KR200169367Y1

KR200169367Y1 - 충격완화용 방호책

Info

Publication number: KR200169367Y1
Application number: KR2019970045625U
Authority: KR
Inventors: 김기중
Original assignee: 김기중; 주식회사케이.알
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2000-02-01
Also published as: KR19990032859U

Abstract

본 고안은 차도와 인도사이에 설치되어 주행차량이 인도측으로 들어오지 못하도록 하는 방호책에 관한 것으로, 특히 충돌시 차량 및 탑승자의 안전을 도모하기 위한 충격완화용 방호책에 관한 고안이다.

본 고안은 종래의 방호책에 있어서, 포스트(1)가 상부포스트(11)와 하부포스트(12)로 나누어지고; 상기 상하부포스트(11, 12)간의 이격거리에 삽입되는 몸체(41), 상기 몸체(41)의 상하부에서 단차를 가지면서 테이퍼져 상기 몸체(41)와 일체로 이루어지는 상부삽입부(42) 및 하부삽입부(43)들로 이루어지는 컨넥팅러버(4)가; 상기 상하부삽입부(42, 43)를 상기 상하부포스트(11, 12)의 내주에 각각 강입하여 이루어진 것임을 특징으로 한다.

따라서, 본 고안은 제작 및 설치경비가 저렴하여 현장에 이미 설치된 방호책에도 간편하게 추가 구성할 수 있는 것으로, 충격 완화효과가 뛰어나며, 게다가 복원력도 우수하여 충돌후에 원복되므로 2차·3차 충돌시에도 기능이 떨어지지않으므로 내구성이 향상된 효과적인 고안이다.

Description

충격완화용 방호책

최근, 차량이 고속화·대형화함에 따라 예컨데, 빗길에서 미끄럼에 의한 인도로 차량이 덮쳐서 인명피해를 냄을 방지하고자, 굽은길이나 차량의 고속 주행지점등에 방호책을 설치하는 경향이 증가하고 있으며, 이러한 방호책은 종래의 교량난간에서와 같이 통행인의 추락방지를 위함이 아니고 고속주행하는 대하중의 차량이 인도로 덮쳐 들어오는 것을 방지하려는 목적을 가지므로 큰 충격력에 견딜수 있는 부재로 구축함이 통례이다.

그런데, 기술의 발달에 따라 방호책의 구성부재인 소재의 강도도 일층 향상되게 되었으며, 예컨데, 알루미늄합금을 소재로 하는 경우에는 경량화와 고강도화를 동시에 이룰뿐만 아니라, 도시의 극심한 대기오염으로 인한 급속한 산화부식 환경하에서도 그 내구성이 좋다는 점에서 선호되고 있다.

그러나, 소재의 개선에 의한 방호책의 강도보완에도 한계가 있으며, 따라서 그 구조상의 보완도 병행됨이 바람직한데, 이러한 예로서는 본인의 실용신안등록 제 84037 호인 "안전로우프가 설치된 교량용 난간"과 동 실용신안등록출원 제 96-11945 호인 "와이어로우프가 내장된 차량용 방호책"등이 있는데, 이들은 방호책의 내부에 와이어로우프를 적의 설치하므로서 강재의 강성과 함께 와이어로우프의 인성을 병행시킴으로서 방호책을 강인하게 지지할 수 있도록 한것이며, 또한 본인의 실용신안등록출원 제 97-3706호인 "완충용가드레일"에서는 포스트와 가드레일사이에 댐핑용 패드를 또는 압축판등을 삽지하여 충격을 흡수할 수 있는 구조를 제공하는 것이며, 그외에 포스트용 앵커의 지지강도를 향상시키므로서 방호책에 차량이 충돌할시에 앵커가 손쉽게 파손되지 않게하여 방호책의 충돌지지력을 향상시키고자 안출된 본인의 특허출원 제 97-15489호인 "포스트용 앵커플레이트 및 그를 이용한 시공방법" 등이 있다.

그런데, 상술한 종래고안 및 발명들은 각기 그 과제를 해결하고자 종래의 방호책(도 6에 도시)에 별도의 구조체를 추가 또는 보완하므로서 이루어지는 것으로, 이러한 추가구조체의 설치 또는 삽입에 공수(Man-hour)가 상당히 소요되는 것도 있으며, 또한 개중에는 설치비의 상승으로 경제성이 높지않을 수 있는데, 본 고안은 상술한 문제점들을 모두 해소하여 손쉽게 설치가 되면서 경제성 높으면서 효율좋은 충격완화용 방호책을 제공하고자 안출된 것이다.

