KR20120022489A

KR20120022489A - 에프알피 복합재 자전거 전용 도로

Info

Publication number: KR20120022489A
Application number: KR1020100086108A
Authority: KR
Inventors: 윤순종; 남정훈; 주형중; 김선희; 장슬기; 윤나경; 전예지; 이유진
Original assignee: 홍익대학교 산학협력단
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2012-03-12
Also published as: KR101196895B1

Abstract

본 발명은 도로나 보행자 보도에서 분리된 위치에 자전거 도로를 설치하되, 펄트루젼 FRP 소재로 제작된 세그먼트의 조립과 바닥판과의 결합으로 이루어져 시공이 간단하고, 내구성 및 내식성이 우수하며 경량화가 가능하고, 시설 및 유지관리 비용을 절감할 수 있는 FRP 복합재 자전거 전용 도로를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 구체적인 수단은 도로의 중앙 또는 보도의 일측에 일정 간격을 두고 입설되는 교각과; 이웃한 교각의 상단에 도로의 폭 방향으로 일정 간격을 두고 나란하게 배치되어 지지된 다수 개의 형강 빔과; 형강 빔의 상면에 장착되는 바닥판과; 바닥판에 세그먼트들의 끼움 결합으로 이루어져 길이 방향을 따라 반원형의 단면으로 설치되는 터널형 루프를 포함하고; 상기 바닥판과 터널형 루프는 모두 펄트루젼 FRP 소재로 제작된 것을 특징으로 한다.

Description

에프알피 복합재 자전거 전용 도로{Bicycle path using pultrusion FRP}

본 발명은 도로 또는 보도의 상방에 설치된 자전거 전용 도로에 관한 것으로, 특히 펄트루젼 FRP로 제작된 세그먼트의 조립과 바닥판과의 결합으로 이루어져 시공이 간단하고, 내구성이 우수하고 경량화가 가능하며, 유지관리 비용을 절감할 수 있는 FRP 복합재 자전거 전용 도로에 관한 것이다.

기존의 자전거 도로는 보행자가 다니는 보도 옆에 위치하고 있다. 도로교통법에서 자전거는 보행자의 통행에 방해가 되지 않도록 노력하여야 한다는 문구가 있지만, 현실적으로 보행자와 자전거가 함께 통행하는데 많은 불편함과 위험을 내포하고 있다. 즉, 보행자가 자전거 도로에 진입하거나, 이의 반대 상황에 의해 서로간의 통행에 방해를 주거나 접촉사고가 일어날 수 있다.

이는 아래 표 1에서 확인되는 바와 같이 최근 5년간의 자전거 교통사고가 꾸준히 증가 추세에 있는 것으로부터 알 수 있다.

연도	발생건수(건)	사망자(명)	부상자(명)	비고
2007	1,374	69	1,408	자료: 도로교통안전관리공단
2006	1,117	65	1,128
2005	929	45	960
2004	645	40	644
2003	514	33	514

따라서 자전거 도로는 보행자가 이용하는 보도나 차량이 이용하는 도로에서 분리되어 설치될 필요성을 갖게 된다. 이같이 자전거 도로가 보도나 도로에서 분리되어 설치될 경우 교량 방식과 같이 보도나 도로측에 교각을 세우고, 교각에 지지되는 자전거 도로를 고려해 볼 수 있다.

이때, 자전거 도로는 안전 난간이 마련되어야 하는 등 안전 시설물과 함께 야간에도 통행이 가능하도록 가로등이 설치되어져야 한다. 또한 교각은 설치 면적이 작아지도록 하여 기존 도로나 보도의 폭이 줄어드는 것을 최소화시켜야 하며, 설치비용 및 유지 관리비용이 저렴해야 한다.

따라서 본 발명은 도로나 보행자 보도에서 분리된 위치에 자전거 도로를 설치하되, 펄트루젼 FRP 소재로 제작된 세그먼트의 조립과 바닥판과의 결합으로 이루어져 시공이 간단하고, 내구성 및 내식성이 우수하며 경량화가 가능하고, 시설 및 유지관리 비용을 절감할 수 있는 FRP 복합재 자전거 전용 도로를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

도로의 중앙 또는 보도의 일측에 일정 간격을 두고 입설되는 교각과;

이웃한 교각의 상단에 도로의 폭 방향으로 일정 간격을 두고 나란하게 배치되어 지지된 다수 개의 형강 빔과;

형강 빔의 상면에 장착되는 바닥판과;

바닥판에 세그먼트들의 끼움 결합으로 이루어져 길이 방향을 따라 반원형의 단면으로 설치되는 터널형 루프를 포함하고;

