KR20150031259A - 파이프형 에너지 소산 장치가 부설된 낙석방지 울타리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 낙석방지 울타리에 에너지 소산 장치를 설치하여 충돌에 따른 낙석에너지를 효율적으로 방어하고, 낙석에 따른 피해를 최소화할 수 있도록 한 에너지 소산이 가능한 낙석방지 울타리에 관한 것이다. 본 발명은 기초 구조물에 설치된 지주와; 상기 지주 사이에 걸쳐 설치되는 격자형의 철망과; 상기 지주 사이를 횡단하여 설치되는 와이어로프; 및 에너지 소산 파이프에 고정 설치되어 상기 와이어로프를 연결하기 위한 와이어로프 고정구를 포함하여 이루어지며, 상기 와이어로프가 상기 와이어로프 고정구를 관통하여 상기 에너지 소산 파이프의 외면을 감싸도록 설치되어 낙석 충돌시 상기 와이어로프가 상기 에너지 소산 파이프를 변형시켜 낙석 충돌에 따른 에너지를 소산시키는 것이다.

Description

파이프형 에너지 소산 장치가 부설된 낙석방지 울타리{Energy absorber for Rockfall protection fence}

본 발명은 낙석에너지 소산이 가능한 낙석방지 울타리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 낙석방지 울타리에 에너지 소산 장치를 설치하여 충돌에 따른 낙석에너지를 효율적으로 방어하고, 낙석에 따른 피해를 최소화할 수 있도록 한 낙석에너지 소산이 가능한 낙석방지 울타리에 관한 것이다.

일반적으로 낙석방지 울타리는 도로와 인접된 암반 및 암벽 절개면의 낙석, 토사붕괴 등으로 인한 교통장애, 도로 구조물의 손상, 재산 및 인명 상의 손실을 예방하기 위해 설치되는 구조물이다.

통상적인 낙석방지 울타리의 기능은 낙석의 충격에 저항하여 낙석운동을 억제하고, 낙석의 에너지를 흡수하여 낙석이 도로로 유입되는 것을 방지하며, 낙석의 낙하 진행방향을 전환시켜, 위험이 없는 곳으로 유도하는 기능이 기본적인 기능이다.

이러한 종래의 낙석방지 울타리는 지반 또는 콘크리트 기초에 하단부가 고정되는 단부지주와, 중간지주 및 상기 지주들 사이를 가로지르며 설치되는 와이어로프와 격자형 철망으로 구성된다. 이때 상기 와이어로프와 격자형 철망은 연결고리로 고정된다.

그러나 종래의 낙석방지 울타리는 낙석이 발생하여 낙석이 철망과 와이어로프로 충돌하게 되면 철망과 와이어로프 및 지주에 그대로 충격에너지를 전달하는 구조로 되어 있다. 이는 낙석에너지가 클 경우 낙석방지 울타리를 파손하거나 관통시켜 안전사고를 위협하는 가장 큰 원인을 제공하는 문제점이 있었다.

따라서 근래에 들어 다양한 형태의 낙석방지 울타리들이 제시된 바 있다. 그 예로는 지주를 가로지르는 와이어로프를 교차 설치하고 교차 설치된 와이어로프를 상호 연결하는 조립구 또는 연결클립들을 이용한 충격흡수 및 충격완충 구조를 설치하여 낙석 충돌에 따른 낙석에너지를 흡수 및 완충시키거나 순간 회전 변위되는 구조를 통해 낙석에너지에 대한 충격에 대비하도록 하고 있다. 하지만 이러한 선행 기술은 대체로 설치 등이 번거롭거나 그 기능에 한계가 있었다.

