KR20170124162A - 단부 보강형 장경간 반강성 방호울타리 - Google Patents

Abstract

본원발명은 프리스트레스트 케이블에 높은 수준의 장력을 미리 주어 연성 방호울타리와 강성 방호울타리의 장점을 모두 취하는 방호울타리에 관한 것이다. 특히, 상기 고도의 긴장력에 의하여 구현 가능한 장경간 반강성 방호울타리의 개시에 관한 것이다.
본원발명은 양 배리어 단부 및 상기 양 단부 사이를 잇는 케이블을 포함하는 방호울타리로서, 상기 양 단부 사이에 중간 지주가 설치되지 않거나 그 간격이 크도록 상기 케이블 장력을 유지하는, 상기 양 배리어 단부의 지지력 보강을 특징으로 하는 장경간 반강성 방호울타리를 제공한다.
본원발명에 따라 장경간(long-span) 반강성 방호울타리의 쾌적하고 미려함을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 수준의 장력에 의하여 차량 복귀 등에 있어서 강성 방호울타리와 같은 장점도 가질 수 있게 된다. 즉, 신장력을 적절히 조절하여 반강성 방호울타리의 장점을 모두 취할 수 있다.

Description

단부 보강형 장경간 반강성 방호울타리{LONG-SPAN PROTECTION BARRIERS WITH REINFORCED END}

본원발명은 방호울타리(protection barrier)에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 프리스트레스트 케이블에 높은 수준의 장력(張力)을 미리 주어 반강성 방호울타리의 장점을 취하는 방호울타리에 관한 것이다. 특히, 상기 고도의 긴장력에 의하여 구현 가능한 지주 없는 구간이 긴 장경간(long-span) 반강성 방호울타리의 개시에 관한 것이다.

본원발명의 대상인 방호울타리는 시선유도표지, 중앙분리대, 과속방지시설 등과 같은 도로안전시설 중 하나로서(도로법 제2조제2호), 주행 중 정상적인 주행 경로를 벗어난 차량이 길 밖, 대향 차로 또는 보도 등으로 이탈하는 것을 방지하는 동시에 탑승자의 상해 및 차량의 파손을 최소한도로 줄이고 차량을 정상 진행 방향으로 복귀시키는 것을 주목적으로 하며, 부수적으로는 운전자의 시선을 유도하고 보행자의 무단 횡단을 억제하는 등의 기능을 갖는 시설이다.

케이블(cable) 형 방호울타리 또는 프리스트레스트 케이블(guard cable)은 연성 방호울타리의 대표적인 유형 중 하나이다. 연성 방호울타리는 차량이 충돌할 때 다소의 변형이 수반되면서 충격에너지를 흡수하는 것을 주된 기능으로 하는 방호울타리이다. 주로 본원발명과 같은 케이블이나 철, 알루미늄으로 이루어진 빔과 지주로 이루어진 구조물이다. 종래 연성 방호울타리의 경우 좁은 간격으로 중간 지주를 설치하는 것이 필수적이었다. 또한 이와 같은 중간 지주를 당연히 받아들였다.

관련 선행기술로는 대한민국 등록특허공보(B1) 제1143843호(2012.4.24.) 도로용 프리스트레스트 케이블이 개시되어 있다. 상기 선행기술은 본원발명과 같이 프리스트레스트 케이블에 관한 것이라는 관점에서 공통점이 있으나, 중간 지주의 간격에 차이가 있다. 도 1은 종래 선행기술의 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 선행기술은 중간 지주가 설치되어 있고, 끝단 기초에는 별도의 보강수단이 강구되어 있지 않다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이 일반적으로 프리스트레스트 케이블에 의한 방호울타리는 상기 케이블을 좁은 간격의 중간 지주로 받친 구조이다. (도 1의 사각 박스 안의 지주가 중간 지주로 프리스트레스트 케이블을 받치고 있다.)

이에 반하여 본원발명은 단부를 보강함으로써 상기 중간 지주의 간격을 넓힌 장경간 반강성 방호울타리를 개시하고자 하는 것이다.

관련 선행기술로 대한민국 공개특허공보(A) 제2005-0064482호(2005.6.29.) 토사와의 접지력 및 내충격성이 강화된 가드레일 지주 구조는 지주를 보강한다는 점에서 본원발명과 일부 공통점이 있으나, 본원발명과 달리 가드레일에 관한 것일 뿐만 아니라 역시 중간 지주의 간격을 넓혀 장경간 반강성 방호울타리를 개시하겠다는 개념조차 가지고 있지 않다.

프리스트레스트 케이블 방호울타리는 차량 충돌에 대하여 장력으로 저항한다. 본원발명은 프리스트레스트 케이블에 높은 수준의 장력(張力)을 미리 주어 반강성 방호울타리의 장점을 취하고자 한다. 특히, 상기 고도의 장력에 의한 중간 지주의 간격이 넓은 장경간 반강성 방호울타리(long-span protection barrier)를 개시하고자 한다.

본원발명의 기술적 사상은 차량 방호울타리에 대표적으로 사용될 수 있으며, 도로 주행자에게 보다 높은 수준의 쾌적성을 제공하고, 미려한 방호 울타리의 시공이 가능하게 한다.

