KR200180181Y1 - 충격흡수용 가이드레일 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 차선을 벗어나는 중.대형차량의 이탈을 방지하고 차량 충돌에 따른 충격을 효과적으로 흡수함으로서, 대형사고 방지와 더불어 차량 및 가이드레일 구조물의 파손을 최소화시키게 되는 충격흡수용 가이드레일에 관한 것이다.

본 고안에 의하면, 하단부가 노면에 매설되고 그 상단부가 지상으로 돌출되는 중공형의 지지포스트와, 상기 지지포스트의 일측 또는 양쪽에 결합되며 W형상으로 다단 굴곡되는 가이드레일과, 상기 가이드레일과 지지포스트 사이에서 충격을 흡수하기 위한 완충부재 및 이들을 연결시키기 위한 체결수단을 포함하여 이루어지는 가이드레일에 있어서: 노면에 매설되는 상기 지지포스트의 하부 공간부에 노면의 높이까지 토사가 채워지고, 그 상부에 다시 지지포스트 보강용 콘크리트를 충진하되; 상기 콘크리트 충진물이 가이드레일의 하측단 지지점 높이까지 채워지도록 구성된 것을 특징으로 하는 충격흡수용 가이드레일을 제공하게 된다.

Description

충격흡수용 가이드레일 {Absorption Impact for Guide a Rail}

본 고안은 도로에 설치되어 차선을 벗어나는 차량을 보호하는 가이드레일에 관한 것으로서, 더 상세하게는 차선을 벗어나는 중.대형차량의 이탈을 방지하고 차량 충돌에 따른 충격을 효과적으로 흡수함으로서, 대형사고 방지와 더불어 차량 및 가이드레일 구조물의 파손을 최소화시키게 되는 충격흡수용 가이드레일에 관한 것이다.

일반적으로, 경제적인 발전과 소득 증가로 인하여 생활이 여유롭게 되면서 자가운전자가 급증하게 되었다. 이는 교통량의 증가와 더불어 차량성능에 따른 교통의 고속화로 교통사고가 날로 급증하는 결과를 가져오게 되었으며, 그 사고 형태도 대형화됨으로서, 인적 및 물적 손실 등을 초래하고 있었다. 또한, 교통사고 중, 차량 단독사고가 통계상으로 급격한 증가 추세에 있기 때문에, 노변시설물을 정비하고 엄격한 연구결과를 통하여 입증된 방호 구조물의 설치가 시급하게 요구되고 있었다.

이러한 방호 구조물들 중 가장 대표적으로 이용되고 있는 가이드레일은, 도로의 양쪽 외측 또는 도로의 중앙선에 설치되어 도로의 차량 주행폭을 구획하면서 차량이 도로의 외측으로 벗어날 경우 노변의 위험으로부터 승객 및 차량을 보호하고, 그 방향을 완만하게 유도시켜 뒤따르는 후속사고의 발생을 방지하는 동시에, 차량 탑승자 및 차량파손 등을 줄일 수 있도록 하는데 사용되고 있었다.

더욱이, 상기 가이드레일은 대형차량과 소형차량이 각기 충돌되는 경우, 그 구조적 강성을 지님은 물론, 탑승자의 안전을 위한 충격흡수능력을 동시에 요구하게 된다. 즉, 상기 가이드레일 구조물은 설계시에 충돌차량의 선정, 충돌속도, 탑승자의 안전도를 요구하게 된다.