상기 바닥판과 터널형 루프는 모두 펄트루젼 FRP 소재로 제작된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면,

터널형 루프는,

일단에 바닥플랜지를 갖고 타단에 1단 결합홈을 갖는 하단 세그먼트와;

일단에 하단 세그먼트의 1단 결합홈에 끼움 결합되는 2단 돌출부를 갖고 타단에 2단 결합홈을 갖는 중간 세그먼트와;

일단에 중간 세그먼트의 2단 결합홈에 끼움 결합되는 3단 돌출부를 갖고 타단에 접합플랜지를 갖는 상단 세그먼트를 포함하고;

하단 세그먼트, 중간 세그먼트 및 상단 세그먼트는 반경 방향으로 일정한 폭을 갖고 동일한 곡률 반경으로 휘어진 판상형으로서 내부에 길이 방향으로 관통된 하나 이상의 중공을 각기 갖는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면,

하단 세그먼트, 중간 세그먼트 및 상단 세그먼트에는 상호 끼움 조립시 서로간에 대면되는 접합플랜지를 각기 갖는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면,

하단 세그먼트와 중간 세그먼트 및 상단 세그먼트를 격자 형태로 조립하여 터널형 루프의 전 둘레에 환기홀이 분포되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면,

바닥판에는 길이 방향으로 관통된 중공이 다수 개가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 도로의 중앙이나 보행자 보도의 일측에 교각을 세우고, 교각에 자전거 도로를 구성하되, 펄트루젼 FRP 소재로 제작된 세그먼트의 조립과 바닥판과의 결합으로 이루어진 터널형 루프를 형성하여, 별도의 안전시설물 설치가 필요없고, 세그먼트간의 조립식으로 이루어져 시공이 간단하다.

또한, 터널형 루프와 바닥판은 내구성이 우수하고 경량화가 가능하여 교각의 단면을 줄일 수 있고, 이로 인해 도로나 보도에서 차지하는 교각 면적을 줄일 수 있다.

또한, 터널형 루프와 바닥판이 펄트루젼 FRP 소재로 제작되어 내식성이 우수하고 수명이 연장되어 유지관리 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 FRP 복합재 자전거 전용 도로의 사시도.
도 2는 도 1의 "가"부 확대도.
도 3은 본 발명에 적용되는 터널형 루프의 일부 분해사시도.
도 4는 본 발명에 적용되는 터널형 루프의 일부 조립상태를 나타내는 단면도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본발명은 이에 제한되지 않는다.

도 1 및 도 2에서와 같이 FRP 복합재 자전거 전용도로(100)에는 연속적으로 설치된 교각(10)이 포함된다. 이때 교각(10)은 철근 콘크리트 구조를 갖는다. 교각(10)은 보도에 설치될 경우 보도에서 도로 방향으로 후술할 바닥판(30)이 위치되도록 ㄱ자 형태로 시공되거나, 도로의 중앙에 위치될 경우 T자 형태로 시공될 수 있다.

이웃한 교각(10,10)의 상단에는 자전거 도로의 폭 방향으로 일정 간격을 두고 나란하게 배치된 다수 개의 형강 빔(20)이 설치된다. 형강 빔(20)은 본 실시 예에서 I자 단면을 갖는 강재로 제작된 것이다.

형강 빔(20)의 상면에는 펄트루젼(Pultrusion) FRP(Fiber Reinforced Polymer)로 제작된 바닥판(30)이 장착되어 있다. 이때 바닥판(30)은 분할된 구조로서 폭 방향으로 조립하여 시공된 것이 될 수 있다. 바닥판(30)에는 중량을 줄이고 굽힘 강도를 증가시키기 위해 길이 방향으로 관통된 중공(30a)이 다수 개가 형성되어 있다. 본 실시예에서 중공(30a)은 직사각 구멍으로 형성되어 있으나 본 발명은 이러한 형상에 한정되는 것은 아니다.

바닥판(30)에는 도로의 길이 방향을 따라 반원형의 단면으로 이루어지는 터널형 루프(40)가 설치되어 있다. 터널형 루프(40)는 펄트루젼 FRP로 제작된 세그먼트간의 조립체로 구성된 것이다. 터널형 루프(40)는 도 3 및 도 4와 같이 일단에 바닥플랜지(412)를 갖고 타단에 1단 결합홈(414)을 갖는 하단 세그먼트(410)와, 일단에 하단 세그먼트(410)의 1단 결합홈(414)에 끼움 결합되는 2단 돌출부(422)를 갖고 타단에 2단 결합홈(424)을 갖는 중간 세그먼트(420)와, 일단에 중간 세그먼트(420)의 2단 결합홈(424)에 끼움 결합되는 3단 돌출부(432)를 갖고 타단에 접합플랜지(434)를 갖는 상단 세그먼트(430)의 조립으로 이루어져 있다.