또한 상기 낙석방지 울타리에 적용 설치된 충격흡수 및 충격완충 구조들은 낙석의 충돌에 따른 와이어로프와 연결된 구성부품들이 순간 낙석에너지를 못 견디고 충격흡수 전에 쉽게 파손되거나 낙석에너지에 대한 대응 중에도 쉽게 이탈되어 낙석에 대한 낙석에너지를 효율적으로 방어할 수 없어 그 기능을 제대로 수행할 수 없으며, 낙석방지 울타리에 낙석이 충돌시 낙석에너지의 충격을 효율적으로 소산시킬 수 없어 와이어로프가 간격유지장치를 설치하더라도 쉽게 벌어지면서 철망이 관통되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 낙석방지 울타리에 낙석에너지 소산장치를 설치하여 충돌에 따른 낙석에너지를 소산시켜 효율적으로 방어하도록 하는 낙석에너지 소산이 가능한 낙석방지 울타리를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 낙석방지 울타리에 낙석에너지 소산 장치를 설치하여 낙석에 따른 피해를 최소화할 수 있도록 한 낙석에너지 소산이 가능한 낙석방지 울타리를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 낙석방지 울타리에 설치되는 낙석에너지 소산 장치의 구조가 간단하여 설치가 용이하고 설치 및 유지보수 비용을 절감시킬 수 있도록 한 낙석에너지 소산이 가능한 낙석방지 울타리를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 낙석에너지 소산 장치에 의해 종래의 낙석방지 울타리보다 성능이 우수한 낙석방지 울타리를 개발하고자 한다.

무엇보다도 본 발명은 경제적이며, 설치가 용이하면서도, 변형을 통한 에너지 소산이 효율적으로 발생하는 것을 특징으로 하는 파이프형 에너지 소산 장치를 개시하고자 하며, 압출에 의한 일정한 두께의 파이프라 할지라도 필요에 따라 천공홀을 형성하여 현장에 적합하도록 하는 것을 추가적으로 개시하고자 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기초 구조물에 설치된 2개 이상의 지주와 인접하는 2개의 상기 지주 사이를 횡단하여 설치된 와이어로프를 포함하여 구성된 낙석방지 울타리에 있어서, 상기 와이어로프에 설치되어, 낙석 충돌 시 변형되면서 낙석 충돌 에너지를 소산시키는 에너지 소산 장치를 더 포함하되, 상기 에너지 소산 장치는 에너지 소산 파이프와 상기 에너지 소산 파이프에 형성된 관통공에 고정되는 와이어로프 고정구로 구성되는 파이프형 에너지 소산 장치이고, 상기 와이어로프가 상기 와이어로프 고정구를 관통하여 상기 에너지 소산 파이프의 외면을 감싸도록 설치되어 낙석 충돌 시 상기 와이어로프가 상기 에너지 소산 파이프를 변형시켜 낙석 충돌에 따른 낙석에너지를 소산시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 파이프형 에너지 소산 장치가 부설된 낙석방지 울타리를 개시한다.

바람직하게는 인접하는 2개의 상기 지주 사이에는 격자형의 철망이 설치되고, 상기 에너지 소산 파이프에는 2개 이상의 상기 와이어로프 고정구가 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 2개 이상의 와이어로프에 상기 에너지 소산 파이프가 결합함으로써 낙석 충돌시 상기 에너지 소산 파이프가 회전하여 기능을 구현하지 못하는 문제점을 해결할 수 있다.

상기 와이어로프 고정구는 상기 에너지 소산 파이프의 중심에서 120도를 이루며 3곳에 고정 설치되는 것이 바람직하며, 상기 에너지 소산 파이프의 외면에는 상기 와이어로프 고정구가 설치되기 위한 관통공이 형성되고, 상기 와이어로프 고정구는 상기 관통공을 관통하여 고정볼트로 체결 고정될 수 있다.

상기 와이어로프가 접하는 상기 에너지 소산 파이프의 외면 둘레부에는 에너지 소산 정도를 조절하기 위한 천공홀이 형성될 수도 있다. 이를 통하여 다양한 에너지 소산의 정도를 구현하며, 상기 에너지 소산 파이프에 상기 와이어로프의 고정을 용이하게 할 수 있다.