즉, 본 고안은 방호책의 충격완화를 위해 추가하는 구성이 손쉽게 제작 및 설치가 되어 경제성이 높으면서 완충효과를 충분히 수행되도록 하는 과제를 해결하고자 연구·완성되었으며, 게다가 향상된 완충효과 뿐만 아니라 충돌후 정확히 복원이 되도록하여 재충돌시에도 완충효과의 저하가 없도록 하는 추가적인 과제까지 해결할 수 있는 것으로, 그 구체적인 구성은 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 설치상태도,

도 2는 도 1의 A-A선 단면도

도 3은 본 고안의 요부의 확대구성상태도,

도 4는 도 3의 B-B선 단면도,

도 5는 본 고안의 작용상태도,

도 6은 종래고안의 설치상태도이다.

〈도면의 주요부호의 대한 설명〉

1 --- 포스트

11 --- 상부포스트 12 --- 하부포스트 13 --- 캡

2 --- 가드레일

21 --- 고정볼트

3 --- 앵커볼트

4 --- 컨넥팅러버

41 --- 몸체 42 --- 상부삽입부 43 --- 하부삽입부

44 --- 천공홀 45 --- 인서트 46 --- 와이어로우프

47 --- 링 48 --- 스프링

5 --- 기초콘크리트

도 1은 본 고안의 설치상태도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이고, 도 3은 본 고안의 요부인 인서트 러버의 구성상태도로서 (a)에는 원형인 것을 (b)에는 사각형인 것을 예시한 요부상태도이다.

본 고안은 도면에 도시된 바와같이, 일정거리씩 이격되어 기초콘크리트(5)에 매입되거나 앵커볼트(3)로 지지되어 다수 입설되는 포스트(1)와, 상기 포스트(1)들간을 이어주면서 다수의 고정볼트(21)로 부착되는 가드레일(2)로 이루어지는 방호책에 있어서,

상기 포스트(1)가 가드레일(2)의 하단에서 일정간격을 가지고 상부포스트(11)와 하부포스트(12)로 나누어지고;

상기 포스트의 외면과 동일형상을 가지고 상기 상하부포스트(11, 12)간의 이격거리에 상응하는 길이를 가지는 몸체(41), 상기 몸체(41)의 상하부에서 상기 포스트(1)의 두께만큼의 단차를 가지면서 상기 몸체(41)에서 멀어질수록 가늘어지며 상기 몸체(41)와 일체로된 상부삽입부(42) 및 하부삽입부(43)들로 이루어지는 컨넥팅러버(4)가, 상기 상하부삽입부(42, 43)를 상기 상하부포스트(11, 12)의 내주에 각각 강입하여 이루어진 것임을 특징으로 한다.

도 2의 (c) 및 (d)는 도 1의 A-A선 단면도로서 다른 구성상태를 도시한 것이고, 도 3의 (c)는 도 2의 (c)에서의 요부만을 발췌한 요부상태도이다.

상기한 구성에 있어서, 상기 컨넥팅러버(4)의 몸체(41) 외주에 다수의 링(47)이 삽장되어 상기 링(47)의 외주가 상기 포스트(1)의 외주와 일치되도록 이루어진 것임을 특징으로 하면 바람직하다.

상기한 구성에 있어서, 상기 컨넥팅러버(4)의 외주에 또는 컨넥팅러버(4)없이 소정의 탄성계수를 가지는 스프링(48)이 상기 상하부포스트(11, 12) 사이에서 외주가 일치되게 삽장되어 이루어진 것임을 특징으로 하면 보다 바람직하다.

도 4는 도 3(b)의 B-B선 단면도로서 도시의 편의상 보강용 인서트(45)와 천공홀(44)이 동시에 추가 구성된 것을 도시하였다.

상기한 구성에 있어서, 상기 컨넥팅러버(4)의 상하부삽입부(42, 43)에 각각 2개이상의 강재로 된 인서트(45)를 삽입하여 이루어진 것임을 특징으로 하면 보다 바람직하다.

상기한 구성에 있어서, 상기 컨넥팅러버(4)의 중심에 상하로 소정직경의 천공홀(44)이 관통된 것임을 특징으로 하면 보다 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 고안은 다음과 같이 작용된다.

