도의 변형부재(5)가 구비되어 있지 않고, 완충부재(1)에서 역방향 단부에 저지판을 설치해두어서 제1순방향 마찰클립(2-1)이 완충부재(1)의 내부로 밀려들어 오는 것을 일시적으로 저지한 상태에서, 앞서 설명한 것처럼 낙석으로 인한 순방향 인장력이 와이어 로프(200)에 작용함에 따라 저지판의 파쇄되면서 순방향 마찰클립이 완충부재(1)의 내부로 삽입 이동하고, 순방향 마찰클립에 의해 완충부재(1)의 중공부(10)가 확장 내지 파쇄되는 변형이 발생하는 형태로 구성할 수도 있는 것이다. 이 경우, 순방향 마찰클립(2)이 변형부재(5)로서 기능하게 되는 것이다.

도면에 예시된 완충부재(1)의 역방향 단부에는 플랜지부(11)가 구비되어 있으며, 플랜지부(11)에는 연결로프(3)가 관통하게 되는 로프 관통공(110)이 형성되어 있다. 연결로프(3)는 완충부재(1)를 지반에 고정된 앵커(300)와 연결시켜주는 부재로서, 앵커(300)에 결합되었을 때 영문자 U자 형태로 구부러진 형태가 되어서 U자 형태의 절곡부는 앵커(300)에 체결되고 U자 형태의 직선부는 각각 완충부재(1)의 플랜지부(11)를 순방향으로 관통하여 연장된다. 연결로프(3)는 와이어 로프(200)와 동일한 규격의 것을 이용하는 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

연결로프(3)에서 완충부재(1)의 플랜지부(11)를 관통하여 순방향으로 연장된 부분에는 역방향 마찰클립(4)이 체결 구비되어 있다. 역방향 마찰클립(4)은 연결로프(3)에 소정의 파지력에 의해 결합되어 마찰저항을 발휘하는 것인데, 역방향 마찰클립(4)이 연결로프(3)를 물어서 파지하고 있는 파지력 보다 더 큰 힘으로 연결로프(3)가 역방향 당겨지게 되면 연결로프(3)는 역방향 마찰클립(4)과의 사이에서 마찰저항을 발생시키면서도 미끄러져서 움직이게 된다. 이러한 역방향 마찰클립(4) 역시 복수개가 간격을 두고 구비될 수 있다. 역방향 마찰클립(4)으로는 앞서 설명한 순방향 마찰클립(2)과 동일한 구성의 것을 이용할 수 있다.

도 6 내지 도 13에는 각각 와이어 로프(200)에 본 발명의 복합 단부 완충장치(100)가 결합된 상태에서 낙석이 발생하여 와이어 로프(200)를 순방향으로 당겨주는 힘이 작용할 때 복합 단부 완충장치(100)에서 일어나는 낙석 에너지의 흡수 및 소산 과정의 일예를 순차적으로 보여주는 도 1에 대응되는 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 구체적으로 도 6은 도 1의 측면도를 반복하여 동일하게 도시한 것이고, 도 7는 낙석으로 인한 인장력이 와이어 로프(200)에 순방향으로 작용하여 와이어 로프(200)가 순방향으로 당겨지기 시작한 상태를 보여주는 것이다. 도 6 내지 도 13을 참조하여 상세한 설명을 함에 있어서 편의를 위하여 와이어 로프(200)의 여유장 부분에 종방향으로 간격을 두고 구비된 복수개의 순방향 마찰클립에 대해서는 역방향으로 가면서 순차적으로 제1순방향 마찰클립(2-1), 제2순방향 마찰클립(2-2), 제3순방향 마찰클립(2-3) 및 제4순방향 마찰클립(2-4)의 방식으로 표기하고 서술하였다. 다만, 이러한 제1, 2, 3, 4순방향 마찰클립(2-1, 2-2, 2-3, 2-4)의 복수개 순방향 마찰클립 전부를 동시에 통칭할 때에는 "순방향 마찰클립(2)"이라고 표기한다. 또한 연결로프(3)에 종방향으로 간격을 두고 구비된 복수개의 역방향 마찰클립에 대해서는 이와 반대로 순방향으로 가면서 순차적으로 제1역방향 마찰클립(4-1), 제2역방향 마찰클립(4-2), 제3역방향 마찰클립(4-3) 및 제4역방향 마찰클립(4-4)의 방식으로 표기하고 서술하였으며, 제1, 2, 3, 4역방향 마찰클립(4-1, 4-2, 4-3, 4-4)의 복수개 역방향 마찰클립 전부를 동시에 통칭할 때에는 "역방향 마찰클립(4)"이라고 표기한다.