이때 하단 세그먼트(410), 중간 세그먼트(420) 및 상단 세그먼트(430)는 루프의 반경 방향으로 일정한 폭을 갖고 동일한 곡률 반경으로 휘어진 판상형으로서 휨 강성을 향상시키기 위해 내부에 길이 방향으로 관통된 하나 이상의 중공(410a,420a,430a)을 각기 갖고 있다. 또한 하단 세그먼트(410), 중간 세그먼트(420) 및 상단 세그먼트(430)에는 상호 끼움 조립시 서로간에 대면되는 접합플랜지(415,423과 425,435)를 각기 갖고 있다.

터널형 루프(40)는 그의 중앙을 기준으로 좌우측에 하단 세그먼트(410), 중간 세그먼트(420) 및 상단 세그먼트(430)가 동일한 구조로 조립된다. 이때 하방에서 상방으로 최 하단측 열에 위치하는 하단 세그먼트(410), 중간 열의 중간 세그먼트(420) 그리고 최상측 열에 위치하는 상단 세그먼트(430)의 순으로 조립이 이루어진다. 즉, 터널형 루프(40)는 하단 세그먼트(410)와 상단 세그먼트(430) 그리고 이들 사이에 조립되는 중간 세그먼트(420)로 이루어진다.

그리고 터널형 루프(40)의 중앙측에서 좌,우측 상단 세그먼트(430)(430)의 마주하는 접합플랜지(434)(434)는 볼트와 너트로 연결 고정된다.

이를 터널형 루프(40)의 중앙을 기준으로 어느 한 쪽 부분의 조립과정을 살펴보면, 먼저 최하측 제 1열에 위치하는 하단 세그먼트(410)가 일정 간격을 두고 길이 방향으로 바닥판(30)에 일열로 길게 설치된다. 이때 하단 세그먼트(410)의 바닥 플랜지(412)가 바닥판(30)의 상면 가장자리에 연결수단을 통해 연결 고정된다. 여기서 연결수단은 볼트와 너트를 사용하는 체결방식이나 접착제를 이용한 본딩방식 중 어느 하나를 사용하거나 모두 적용한 방식으로 나타날 수 있다. 이때 하단 세그먼트(410) 중 맨 앞단은 다른 것에 비해 상대적으로 길이가 짧은 것이 배치될 수 있다.

다음, 최하측 제 1열 상에 이웃하게 배치된 하단 세그먼트(410)(410)의 벌어진 간격의 상방에 제 2열에 위치하는 중간 세그먼트(420)를 위치시켜 하단 세그먼트(410)(410)에 결합시킨다. 이때 중간 세그먼트(420)의 2단 돌출부(422)가 하단 세그먼트(410)의 1단 결합홈(414)에 끼움 결합된다. 이후 맞닿는 접합플랜지(415,425)를 볼트와 너트를 이용하여 고정시킨다.

그 다음, 제 3열과 제 4열까지 중간 세그먼트(420)를 같은 방식으로 격자 구조로 조립 배치하여 서로간에 2단 돌출부(422)를 2단 결합홈(424)에 끼움시켜 조립하여 나간다. 이때 상,하 이웃열간의 중간 세그먼트(420)(420)간에는 접합플랜지(423과425)를 볼트와 너트의 체결로 고정 조립된다.

다음, 최상단에 위치하는 제 5열에는 상단 세그먼트(430)가 조립된다. 상단 세그먼트(430)는 3단 돌출부(432)가 제 4열측 중간 세그먼트(420)의 2단 결합홈(424)에 끼움 결합되어 조립된다.

이같이 하여 터널형 루프(40)는 하단 세그먼트(410)와 중간 세그먼트(420) 및 상단 세그먼트(430)를 격자 구조로 조립 배치하여 좌우 대칭형으로 반원형의 단면 구조를 이루게 된다. 이때 격자 형태에 의해 터널형 루프(40)의 전 둘레에 환기홀(40a)이 분포 형성된다.

이와 같이 본 발명에 따른 FRP 복합재 자전거 전용 도로(100)는 터널형 루프(40)가 펄트루젼 FRP 복합재를 사용하여 경량화되므로서 교각(10)에 작용하는 하중을 감소시킬 수 있다.