본 발명은 낙석방지 울타리에 낙석에너지 소산 장치를 설치하여 충돌에 따른 낙석에너지를 소산시켜 효율적으로 방어하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명은 낙석방지 울타리에 낙석에너지 소산 장치를 설치하여 낙석에 따른 피해를 최소화할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 본 발명은 낙석방지 울타리에 설치되는 낙석에너지 소산 장치의 구조가 간단하여 설치가 용이하고 유지보수 비용을 절감시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 낙석에너지 소산 장치에 의해 종래의 낙석방지 울타리보다 성능이 우수한 낙석방지 울타리를 개시한다.

본 발명에 의한 파이프형 에너지 소산 장치가 부설된 낙석방지 울타리는 적은 비용으로 소산 장치를 부설하여 경제적이며, 설치가 용이하다. 실험에 의하면 에너지 소산이 효율적으로 발생한다. 또한, 압출에 의한 일정한 두께의 파이프라 할지라도 필요에 따라 천공홀을 형성하여 현장 적합성도 높다.

도 1은 공지의 낙석방지 울타리에 본 발명에 의한 일실시예가 적용된 것을 보여주는 개요도.
도 2는 본 발명에 의한 일실시예에 적용되는 파이프형 에너지 소산 장치의 개념도.
도 3은 본 발명에 의한 일실시예에 적용되는 파이프형 에너지 소산 장치의 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 일실시예에 적용되는 파이프형 에너지 소산 장치의 사시도
도 5는 본 발명에 의한 일실시예에 적용되는 에너지 소산 파이프의 정면도
도 6은 본 발명에 의한 일실시예에 적용되는 에너지 소산 파이프의 일부 단면도
도 7은 본 발명에 의한 일실시예에 적용되는 파이프의 작용 도면
도 8은 본 발명에 의한 다른 실시예의 도면

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

도 1은 공지의 낙석방지 울타리에 본 발명에 의한 일실시예가 적용된 것을 보여주는 개요도이며, 도 2 내지 도 7은 본 발명에 의한 낙석에너지 소산이 가능한 낙석방지 울타리의 제1 실시예를 보인 것이다.

도 1을 참조하면, 공지의 낙석방지 울타리(100)는 기초 구조물(1)에 설치되는 지주(110)와; 인접하는 상기 지주(110) 사이에 설치되는 격자형의 철망(120)과; 상기 지주(110) 사이를 횡단하여 설치되는 와이어로프(130)를 포함하여 구성된다.

상기 지주(110)는 낙석 방지 울타리를 구성하며, 지면 또는 콘크리트의 기초 구조물(1)에 금속의 파이프나 H빔 형태로 단부지주와 중간지주로 매립 설치된다. 이때 상기 지주(110)와 인접하는 지주(110) 사이를 통상 1경간이라 하며, 중간지주는 일정간격으로 설치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 지주(110)의 1경간 사이에 철망(120)이 설치되어 낙석방지 울타리를 구성하게 된다. 이때 상기 철망(120)은 금속의 철선으로 그물모양의 격자 형태로 설치되는 것이 바람직하다.

상기 와이어로프(130)는 상기 지주(110) 사이에 설치되는 보강 구조물로서, 상기 와이어로프(130)의 길이방향 양끝단부는 지주 단부에 고정 설치된다. 이때 상기 와이어로프(130)는 지주를 통과하여 와이어클립(미도시) 등으로 고정되는 것이 바람직하다. 도 1의 도면번호 200으로 도시된 것이 본 발명에 의한 일실시예에 있어서 핵심적인 기능을 하는 파이프형 에너지 소산 장치에 해당한다.

이하 도 2 내지 도 3으로 본 발명에 의한 일실시예를 보다 구체적으로 설명한다. 상기 와이어로프(130)는 에너지 소산 파이프(210)를 말아 감으면서 지면과 수평을 유지하며 좌우 방향으로 홀 형태로 감기도록 설치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 와이어로프 고정구(220)는 상기 에너지 소산 파이프(210)의 외면에 하나의 와이어로프를 고정하데 적어도 2개 이상이 설치되는 것이 바람직하다. 이는 낙석 충돌에 따른 와이어로프(130)가 인장 될 때 에너지 소산 파이프(210)가 심하게 회전하지 않도록 하여 구속력을 증가시킬 수 있도록 할 수 있다.