도 6은 낙석이 발생하지 않은 상태를 보여주는 것으로서, 완충부재(1)의 역방향 단부에는 변형부재(5)가 위치하고 있는데, 일반적으로는 와이어 로프(200)에 소정의 인장력을 도입한 채로 앵커(300)에 정착하게 되므로 제1순방향 마찰클립(2-1)은 변형부재(5)의 역방향 측면에 밀착하여 순방향으로의 이동이 저지된 상태에 있게 된다.

낙석이 발생하게 되면 와이어 로프(200)에는 순방향으로 힘이 작용하게 되는데, 이 때 와이어 로프(200)에 작용하는 순방향의 인장력이 제1순방향 마찰클립(2-1)의 파지력 즉, 제1순방향 마찰클립(2-1)이 와이어 로프(200)를 물어서 파지하고 있는 힘 보다 더 큰 경우에는 제1순방향 마찰클립(2-1)이 변형부재(5)에 밀착되어 순방향으로 움직이지 못한 상태에서 제1순방향 마찰클립(2-1)과 와이어 로프(200) 사이에 마찰 슬립이 발생하여 와이어 로프(200)가 순방향으로 당겨진다. 그에 따라 도 7에 도시된 것처럼 와이어 로프(200)와 함께 제2순방향 마찰클립(2-2)이 순방향으로 움직이게 되는데, 제2순방향 마찰클립(2-2)은 제1순방향 마찰클립(2-1)에 밀착되면서 더 이상의 순방향 움직임이 저지된다. 도 7에서 화살표는 순방향으로의 인장력을 나타낸다.

낙석으로 인한 인장력이 순방향으로 와이어 로프(200)에 더욱 크게 작용하게 되고, 이 때의 인장력이 제1순방향 마찰클립(2-1)의 파지력과 제2순방향 마찰클립(2-2)의 파지력보다 더 큰 경우에는 제1순방향 마찰클립(2-1)과 제2순방향 마찰클립(2-2)이 순방향으로 움직이지 못한 상태에서 제1, 2순방향 마찰클립(2-1, 2-2)과 와이어 로프(200) 사이에 슬립이 발생하여 와이어 로프(200)는 계속하여 순방향으로 당겨진다. 그에 따라 도 8에 도시된 것처럼 제3순방향 마찰클립(2-3)이 와이어 로프(200)와 함께 순방향으로 움직이다가 제2순방향 마찰클립(2-2)에 밀착되면서 그 움직임이 멈춰진다. 그리고 낙석으로 인한 인장력이 제1, 2, 3순방향 마찰클립(2-1, 2-2, 2-3)의 파지력 전부보다 더 크게 순방향으로 와이어 로프(200)에 작용하게 되면, 위에서 설명한 것과 유사하게 제1, 2, 3순방향 마찰클립(2-1, 2-2, 2-3)이 순방향으로 움직이지 못한 상태에서 제1, 2, 3순방향 마찰클립(2-1, 2-2, 2-3)과 와이어 로프(200) 사이에 마찰 슬립이 발생하여 와이어 로프(200)는 계속하여 순방향으로 당겨지며, 그에 따라 도 9에 도시된 것처럼 제4순방향 마찰클립(2-4)이 순방향으로 움직이다가 제3순방향 마찰클립(2-3)에 밀착되면서 그 움직임이 멈춰진다.

이와 같이 낙석이 발생하게 되면 제1, 2, 3순방향 마찰클립(2-1, 2-2, 2-3)에서는 순차적으로 와이어 로프(200)의 마찰 슬립이 발생하게 되고, 이러한 순차적인 와이어 로프(200)의 마찰 슬립에 의해 낙석 에너지의 흡수 및 소산이 진행된다.