이러한 종래의 가이드레일 구조물은, 하단부가 노면에 매설되고 그 상단부가 지상으로 돌출되는 지지포스트와, 상기 지지포스트의 일측 또는 양쪽에 결합되며 W형상으로 다단 굴곡지는 가이드레일과, 상기 가이드레일과 지지포스트 사이에서 충격을 흡수하기 위한 완충부재 및 이들을 연결시키기 위한 체결수단을 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성되는 가이드레일 구조물은 통상, 설치시에 승용차, 승합차,대형버스 및 트럭 등의 범퍼높이가 노면으로부터 일정하게 한정되어 있지 않아 이들 차량의 범퍼 중간값을 설정하여 시공하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기와 같이 설치되는 지지포스트는 중공형의 파이프로 이루어지고, 일반 토공부나 콘크리트에 시공될 때 하부가 토사채움 또는 콘크리트로 채워줌으로서, 구조물이 안정적으로 지지될 수 있도록 설치하게 된다. 이때, 토공부에 매립되는 부위는 노면에서 1,720mm 가량의 깊이를 유지하도록 한다. 또한, 지상으로 노출되는 상기 지지포스트의 내측은 속이 비어 있는 공간부를 이루도록 구성함으로서, 차량 충돌시 외부로부터의 충격력을 지지포스트가 부분적으로 흡수할 수 있도록 하여 완충작용을 발휘할 수 있도록 구성하고 있었다.

다시 말해, 상기 지지포스트를 속이 채워지는 강봉으로 제작하는 경우, 그 지지력을 증대시킬 수는 있었으나, 강성이 지나치게 커서 충돌시 그 충격력을 전혀 흡수하지 못하게 됨으로서, 지지구조물 자체가 차량에 피해를 유발시키는 장애요소로 작용하고 있기 때문이다.

그러나 상기한 구조에 있어서, 내부가 빈 강관구조로 설치되는 지지포스트는 차량충돌시 발생되는 충격력을 흡수하는 효과가 커서, 이같은 완충작용으로 인해 차량 및 인체에 치명적인 힘이 직접 가해지는 현상들을 방지하는 잇점을 보이고 있기는 하지만, 이는 소형차량의 경우에 국한되는 것일 뿐, 대형트럭과 같이 과중한 중량이 나가는 대형차량의 충돌시에는 그 힘에 충분히 저항하지 못하게 됨으로서, 설치되는 지지포스트와 노면과의 접촉부위면이 심하게 찢기거나 부러지게 되어 가이드레일 구조물로써 기능을 상실하게 되었다.

반면에, 이같은 문제점을 보완하기 위하여 강성을 증대시키고자 일반 낭떠러지기 구간등에는 내부에 철근을 내설하는 콘크리트 구조물이 사용되기도 한다.

그러나 이 또한, 내부 철근을 감싸고 있는 콘크리트 부재가 심한 충격으로 인하여 파손될 경우에는, 그 충격에 따른 강성을 이기지 못하고 내부의 철근이 콘크리트의 파손과 더불어 쉽게 휘어지게 된다. 특히, 도로의 낭떠러지기 구간이나 고속도로 구간등 위험지역 또는 상수원 보호지역에 설치되는 가이드레일 구조물일 경우에는 그 충돌되는 차량에 대해서 추락사로 이어지는 대형사고를 유발케하여 인적 및 물적 피해를 가중시키게 되는 등, 여러 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 제반문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 차량 충돌에 따른 순간 충격력을 단계적으로 흡수하여 대형사고를 예방하며, 이를 통해 구조물의 안정적인 관리에도 기여할 수 있도록 하는 내구성을 증대시킨 충격흡수용 가이드레일을 제공하는 데 그 주된 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 가이드레일의 설치상태도,

도 2는 본 고안에 따른 가이드레일의 설치상태 단면도,

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 :노면, 10 :지지포스트, 10a :중공부, 11 :가이드레일, 12 :융기부, 13 :완충부재, 15 :체결수단, 15a :볼트, 15b :너트, 17 :가이드 빔, 18 :만곡면, 19 :절곡편, 20 :고정고리, 21 :마개체, 23 :토사, 25 :콘크리트 충진물