덧붙여, 기존 반강성 배리어 기술 동향 및 문제점은 다음과 같다. 국ㅇ내외 설계기준/지침에 규정된 실물충돌시험 조건은 성능등급이 높아질수록 대형차 충돌조건(충격도)은 증가되지만 소형차 충돌조건은 일정하다. 따라서 성능등급이 올라갈수록 대형차 충돌에 의한 최대 횡변위를 만족하기 위해서는 배리어의 강성이 증진(지주간격 감소, 강한지주 사용)되어야 한다.

배리어의 강성이 증진된 경우에 소형차 충돌조건이 증가한다면 탑승자의 안전이 급격하게 위험해져 평가기준을 만족시킬 수 없게 된다. 성능등급이 높아질수록 대형차 충돌조건은 증가하나 소형차 충돌조건은 일정하게 규정된다.

본원발명은 이와 같은 설계의 제한을 극복하고자, 후술하는 기술적 사상을 제공하는 것이다.

대한민국 등록특허공보(B1) 제1143843호 (2012.4.24.) 대한민국 공개특허공보(A) 제2005-0064482호 (2005.6.29.)

본원발명은 단부를 보강하는 하는 구조를 개시함으로써 장경간 반강성 방호울타리를 구현하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본원발명은, 양 배리어 단부 및 상기 양 단부 사이를 잇는 케이블을 포함하는 방호울타리로서, 상기 케이블이 장력을 유지할 수 있도록, 상기 양 배리어 단부의 지지력이 보강되는 것을 특징으로 하는 장경간 반강성 방호울타리를 제공한다.

본원발명은 상기 배리어 단부와 상기 케이블 구간 사이에는 전이구간이 형성되어 연결되고, 상기 전이구간은 상기 케이블 구간으로부터 상기 배리어 단부로 그 폭이 점차 넓어지는 형태인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 배리어 단부는 강성 방호울타리이고, 위가 좁고 아래가 넓은 단면을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 배리어 단부의 아랫면에는 상기 케이블 방향과 수직 방향으로 길게, 보다 아래쪽으로 연장되는 전단키가 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

본원발명은 상기 양 배리어 단부 사이의 지반에서, 주입재가 지중으로 충전되어 지반 그라우팅이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본원발명은 상기 양 배리어 단부 사이에 수평 기둥이 형성되고, 상기 수평기둥의 양 끝단이 상기 양 배리어 단부의 내측면에 밀착되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본원발명은 상기 양 배리어 단부 사이에 수평 기둥이 형성되고, 상기 수평기둥의 양 끝단이 상기 양 배리어 단부의 내측면에 밀착되되, 상기 수평 기둥을 설치한 후 상기 지반 그라우팅을 형성하는 경우 상기 지반 그라우팅에 의하여 상기 수평 기둥의 외주가 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 수평 기둥은 상기 배리어 단부의 내측면 도심에 밀착되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 배리어 단부의 기초에는 어스 앵커가 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본원발명은 방호울타리의 양 단부에 양 끝단이 고정되어 상기 양 단부를 잇는 케이블 및 상기 케이블을 덮으며 상기 케이블에 설치 고정되어, 충돌에 따른 충격하중에 상기 케이블과 함께 저항하는 레일을 포함하되, 상기 레일은 여러 개의 분할체로 나뉘어 형성되는 세그먼트 레일이 연속적으로 상기 케이블에 결합되어 형성되고, 상기 세그먼트 레일은 강재 세그먼트 레일이고, 강재 세그먼트 레일은 중공단면 형태로 형성되고, 상기 강재 세그먼트 레일의 종방향을 따라 상기 케이블이 삽입 안착될 수 있는 레일홀이 형성되되, 상기 레일홀은 U 형태로 상기 강재 세그먼트 레일의 중공부로 함몰 형성되어, 상기 케이블이 삽입되어 안착된 후, 상기 케이블이 상기 강재 세그먼트 레일의 중심부에 위치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본원발명에 의하면 프리스트레스트 케이블 방호울타리의 단부가 보강되고, 이를 통하여 보다 높은 수준의 장력을 프리스트레스트 케이블에 도입할 수 있으므로, 장경간 반강성 방호울타리의 쾌적하고 미려함을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 수준의 장력에 의하여 차량 복귀 등에 있어서 강성 방호울타리와 같은 장점을 가질 수 있게 된다. 즉, 긴장력을 적절히 조절하여 반강성 방호울타리의 장점을 취할 수 있다.

보다 구체적으로 본원발명에 의한 구체적인 장경간 반강성 배리어 특징 및 장점은 다음과 같다. 기존 반강성 배리어에 대한 소형차 충돌로 인한 탑승자의 위험을 감소시키기 위해서는 1.5 ~ 4.0m의 간격으로 배치된 배리어 지주와의 심각한 충돌을 최소화하는 것이 필요한데, 본원발명과 같이 지주간격을 장경간으로 사용한다면 소형차와 배리어 지주와의 심각한 충돌을 최소화하여 탑승자의 위험을 감소시킬 수 있게 된다.