도 9에 도시된 상태에서도 잔존하는 낙석 에너지로 인하여 인장력이 더 크게 순방향으로 와이어 로프(200)에 작용할 수 있는데, 제4순방향 마찰클립(2-4)의 파지력이 매우 큰 경우에는 와이어 로프(200)와 순방향 마찰클립(2)간에는 더 이상의 슬립이 일어나지 않게 된다. 따라서 추가적으로 순방향으로 인장력이 가해지면 와이어 로프(200)가 순방향으로 당겨짐과 동시에 순방향 마찰클립(2)도 모두 순방향으로 당겨지게 된다. 그에 따라 도 10에 도시된 것처럼 변형부재(5)가 완충부재(1)의 중공부(10) 내부로 이동하면서 완충부재(1)의 단면이 확장되는 변형이 발생하게 된다. 와이어 로프(200)로부터 전달되는 낙석 에너지는 이러한 완충부재(1)의 단면 확장 변형에 의하여 추가적으로 더욱 흡수 및 소산된다. 완충부재(1)에서 순방향의 단부는 보강링(13)의 설치 또는 기타 다양한 방법에 의해 확장변형에 대한 매우 큰 강성을 가지고 있으므로, 변형부재(5)가 완충부재(1)의 단면을 확장 변형시키면서 순방향으로 이동하더라도 완충부재(1)를 벗어나지는 못하게 된다.

한편, 연결로프(3)에서도 역방향 마찰클립(4)과 연결로프(3) 간의 마찰 슬립에 의한 낙석 에너지의 흡수 및 소산이 이루어진다. 도면에 예시된 실시예의 경우, 변형부재(5)에 의한 완충부재(1)의 변형이 진행되어 변형부재(5)가 완충부재(1)의 순방향 끝단부에 이르러서 더 이상의 순방향의 이동이 불가능한 상태가 된 후에야 비로소 연결로프(3)와 역방향 마찰클립(4) 간의 마찰 슬립이 이루어지는 것으로 예시하고 있지만, 경우에 따라서는 변형부재(5)에 의한 완충부재(1)의 변형이 시작되기 전에 또는 변형이 진행되는 도중에 후술하는 연결로프(3)와 역방향 마찰클립(4) 간의 마찰 슬립에 의한 낙석 에너지의 흡수 및 소산이 진행될 수도 있다. 다만 편의상 도면에 예시된 형태 즉, 변형부재(5)에 의한 완충부재(1)의 변형이 완료된 후에 연결로프(3)와 역방향 마찰클립(4) 간의 마찰 슬립이 이루어지는 것을 예시하여 설명한다.

변형부재(5)에 의한 완충부재(1)의 변형이 진행되어 변형부재(5)가 완충부재(1)의 순방향 끝단부에 도달한 후에도, 계속하여 낙석으로 인한 인장력이 와이어 로프(200)에 작용하게 되면, 도 11에 도시된 것처럼 연결로프(3)의 단부가 역방향을 향하여 당겨지게 된다. 역방향 마찰클립(4)의 파지력을 순방향 마찰클립(3)의 파지력 보다 더 크게 한 경우에는, 도 10에 도시된 것처럼 순방향 마찰클립(2)이 완충부재(1)의 단면을 확장 변형시키면서 순방향으로 이동하는 동안에도, 역방향 마찰클립(4)은 연결로프(3)를 파지하고 있는 그 위치를 그대로 유지한 상태에 있게 된다. 그런데 순방향 마찰클립(2)이 완충부재(1)의 순방향 끝단부에 이르러서 멈춘 후에도 계속하여 낙석으로 인한 인장력이 작용하고, 이러한 순방향의 인장력이 역방향 마찰클립(4)의 파지력보다 더 큰 경우에는, 도 11에 도시된 것처럼 제1역방향 마찰클립(4-1)이 완충부재(1)의 플랜지(11)에 밀착되어 역방향으로 움직이지 못한 상태에서 제1역방향 마찰클립(4-1)과 연결로프(3) 사이에 마찰 슬립이 발생하여 연결로프(3)가 역방향으로 당겨지게 되고, 이 과정에서 추가적인 낙석 에너지의 흡수 및 소산이 이루어진다. 연결로프(3)가 역방향으로 당겨지게 되면 와이어 로프(200)는 순방향으로 당겨져 움직이게 된다.