청구범위 제 1항에 기재된 고안은 종래의 방호책에 있어서, 포스트(1)의 중간을 끊어내고, 이에다가 몸체(41)와 상하부삽입부(42, 43)가 일체로 이루어지는 컨넥팅러버(4)를 삽입하여 이루어지므로, 결국 포스트(1)의 중간이 고무로 이루어진 포스트(1)로 기능하게 되며, 이는 차량의 충돌시 고무부분인 컨넥팅 러버(4)가 변형되면서(도 5 참조) 충격력을 흡수하므로 충격완화효과가 뛰어나며, 충격력이 소멸된 후에는 고무의 탄성력에 의하여 다시 복원되므로 그후 2차 또는 3차충돌시에도 동일하게 기능할 수 있게 된다. 즉, 건설부 간행 "방호책 설치요령"에 의하면 원통형 포스트(1)를 사용하는 방호책의 기준 규격은

φ

139.8 × 970(앵커설치용) 또는

φ

139.8 × 2200(매입형; 노출길이 750mm)로 규정되어 본 고안의 컨넥팅러버는 몸체(41)의 규격은

φ

140 × 150mm 삽입부(42, 43)는 각각 테이퍼용 장직경이

φ

132이고 길이는 150mm로 제작되게 되며, 일반고무의 연신율이 400%이나 본 고안의 컨넥팅러버(4)는 경도를 2배이상 높인것을 사용하므로 연신율을 200%로 계산하여도 차량충돌시 도 5에 도시된 바와같이 고무부분이 전단변형이 이루어져서 최대 300mm까지 연신이 가능하며, 이러한 전단연신의 과정에서 충격력을 모두 흡수하므로서 하부포스트(12)나 앵커볼트(3)로의 충격전달을 최소화하고 또 가드레일(2)이 상부포스트(12)와 함께 뒤로 제껴졌다가 복원되므로서 파손을 방지할 수 있게 된다.

이를 가혹한 조건하에서의 충돌예를 들어 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 대형버스가 시속 60Km의 속도로 방호책에 대하여 15°각도로 충돌한 다고 가정하면,

Μt=W/2g⋅V²Sin²α

------- (1)

여기서, Mt는 충돌에너지이고, W=14,000Kg으로 하면, 상술한 데이터를 (1)식에 대입하여

Μt=1.33Τ.Μ

을 구할수 있으며, 지주의 지지력

Ρ_a=Μt/2=6.65Τon

이 된다. 이는 지주의 지지력이 6.65Ton 이상이면 대형버스가 시속 60km의 속도로 충돌하여도 방호책이 견뎌낼 수 있다는 것을 의미하며, 본 고안에서는 상술한 바와같이 완충장치가 장착되어 있어서 충격감쇠율이 향상되는데,

Η=GΑ▵

------- (2)

여기서, H는 완충장치에서 흡수하는 힘을 말하며, G는 전단탄성계수(11.73kg/cm²)를, A는 전단단면적(

φ

=139.8mm이므로 153.5cm²)를, △는 변위(200%)를 나타낸다.

(2)식에 상기 수치를 대입하면 H=3.600kg이 되고, 따라서 본 고안에서는

Τ=Ρ_a-Η

에 의해 3.05Ton의 충격하중만 견딜수 있으면 되게 된다. 이는 완충장치가 없는 방호책(6.65Ton)에 비해 54%의 감쇠효과를 가지게 됨을 알수 있다.

게다가, 컨넥팅러버(4)의 상하부에는 일체로 형성되는 삽입부(42, 43)들이 몸체(41)와는 포스트(1)의 두께만큼 단차를 가지고, 게다가 몸체(41)에서 멀어질수록 가늘어지게 테이퍼져 있으므로, 상기 페이퍼에 의하여 삽입부(42, 43)들이 상하부포스트(11, 12)들의 내주에 삽입이 용이하고 삽입후에는 탈락이 잘되지 않으며, 삽입후에는 몸체(41)와 상하부 포스트(11, 12)들의 외면이 일체를 이루므로 미려한 외관을 가질 수 있게 된다.

본 고안의 청구범위 제 2항에 기재된 고안은 컨넥팅러버(4)의 몸체(41) 외주에 다수의 링(47)이 삽장되는데 상기 링(47)의 외주와 포스트(1)의 외주가 일치되도록 구성하였으므로, 상술한 바와같이 미감을 해치지 않으면서, 삽장된 다수의 링(47)들은 컨넥팅러버(4)의 외주를 지지하여 충격에 의한 전단변형시 응력을 향상시키게 된다.

본 고안의 청구범위 제 3항에 기재된 고안은 컨넥팅러버(4)의 외주에 또는 컨넥팅러버(4)없이 소정의 탄성계수를 가지는 스프링(48)을 삽장시킨 것으로, 고무의 탄성력을 스프링(48)으로 대체하거나, 또는 병행하여 사용하므로서 탄성계수를 향상시켜서 충격흡수능력을 보다 높일 수 있도록 한것이다.