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 하단부가 노면에 매설되고 그 상단부가 지상으로 돌출되는 중공형의 지지포스트와, 상기 지지포스트의 일측 또는 양쪽에 결합되며 W형상으로 다단 굴곡되는 가이드레일과, 상기 가이드레일과 지지포스트 사이에서 충격을 흡수하기 위한 완충부재 및 이들을 연결시키기 위한 체결수단을 포함하여 이루어지는 가이드레일에 있어서: 노면에 매설되는 상기 지지포스트의 하부 공간부에 노면의 높이까지 토사가 채워지고, 그 상부에 다시 지지포스트 보강용 콘크리트를 충진하되, 상기 콘크리트 충진물이 가이드레일의 하측단 지지점 높이까지 채워지도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 고안의 다른 일면에 따라, 상기 콘크리트 충진물의 상측부가 완충재로 채움되고, 상기 지지포스트의 상단부가 마개체로 밀봉되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 다른 일면에 따라, 상기 완충재가 토사 또는 모래인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성으로서, 차량 충돌시 내부에 채워진 콘크리트 충진물에 균열이 생기거나 파손되더라도 콘크리트 충진물을 감싸고 있는 외부의 지지포스트관에 의해 이탈이 방지됨으로서, 그에 따른 내부 지지력을 유지시킬 수 있는 것이다.

이하, 본 고안에 따른 충격흡수용 가이드레일을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 첨부도면 중, 도 1은 본 고안에 따른 가이드레일의 설치상태도를 도시하고; 도 2는 본 고안에 따른 가이드레일의 설치상태 단면도를 각기 도시한다.

본 고안은, 도로의 중앙 또는 양쪽 외측에 등간격을 가지며 매설되는 지지포스트(10)와, 상기 지지포스트(10)의 상부 일측에 다단 절곡된 구조로 설치되는 W형의 가이드레일(11)과, 상기 지지포스트(10)와 가이드 레일(11)사이에 연결되는 완충부재(13), 및 상기 가이드레일(11)과 완충부재(13)를 상기 지지포스트(10)에 연결시키기 위한 체결수단(15)을 포함하여 구성된다.

상기 구조물 중 지지포스트(10)는, 도로의 중앙선 또는 양쪽 외측에 등간격을 가지며 매설되는 것으로서, 바람직하게는 노면(1)에서 1,720mm(L1) 정도로 매설하고, 지상으로는 1,130mm(L2) 정도 돌출되도록 형성하며, 각 지지포스트(10)들 사이를 4,000mm 정도로 등간격을 가지도록 설치하게 된다.

이같은 지지포스트(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이 지반 위에 타설시 그 중공부의 하측에 노면(1)과 맞닿게 되는 지지포스트(10)의 경계부위에 근접한 높이까지 토사(23)가 채워지도록 설치하고, 상기 토사(23)의 상부에는 개략 450mm(L3) 정도의 콘크리트 충진물(25)을 충진한 후, 그 위의 중공부(10a)로 남게되는 지지포스트(10)의 상부 끝단에는 빗물이나 이물질 등이 침투하여 부식되는 것을 방지하기 위한 마개체(21)를 용접하여 고정하게 된다.

이때, 상기 콘크리트 충진물(25)은 도로 구조물의 구조적 특성이나 설치장소 등을 감안해서 상기 지지포스트(10)의 가이드레일(11) 연결부 하단에 가까운 높이를 유지하도록 설치하는 것이 바람직하며, 이는 이어서 시공될 가이드레일(11)의 설치공간을 확보하는 데 반드시 요구되는 것이다.

상기 가이드레일(11)은, 상기 지지포스트(10)에 볼트(15a), 너트(15b) 등의 체결수단(15)에 의해 결합시키고, 차량이 접촉되는 면에는 융기부(12)를 형성하여 그 형태가 골과 마루부분으로 반복적으로 다단 굴곡지는 W형상의 구조로 형성되는 것으로서, 체결수단(15)으로 지지포스트(10)에 결합시 지지포스트(10)내에 충진되는 콘크리트 충진물(25)의 바로 상측단 근접부위로 연결 고정되도록 형성하게 된다.