연결로프(3)가 역방향으로 당겨짐에 따라 제2역방향 마찰클립(4-2)이 역방향으로 이동하여 제1역방향 마찰클립(4-1)에 밀착하게 되는데, 이 상태에서도 낙석으로 인한 순방향의 인장력이 계속하여 와이어 로프(300)에 작용하게 되면 제1, 2역방향 마찰클립(4-1, 4-2) 모두에서 연결로프(3)의 마찰 슬립이 발생하게 되고, 그에 따라 연결로프(3)는 계속하여 역방향으로 당겨져서 도 12에 도시된 것처럼 제3역방향 마찰클립(4-3)이 역방향으로 움직이다가 제2역방향 마찰클립(4-2)에 밀착되면서 그 움직임이 멈춰진다. 그리고 낙석으로 인한 인장력이 제1, 2, 3역방향 마찰클립(4-1, 4-2, 4-3)의 파지력 전부보다 더 크게 순방향으로 와이어 로프(200)에 작용하게 되면, 위에서 설명한 것과 유사하게 제1, 2, 3역방향 마찰클립(4-1, 4-2, 4-3)이 역방향으로 움직이지 못한 상태에서 제1, 2, 3역방향 마찰클립(4-1, 4-2, 4-3)과 연결로프(3) 사이에 마찰 슬립이 발생하여 연결로프(3)는 계속하여 역방향으로 당겨져 움직이며, 그에 따라 도 13에 도시된 것처럼 제4역방향 마찰클립(4-4)이 역방향으로 움직이다가 제3역방향 마찰클립(4-3)에 밀착되면서 그 움직임이 멈춰진다. 이와 같은 제1, 2, 3역방향 마찰클립(4-1, 4-2, 4-3)에서 발생하는 순차적인 연결로프(3)의 마찰 슬립에 의해 추가적인 낙석 에너지의 흡수 및 소산이 진행된다.

본 발명에 따른 복합 단부 완충장치(100)에서 진행되는 위와 같은 순차적이고 단계적인 마찰 슬립 및 완충부재의 확장변형에 의한 낙석 에너지의 흡수 및 소산, 그리고 이를 통한 낙석 충격의 완화 작용의 진행 순서는, 복수개의 순방향 마찰클립(2) 각각이 와이어 로프(200)를 파지하고 있는 힘 즉, 순방향 마찰클립(2)의 파지력 그리고, 복수개의 역방향 마찰클립(4) 각각이 연결로프(3)를 파지하고 있는 힘 즉, 역방향 마찰클립(4)의 파지력, 더 나아가 완충부재(1)의 확장변형에 대한 강성을 적절히 조절함으로써 달라질 수 있다.

예를 들어, 순방향 마찰클립(2)의 파지력을 역방향 마찰클립(4)의 파지력보다 더 크게 함으로써, 와이어 로프(200)와 순방향 마찰클립(2) 사이의 마찰 슬립이 보다 먼저 연결로프(3)와 역방향 마찰클립(4) 사이의 마찰 슬립이 발생하도록 유도할 수도 있으며, 완충부재(1)의 확장변형에 대한 강성을 크게 함으로써, 순방향 마찰클립(2)와 역방향 마찰클립(4) 모두에서 마찰 슬립이 일어난 후에 완충부재(1)의 확장변형이 발생하도록 유도할 수 있는 것이다. 이와 달리 완충부재(1)의 확장변형에 대한 강성을 작게 하여 완충부재(1)의 확장변형이 우선 발생하게 만든 후, 순방향 마찰클립(2)와 역방향 마찰클립(4)에서 마찰 슬립이 일어나도록 유도할 수도 있다. 더 나아가 복수개의 순방향 마찰클립(2)과 역방향 마찰클립(4) 각각에 대해서도 개별적으로 파지력을 조절함으로써, 이동 및 마찰 슬립의 발생 순서를 필요에 맞게 바꿀 수도 있다.