또한 상기 와이어로프 고정구(220)은 상기 에너지 소산 파이프(210)의 중심에서 120도로 위치하는 3개의 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

또한 도 5와 도 6을 참조하면 상기 에너지 소산 파이프(210)의 외면에는 상기 와이어로프 고정구(220)가 설치되기 위한 관통공(211)(212)이 형성되고, 상기 와이어로프 고정구(220)는 상기 관통공(211)(212)을 관통하여 고정볼트(221)로 체결되어 고정 설치된다.

상기와 같이 본 발명의 낙석방지 울타리에 적용되는 에너지 소산 파이프(210)와, 와이어로프(130) 및 와이어로프 고정구(220)로 이루어지는 낙석에너지 소산 장치는 간단한 구성으로 낙석 에너지를 효율적으로 소산시킬 수 있다.

다음은 낙석에너지 소산 장치에 따른 UTM (인장시험장비)을 통한 정적시험 성능 평가를 제시하면 다음과 같다.

시편은 파이프형 낙석에너지 소산 장치의 둘레에 3군데의 구멍을 뚫어 와이어로프를 고정할 수 있도록 제작하였다. 아래 참고사진과 같이 시편을 UTM에 설치 후 인장력을 가하여 파이프형 낙석에너지 소산 장치가 변형 및 파괴될 때의 에너지를 측정하였다.

<참고사진>

파괴될 때의 하중은 약 9.06ton 이였으며 하중-변위 관계는 아래 표와 같다.

[표 1]

변형에너지는 표 1의 그래프의 면적으로 488 ton·mm = 488X9.8/1000 = 4.78 kN·m= 4.78kJ이다. 에너지 소산 파이프와 와이어로프 고정구의 변형 내지는 파괴에 이르는 과정에 상기의 에너지를 소산시킨 것으로 해석된다.

한편, 도 8은 본 발명에 의한 낙석에너지 소산이 가능한 낙석방지 울타리의 제2 실시예를 보인 것이다. 본 발명에 따른 낙석방지 울타리의 제2 실시예는 상기 에너지 소산 파이프(210)의 외면 둘레부를 따라 다수 개의 천공홀(230)을 더 가지도록 형성하여 설치한 것이다.

이는 상기 와이어로프(130)의 당기는 인장력으로 상기 와이어로프(130)가 연결된 상기 에너지 소산 파이프(210)를 보다 효율적으로 찌그러트려 낙석 에너지를 더 효율적으로 소산시킬 수 있도록 하는 구조를 제공함이다. 상기 천공홀(230)은 상이 고정볼트(221) 체결 시에 활용될 수도 있다.

이하, 본 발명에 의한 낙석에너지 소산이 가능한 낙석방지 울타리의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다. 도 7은 본 발명에 의한 낙석방지 울타리의 작용을 보인 과정도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 낙석이 굴러 떨어져 낙석방지 울타리에 충격이 가하면, 먼저 울타리 철망을 찌그러트림과 동시에 낙석에너지의 충격은 와이어로프에 지속적으로 전달되어 끊어질 수 있다. 이때, 도 7의 a)에서와 같이 에너지 소산 파이프와 연결된 와이어로프의 좌우 인장력에 의해 낙석에너지를 1차적으로 흡수 감소시키면서 도 7의 b)의 경우와 같이 와이어로프가 에너지 소산 파이프를 압박하여 찌그러뜨리면서 2차적으로 낙석에너지를 소산(消散)시킬 수 있다.