또한, 상기 가이드레일(11)과 지지포스트(10)의 인접부 사이에는 가이드레일(11)로 부터 받게되는 충격을 완화시키기 위한 완충부재(13)를 구비하는것이며, 이는 폐타이어 등을 이용한 실린더형의 수지재를 이용하거나, 더욱 바람직하게는 생고무와 합성폐타이어 등을 적합하게 이용하여 형성하게 된다.

한편, 한 쌍의 볼트(15a)로써 가이드레일(11)을 설치한 지지포스트의 내면에는 차량 충격에 대한 상기 지지포스트(10)의 자체 강성을 더욱 강화시킬 수 있는 한 방안으로서, 상기 콘크리트 충진물(25)의 상측의 중공부(10a)로 남게 되는 부위에 토사 또는 모래와 같은 완충재를 채움한다.

이러한 완충재는 상기 지지포스트(10)의 상부 끝단에 용접되는 마개체(21)에 의해서 밀봉되는 것이므로 지지포스트(10) 내에서의 유동성이 방지되는 것이며, 이같은 특성에 따라 하부는 마치 강봉으로 이루어지는 지지포스트와 같이 강성을 갖는데 비해서, 그 상측부는 소정의 충격을 효과적으로 흡수하게 되는 복합 구조물을 제공하게 되는 것이다.

이렇게 설치된 구조물에 차량이 충돌하게 되면, 먼저 차량범퍼가 상기 가이드레일(11)의 상하 융기부(12)에 부딪힘과 동시에, 그 중간부에 부딪히면서 그 충격력을 크게 완화시키는 것이고, 계속 진행되는 충격을 완충부재(13)가 흡수하지 못하고 지지포스트(10)쪽으로 밀려오게 되면, 내부에 콘크리트 충진물(25)이 충진된 상기 지지포스트(10)의 상측 중공부(10a)가 찌그러지면서 전달되는 충격력을 크게 완화된 상태로 전달받게 되는 것이다.

더불어, 이같은 상기 가이드레일(11)을 구비하고 있는 지지포스트(10) 상측에는 상기 가이드레일(11)과 충분히 이격된 거리에 D형의 가이드 빔(17)을 설치하여 대형트럭 충돌시의 충격을 효과적으로 흡수하도록 제공하게 된다. 이는, 대형트럭의 충돌에 따른 저항력을 강화시킴으로서, 안전운전을 도모할 수 있도록 지지포스트(10)의 상측에 상부 가이드빔(17)을 부설하는 것이 가능한 것이다.

이러한 상부 가이드빔(17)은 상술한 본 고안의 지지포스트(10)가 지니고 있는 기능에 더하여, 대형차량의 충돌시 지지포스트(10)에 가하여지는 전체의 충격력을 균일하게 분산시키는 역할을 담당하게 되는 것이다.

상기 가이드 빔(17)은, 상기 가이드레일(11)이 설치되는 지지포스트(10)의 상단부에 설치되는 것으로서, 차량이 부딪히는 전방은 만곡면(18)을 갖도록 형성하고, 그 후방으로는 상기 지지포스트(10)의 외면에 지지될 수 있도록 양단부에 절곡편(19)을 형성하게 된다. 이때, 상기 절곡편(19)이 형성되는 안쪽에는 지지포스트(10)와 가이드빔(17)을 연결시키는 체결수단(15)인 볼트(15a)가 고정될 수 있는 ㄷ형의 고정고리(20)를 볼트(15a)와 함께 연결 설치하게 되고, 상기 볼트(15a)가 지지포스트(10)의 상단 중공부(10a)내로 연결되어 바깥쪽으로 너트(15b)에 연결 고정되도록 형성하게 된다.

이상과 같이 구성되는 충격흡수용 가이드레일의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차량의 1차적인 충격은 가이드레일(11) 및 완충부재(13)를 통해 흡수되고, 상기 구조물을 통해 미쳐 흡수되지 못한 2차 충격은 지지포스트(10)에 전달되는데, 그 충격은 지지포스트(10)의 상부 중공부(10a)가 먼저 찌그러지면서 흡수하게 되는 것이다. 더불어 그 이상의 충돌이 밀려와서 콘크리트 충진물(25)을 파손하더라도 지지포스트(10)가 콘크리트 충진물(25)을 감싸고 있는 관계로 내부에서만 파손이 이루어 질 뿐, 콘크리트는 파손된 상태로 남게되어 충돌에 따른 소정의 지지력을 유지한 체, 지지포스트(10) 하단부의 내구성을 유지하면서 지탱할 수 있게 하는 것이다.