이와 같이 본 발명에서는 "와이어 로프(200)와 순방향 마찰클립(2) 사이에서의 마찰 슬립", "연결로프(3)와 역방향 마찰클립(4) 사이에서의 마찰 슬립", 그리고 "완충부재(1)의 확장변형"의 세 가지가 다양한 순서에 따라 순차적으로 또는 동시에 발생하면서 낙석 에너지를 흡수 및 소산시키게 되는 바, 낙석으로 인한 충격을 급격하게 저지하고 완화시키는 것이 아니라 점차로 저지 및 완화시킬 수 있게 되고, 그만큼 와이어 로프(200)를 비롯한 낙석 방지망, 그리고 더 나아가 낙석 방지를 위한 시설물 전체에 급격한 충격으로 인한 변형이나 파손 등이 발생하는 것을 매우 효과적으로 예방할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 본 발명의 복합 단부 완충장치(100)가 가지는 유리한 작용효과 및 장점을 통해서, 낙석 방지망의 시설 용량을 줄이고 시공성이 우수하며 낙석에 대한 높은 안전성을 확보할 수 있는 낙석 방지망을 제공할 수 있게 되며, 더 나아가 실용적이고 경제적인 낙석 방지 공법을 제공할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 낙석 방지망은, 낙석의 발생이 우려되는 비탈면에 설치되는 보호그물과, 상기 보호그물 위에 종방향 및 횡방향으로 설치되는 와이어 로프를 포함하여 구성되는데, 종방향 와이어 로프 및 횡방향 와이어 로프 중 어느 하나 또는 전부의 단부에는 상기한 본 발명에 따른 복합 단부 완충장치(100)가 구비되어 있는 것이다. 즉, 본 발명에 따른 낙석 방지망은 와이어 로프의 단부에 본 발명에 따른 복합 단부 완충장치(100)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

그리고 본 발명에 따른 낙석 방지 공법은, 상기한 본 발명의 낙석 방지망을 비탈면에 설치하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 구체적으로는 낙석의 발생이 우려되는 비탈면의 둘레에 앵커를 고정 설치하고, 비탈면에 보호그물을 씌우고 보호그물 위에는 단부에 복합 단부 완충장치가 구비되어 있는 종, 횡방향 와이어 로프를 설치한 후, 복합 단부 완충장치를 앵커에 체결하는 과정을 포함하며, 특히 종방향 와이어 로프 및 횡방향 와이어 로프 중 어느 하나 또는 전부의 단부에는 상기한 본 발명에 따른 복합 단부 완충장치(100)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

이상에서는 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상 및 청구범위 내에서 자유로운 변형과 개선이 이루어질 수 있다.

1: 완충부재
2: 순방향 마찰클립
3: 연결로프
4: 역방향 마찰클립
5: 변형부재
20: U볼트
21: 베이스부재
22: 너트부재
10: 중공부
11; 플랜지부
100: 복합 단부 완충장치
110: 로프 관통공
200: 와이어 로프
300: 앵커