본 고안의 청구범위 제 4항에 기재된 고안은 상하부 삽입부(42, 43)에 각각 인서트(45)를 삽입시켜서 삽입부(42, 43)들이 포스트(1)의 내주에서 견고히 압입되게 하므로서 결속력을 향상시킨것이며, 이때 상하부 포스트(11, 12)의 외면에서 중심방향으로 상기 삽입부(42, 43)들의 인서트(45)까지 볼트등의 수단으로 관통하여 연결하므로서 삽입부(42, 43)들이 포스트(11, 12)의 내주에서 이탈되지 않도록 결속력을 보다 향상시킬 수도 있으며, 이러한 부수적인 추가구성이 본 고안의 기술적범위를 넘어서지 못함은 명백하다.

게다가, 인서트(45)를 2개이상 삽입하도록 하였는데, 좋기로는 이들 인서트(45)가 삽입부(42, 43)들의 수직 중심에서 대칭이 되도록 하여 지지력이 고르게 분산될 수 있도록 하는 것이다.

청구범위 제 5항에 기재된 고안은 상부삽입부(42)-몸체(41)-하부삽입부(43)의 수직중심부에 소정직경의 천공홀(44)을 관통하도록 하여 이에다가 납 또는 경성의 실리콘을 채울 수 있도록 하였는데, 이렇게 고무보다 경도가 높은 재질을 중심부에 채워주므로서 복원능력을 보다 향상시킬 수 있으며, 게다가 상기 천공홀(44)을 통하여 제 2도의 (b)에 도시된 바와같이 와이어로우프(46)를 삽장 연결시키면 충격에 대한 대항력을 향상시키면서 복원능력을 최대한 보장받을 수 있게 된다. 이때, 삽장되는 와이어로우프(46)는 일단은 고정볼트(21)측에 타단은 앵커볼트(3)측에 지지되도록 도시되었으나, 이는 설치의 일예이므로 다른방식의 지지, 즉 일단은 캡(13)측에 타단은 기초콘크리트(5)의 철근 또는 볼트등에 지지, 를 택하더라도 동일한 효과를 기대할수 있으며, 이러한 구조는 본 고안의 일 구성을 이용하는 하나의 실시예일 뿐이다.

상술한 바와같이 본 고안은 제작 및 설치경비가 저렴하여 현장에 이미 설치된 방호책에도 간편하게 추가 구성할 수 있는 것으로, 충격 완화효과가 뛰어나며, 게다가 복원력도 우수하여 충돌후에도 초기상태로 원복되므로 2차·3차 충돌시에도 기능이 떨어지지않으므로 내구성이 향상된 효과적인 고안이다.

Claims

일정거리씩 이격되어 기초콘크리트(5)에 매입되거나 앵커볼트(3)로 지지되어 다수 입설되는 포스트(1)와, 상기 포스트(1)들간을 이어주면서 다수의 고정볼트(21)로 부착되는 가드레일(2)로 이루어지는 방호책에 있어서,

상기 포스트(1)가 가드레일(2)의 하단에서 일정간격을 가지고 상부포스트(11)와 하부포스트(12)로 나누어지고;

상기 포스트의 외면과 동일형상을 가지고 상기 상하부포스트(11, 12)간의 이격거리에 상응하는 길이를 가지는 몸체(41), 상기 몸체(41)의 상하부에서 상기 포스트(1)의 두께만큼의 단차를 가지면서 상기 몸체(41)에서 멀어질수록 가늘어지며 상기 몸체(41)와 일체로된 상부삽입부(42) 및 하부삽입부(43)들로 이루어지는 컨넥팅러버(4)가;

상기 상하부삽입부(42, 43)를 상기 상하부포스트(11, 12)의 내주에 각각 강입하여 이루어진 것임을 특징으로하는 충격완화용 방호책.
제 1항에 있어서,

상기 컨넥팅러버(4)의 몸체(41) 외주에 다수의 링(47)이 삽장되어 상기 링(47)의 외주가 상기 포스트(1)의 외주와 일치되도록 이루어진 것임을 특징으로 하는 충격완화용 방호책.
제 1항에 있어서,

상기 컨넥팅러버(4)의 외주에 또는 컨넥팅러버(4)없이 소정의 탄성계수를 가지는 스프링(48)이 상기 상하부포스트(11, 12) 사이에서 외주가 일치되게 삽장되어 이루어진 것임을 특징으로 하는 충격완화용 방호책.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 컨넥팅러버(4)의 상하부삽입부(42, 43)에 각각 2개이상의 강재로 된 인서트(45)를 삽입하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 충격완화용 방호책.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 컨넥팅러버(4)의 중심에 상하로 소정직경의 천공홀(44)이 관통된 것임을 특징으로 하는 충격완화용 방호책.