다시 말해, 가이드레일(11)로 부터 가해지는 1차 충격은 지지포스트(10) 내부의 콘크리트에 전달되고, 이때 콘크리트가 파손됨으로서 지지력을 상실하게 되는 것이지만 이는, 외측 금속관에 의해 보존되는 것이며, 그 이상의 힘이 전달되면 내부 콘크리트가 부서져 지지력을 상실해도 금속관의 지지력과 내부 채움된 콘크리트의 보강힘에 의해 내구성을 유지시킬 수 있는 것이다.

또한 이러한 저항은, 그 충격힘이 인접한 지지포스트까지 연장되어 전달되는 것을 방지하게 되는 것이며, 특정 훼손부위만을 교체하여 보수하는 시공 작업으로 가이드레일 구조물의 기능을 지속시킬 수가 있는 것이다.

이는, 대형차량 충돌시 약점으로 대두된 부위의 기능을 강화시켜 줌으로서, 지지포스트(10)의 파손에 따른 추가 설치비용이 저렴하고, 지지포스트(10)의 강성을 약 10배이상 강화시킴으로서, 도로안전 시설물로서 제 역할을 수행 할 수 있게되는 것이다.

이로써, 낭떠러지기 구간이나 고속도로 구간 등 위험지역 또는 상수원 보호지역과 대형트럭 통행지역에 설치되어 주행차량의 차도 이탈을 방지하고 충격을 흡수할 뿐만 아니라, 추락사에 의한 2차 안전사고를 예방하여 인적 및 물적 피해를 최소화시킬 수 있고, 보수와 추가 시공비용을 절감시킬 수 있는 충격흡수용 가이드레일을 제공하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안의 충격흡수용 가이드레일은, 노면에 매설되는 지지포스트의 하단 공간부에 노면의 토사를 채움하고 그 상측으로 콘크리트 충진물로 마감함으로서, 가이드레일과 함께 공간부로 남게되는 상단 지지포스트에 의해 차량 충돌로 인한 충격을 완화시킬 수 있는 것이며, 그에 상응하는 충돌에 대한 지지포스트의 변이를 충진된 내부의 콘크리트가 파손되더라도 외부관에 의해 내구성을 유지시킬 수 있도록 하여 전체적인 지지포스트의 강성을 강화시켜 대형사고로 인한 인적 및 물적 피해를 최소화시킬 수 있도록 하는 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (3)

1. 하단부가 노면에 매설되고 그 상단부가 지상으로 돌출되는 중공형의 지지포스트와, 상기 지지포스트의 일측 또는 양쪽에 결합되며 W형상으로 다단 굴곡되는 가이드레일과, 상기 가이드레일과 지지포스트 사이에서 충격을 흡수하기 위한 완충부재 및 이들을 연결시키기 위한 체결수단을 포함하여 이루어지는 가이드레일에 있어서:

   노면에 매설되는 상기 지지포스트의 하부 공간부에 노면의 높이까지 토사가 채워지고, 그 상부에 다시 지지포스트 보강용 콘크리트를 충진하되, 상기 콘크리트 충진물이 가이드레일의 하측단 지지점 높이까지 채워지도록 구성된 것을 특징으로 하는 충격흡수용 가이드레일.
2. 제 1항에 있어서:

   상기 콘크리트 충진물의 상측부가 완충재로 채움되고, 상기 지지포스트의 상단부가 마개체로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 충격흡수용 가이드레일.
3. 제 2항에 있어서:

   상기 완충재가 토사 또는 모래인 것을 특징으로 하는 충격흡수용 가이드레일.