Claims

비탈면에 설치되는 낙석 방지망의 와이어 로프(200)의 단부에 결합되는 복합 단부 완충장치(100)로서,
중공부(10) 및 플랜지부(11)를 구비하고 있는 완충부재(1);
상기 완충부재(1)의 중공부(10) 단면보다 더 큰 단면을 가지고 있으며 순방향으로 가해지는 힘에 의해 완충부재(1) 내로 삽입 이동되어 완충부재(1)를 확장 변형시키는 변형부재(5);
중공부(10) 및 변형부재(5)를 관통하여 완충부재(1)의 역방향 단부 밖으로 노출되어 역방향으로 연장된 와이어 로프(200)의 여유장 부분에 체결 구비되는 순방향 마찰클립(2);
영문자 U자 형태를 가지게 되고 U자 형태의 절곡부는 비탈면에 고정된 앵커(300)에 체결되고, U자 형태의 직선부는 완충부재(1)의 플랜지부(11)를 순방향으로 관통하여 연장되는 연결로프(3); 및
연결로프(3)에서 완충부재(1)의 플랜지부(11)를 관통하여 순방향으로 연장된 부분에 체결 구비되는 역방향 마찰클립(4)을 포함하며;
낙석으로 인한 인장력에 의해 와이어 로프(200)가 순방향으로 당겨지면서 순방향 마찰클립(2)과 와이어 로프(200) 사이에 마찰 슬립이 발생함과 동시에 또는 그 전,후로 순방향 마찰클립(2)의 순방향 이동에 의해 변형부재(5)가 완충부재(1) 내로 삽입되어 당겨짐으로써 변형부재(5)에 의해 완충부재(1)의 단면 확장 변형이 발생하고, 이와 동시에 또는 그 전,후로 연결로프(3)가 역방향으로 당겨지면서 역방향 마찰클립(4)과 연결로프(3) 사이에 마찰 슬립이 발생함으로써 낙석 에너지의 흡수 및 소산이 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 단부 완충장치.
제1항에 있어서,
순방향 마찰클립(2)은 역방향으로 가면서 제1순방향 마찰클립(2-1), 제2순방향 마찰클립(2-2), 제3순방향 마찰클립(2-3) 및 제4순방향 마찰클립(2-4)의 순서로 복수개가 순차적으로 간격을 두고 구비되며;
제1순방향 마찰클립(2-1)이 완충부재(1)의 역방향 측 단부에 밀착되어 움직이지 못한 상태에서 제1순방향 마찰클립(2-1)과 와이어 로프(200) 간의 마찰 슬립이 발생하고, 후속하여 제2순방향 마찰클립(2-2)이 순방향으로 당겨져서 제1순방향 마찰클립(2-1)에 밀착되어 움직이지 못한 상태에서, 제1, 2순방향 마찰클립(2-1, 2-2)과 와이어 로프(200) 간의 마찰 슬립이 발생하는 형태로, 제3, 4순방향 마찰클립(2-3, 2-4)역시 순차적으로 순방향으로 당겨진 후 움직이지 못한 상태에서 순방향 마찰클립과 와이어 로프(200) 간의 마찰 슬립이 발생함으로써 낙석 에너지의 흡수 및 소산이 순차적이고 점진적으로 발생되는 것을 특징으로 하는 복합 단부 완충장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
역방향 마찰클립(4)은 순방향으로 가면서 제1역방향 마찰클립(4-1), 제2역방향 마찰클립(4-2), 제3역방향 마찰클립(4-3) 및 제4역방향 마찰클립(4-4)의 순서로 복수개가 순차적으로 간격을 두고 구비되며;
제1역방향 마찰클립(4-1)이 완충부재(1)의 플랜지(11)에 밀착되어 역방향으로 움직이지 못한 상태에서 제1역방향 마찰클립(4-1)과 연결로프(3) 간의 마찰 슬립이 발생하고, 후속하여 제2역방향 마찰클립(4-2)이 역방향으로 당겨져서 제1역방향 마찰클립(4-1)에 밀착되어 움직이지 못한 상태에서, 제1, 2역방향 마찰클립(4-1, 4-2)과 연결로프(3) 간의 마찰 슬립이 발생하는 형태로, 제3, 4역방향 마찰클립(4-3, 4-4)도 순차적으로 역방향으로 당겨진 후 움직이지 못한 상태에서 역방향 마찰클립과 연결로프(3) 간의 마찰 슬립이 발생함으로써 낙석 에너지의 흡수 및 소산이 순차적이고 점진적으로 발생되는 것을 특징으로 하는 복합 단부 완충장치.
비탈면에 설치되는 보호그물; 및
상기 보호그물 위에 종방향 및 횡방향으로 설치되는 와이어 로프를 포함하여 구성되는데;
종방향 와이어 로프 및 횡방향 와이어 로프 중 어느 하나 또는 전부의 단부에는 청구항 제1항 또는 제2항에 따른 복합 단부 완충장치(100)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 낙석 방지망.
비탈면의 둘레에 앵커를 고정 설치하고;
비탈면에 보호그물을 씌우고;
단부에 복합 단부 완충장치가 구비되어 있는 종, 횡방향 와이어 로프를 보호그물 위에 설치하고;
복합 단부 완충장치를 앵커에 체결하는 과정을 포함하며;
종방향 와이어 로프 및 횡방향 와이어 로프 중 어느 하나 또는 전부의 단부에는 청구항 제1항 또는 제2항에 따른 복합 단부 완충장치(100)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 완충식 낙석 방지 공법.