또한 바닥판(30)도 펄트루젼 FRP 소재로서 중공 단면의 구조를 가지므로 교각(10)에 작용하는 하중을 더욱 감소시킬 수 있다. 이때 바닥판(30)을 지지하는 형강 빔(20)은 I자 단면 구조로서 이웃한 형강빔(20)(20)의 사이에 빈 공간이 형성되어 자전거 도로의 점등장치 등에 사용될 전선 및 케이블을 용이하게 설치할 수 있다.

한편, 각각의 하단 세그먼트(410)와 중간 세그먼트(420) 및 상단 세그먼트(430)측 플랜지(412,415)(423,425)(434,435)에 태양광판(미도시)을 연결하여 전기에너지 수집을 용이하게 할 수 있다. 이 수집된 전기에너지는 자전거 도로 측면에 설치되는 신호등과 가로등의 전원으로 활용할 수 있다.

또한 자전거 전용도로는 터널형으로 건설되어 별도의 안전난간의 설치 필요성이 없어지고, 차양이 가능한 구조가 되는 이점을 갖게 된다. 또한 환기홀(30a)의 형성으로 환기와 주간에 자연조명을 얻을 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 FRP 복합재 자전거 전용 도로는 터널형 루프가 경량화되고 거더와 교각의 단면을 감소시킬 수 있어 시설비용을 절감할 수 있다. 또한, 보도에서 분리되어 보도의 일측 또는 도로 중앙에 교각을 세울 경우 교각의 단면 축소에 따른 설치 면적을 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한 강재와 철큰 콘크리트로 이루어진 기존 교량 구조와 대비하여 볼 경우 내식성이 우수하여 수명이 향상되므로 유지관리 비용을 최소화시킬 수 있다.

10: 교각
20: 형강 빔
30: 바닥판
40: 터널형 루프
40a: 환기홀
410: 하단 세그먼트
414: 1단 결합홈
415,423,425,435: 접합플랜지
420: 중간 세그먼트
424: 2단 결합홈
430: 상단 세그먼트
432: 3단 돌출부
410a,420a,430a: 중공

Claims

도로의 중앙 또는 보도의 일측에 일정 간격을 두고 입설되는 교각(10)과;
이웃한 교각(10,10)의 상단에 도로의 폭 방향으로 일정 간격을 두고 나란하게 배치되어 지지된 다수 개의 형강 빔(20)과;
형강 빔(20)의 상면에 장착되는 바닥판(30)과;
바닥판(30)에 세그먼트(410,420,430)들의 끼움 결합으로 이루어져 길이 방향을 따라 반원형의 단면으로 설치되는 터널형 루프(40)를 포함하고;
상기 바닥판(30)과 터널형 루프(40)는 모두 펄트루젼 FRP 소재로 제작된 것을 특징으로 하는 FRP 복합재 자전거 전용 도로.
제 1항에 있어서,
터널형 루프(40)는,
일단에 바닥플랜지(412)를 갖고 타단에 1단 결합홈(414)을 갖는 하단 세그먼트(410)와;
일단에 하단 세그먼트(410)의 1단 결합홈(414)에 끼움 결합되는 2단 돌출부(422)를 갖고 타단에 2단 결합홈(424)을 갖는 중간 세그먼트(420)와;
일단에 중간 세그먼트(420)의 2단 결합홈(424)에 끼움 결합되는 3단 돌출부(432)를 갖고 타단에 접합플랜지(434)를 갖는 상단 세그먼트(430);를 포함하고;
하단 세그먼트(410), 중간 세그먼트(420) 및 상단 세그먼트(430)는 반경 방향으로 일정한 폭을 갖고 동일한 곡률 반경으로 휘어진 판상형으로서 내부에 길이 방향으로 관통된 하나 이상의 중공(410a,420a,430a)을 각기 갖는 것을 특징으로 하는 FRP 복합재 자전거 전용 도로.
제 2항에 있어서,
하단 세그먼트(410), 중간 세그먼트(420) 및 상단 세그먼트(430)에는 상호 끼움 조립시 서로간에 대면되는 접합플랜지(415,423과 425,435)를 각기 갖는 것을 특징으로 하는 FRP 복합재 자전거 전용 도로.
제 2항에 있어서,
하단 세그먼트(410)와 중간 세그먼트(420) 및 상단 세그먼트(430)를 격자 형태로 조립하여 터널형 루프(40)의 전 둘레에 환기홀(40a)이 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 FRP 복합재 자전거 전용 도로.
제 1항에 있어서,
바닥판(30)에는 길이 방향으로 관통된 중공이 다수 개가 형성된 것을 특징으로 하는 FRP 복합재 자전거 전용 도로.