즉, 낙석에너지 충격에 대하여 1차적으로 와이어로프의 인장력으로 낙석에너지를 흡수함과 동시에 낙석에너지 충격에 대응하여 2차적으로 인장력이 증가하여 에너지 소산 파이프에 감긴 와이어로프에 의해 에너지 소산 파이프가 변형되면서 와이어로프의 인장력을 최대한 지속시키면서 낙석에너지를 흡수하게 되는 것이다.

또한 본 발명에 따른 낙석방지 울타리의 제2 실시예와 같이 에너지 소산 파이프에 천공홀을 적당히 구비하도록 할 경우 낙석에너지에 대한 와이어로프가 현장에 적합하게 에너지 소산 파이프를 좀 더 쉽게 변형시키면서 순간 충격력을 더 빨리 흡수할 수 있도록 실시 가능하다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다. 또한, 본 발명의 에너지 소산 장치는 낙석방지 울타리 이외에 와이어로프가 적용된 울타리라면 어떠한 형태도 적용 가능하다.

100 낙석방지 울타리
110 지주
120 철망
130 와이어로프
200 파이프형 에너지 소산 장치
210 에너지 소산 파이프
211, 212 관통공
220 와이어로프 고정구
221 고정볼트
230 천공홀

Claims (4)

1. 지주(110)와; 상기 지주(110) 사이에 설치되는 와이어로프(130)와; 상기 와이어로프(130)에 설치되어 낙석 충돌 시 변형되면서 낙석 충돌 에너지를 소산시키는 에너지 소산 장치(200)를 더 포함하는 낙석방지 울타리에 있어서,
   상기 에너지 소산 장치(200)는 에너지 소산 파이프(210)와; 상기 에너지 소산 파이프(210)에 형성된 관통공(211, 212)에 고정되는 와이어로프 고정구(220)를 포함하여 이루어지고,
   상기 와이어로프(130)는 상기 에너지 소산 파이프(210)를 말아 감으면서 지면과 수평을 유지하면서 좌우 방향으로 홀 형태로 감기도록 설치되며, 상기 와이어 로프 고정구(220)는 상기 에너지 소산 파이프(210)의 외면에 2개 이상 형성되어 상기 와이어로프(130)를 고정하도록 설치하되,
   초기 낙석 충돌에 따른 상기 와이어로프(130)가 좌우로 인장될 때 상기 에너지 소산 파이프(210)가 심하게 회전되지 않도록 상기 와이어로프(130)의 구속함과 아울러, 낙석 충돌이 가중될 때 상기 와이어로프(130)가 좌우 인장력에 의해 쪼여지면서 상기 에너지 소산 파이프(210)의 외면을 변형시키거나 찢기도록 하여 낙석 충돌에 따른 낙석에너지를 소산시키며,
   상기 와이어로프(130)가 접하는 상기 에너지 소산 파이프(210)의 외면 둘레부에는 에너지 소산 정도를 조절하기 위한 천공홀(230)이 형성된 것을 특징으로 하는
   파이프형 에너지 소산 장치가 부설된 낙석방지 울타리.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   인접하는 2개의 상기 지주(110) 사이에는 격자형의 철망(120)이 설치되고,
   상기 에너지 소산 파이프(210)에는 하나의 와이어로프를 고정하기 위한 2개 이상의 상기 와이어로프 고정구(220)가 설치되는 것을 특징으로 하는 파이프형 에너지 소산 장치가 부설된 낙석방지 울타리.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 와이어로프 고정구(220)는 상기 에너지 소산 파이프(210)의 중심에서 120도를 이루며 3곳에 고정 설치됨을 특징으로 하는 파이프형 에너지 소산 장치가 부설된 낙석방지 울타리.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 에너지 소산 파이프(210)의 외면에는 상기 와이어로프 고정구(220)가 설치되기 위한 관통공(211)(212)이 형성되고,
   상기 와이어로프 고정구(220)는 상기 관통공(211)(212)을 관통하여 고정볼트(221)로 체결 고정됨을 특징으로 하는 파이프형 에너지 소산 장치가 부설된 낙석방지 울타리.

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