본원발명은 소형차와 대형차를 분리 대응할 수 있게 일정한 횡간격을 갖도록 전면레일과 후면레일이 설계되어 보다 안전한 방호울타리를 제공한다. 소형차 충돌을 분담하는 전면레일은 60~100m의 장경간 지주간격을 갖는 후면레일 지주에 고성능 블록아웃으로 연결되기 때문에 소형차와 배리어 지주와의 심각한 충돌이 최소화되어 고속 충돌(160km/h 이상)에도 탑승자 안전을 확보할 수 있다. 대형차 충돌을 분담하는 후면레일은 레일의 긴장력을 조절하여 대형차 충돌로 인한 최대 횡변위의 조절이 가능하다.

본원발명에 따르면, 지주 배치가 최소화되고, 개방형 레일을 이용하여 개방감이 좋고 미관이 뛰어나다. 또한 프리스트레스 케이블이 탄성영역에서 거동하기 때문에 유지보수가 용이하고 재료비를 절감할 수 있다.

따라서 유사한 대형차 충격도를 저항하는 기존 배리어에 비하여 소형차 충돌속도 관점으로 성능이 최대 60% 증가할 수 있고 유사한 경제성도 확보할 수 있다.

상기 소형차 충돌속도 160km/h는 도로설계속도 110km/h 도로에서 발생할 수 있는 사고충돌속도 94%를 포함하는 것이다(TTI, 2007). 따라서 도로에서 발생할 수 있는 예기치 않게 발생할 수 있는 거의 모든 소형차 충돌사고에 대하여 탑승자 안전을 확보할 수 있게 된다.

도 1은 종래 선행기술의 도면으로 중간 지주가 설치되어 케이블을 보인 도면이다.
도 2a는 본원발명의 일 실시 예인 장경간 반강성 방호울타리의 끝단을 보인 것이다. 도 2b는 도 2a와 다른 끝단의 실시 예를 보인 도면이다.
도 2c는 본원발명의 일 실시 예인 장경간 반강성 방호울타리를 전체를 보인 사시도이다.
도 3a는 본원발명의 일 실시 예는 레일구간을 보인 것으로, 전면레일과 후면레일을 포함한 것이다. 도 3b는 도 3a의 레일구간에 차량이 충돌하는 경우를 개념적으로 보인 것이다.
도 3c는 본원발명에 따른 일 실시 예의 부분 분해도이다.
도 3d는 본원발명의 일 실시 예의 배리어 단부의 단면을 개념적으로 보인 것이다.
도 4는 본원발명의 일 실시 예로서 전단키를 이용한 배리어 단부 보강을 보인 것이다.
도 5는 본원발명에 따른 일 실시 예로서 배리어 단부 사이를 고결시킨 것을 보인 것이다.
도 6은 본원발명에 따른 일 실시 예로서 배리어 단부 사이에 기둥을 설치한 것을 보인 것이다.
도 7은 본원발명에 따른 일 실시 예로 배리어 단부에 어스 앵커가 설치된 것을 보인 것이다.
도 8은 본원발명의 일 실시 예인 강재 세그먼트 레일의 결합 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

도 2a는 본원발명의 일 실시 예인 장경간 반강성 방호울타리의 끝단을 보인 것이다. 도 2a에 도시된 실시 예의 경우 같이 케이블(1)의 끝단이 지중에 매설되어 있는 암반 혹은 콘크리트 기초(50a)에 정착되어 있다. 상기 암반 혹은 콘크리트 기초(50a)에는 필요시(예를 들면, 지반 지지력만으로는 필요한 케이블 지지력을 확보하지 못하는 경우 등) 그라운드 앵커(50b)로 보강될 수 있다. 도 2a의 중간지주(80)의 지주 간격은 60 내지 150m이다. 상기 중간지주(80) 간격을 넓도록 하여 차량의 지주와의 충돌에 따른 심각한 피해를 최소화하기 위한 것이다. 이와 같은 본원발명의 상기 중간지주(80) 간격을 넓히는 기술적 사상은 케이블 끝단의 큰 지지력 확보와 프리캐스트 세그먼트 개방형 레일로 실현이 가능하다. 덧붙여, 지주간격의 장경간화로 부족해진 배리어의 횡강성은 스트레스리본 덱(Deck)과 유사한 프리스트레스 케이블이 설치된 개방형 레일의 사용으로 보완될 수도 있는 것이다.

도 2b는 도 2a와 다른 끝단의 실시 예를 보인 도면이다. 도 2b에 도시된 실시 예는 도 2a의 상기 암반 혹은 콘크리트 기초(50a) 위에 설계된 강성 배리어인 배리어 단부(50)에 상기 케이블(1) 단부를 고정하고 상기 케이블(1)에 도입되는 긴장력을 지지하도록 한 것이다. 레일 구간과 상기 배리어 단부(50)는 전이구간(60)을 통하여 연결된다. 상기 레일 구간은 본원발명의 중요한 기술적 사상이 반영되는 구간인데, 본 명세서의 실시 예의 경우 세그먼트 개방형 레일 구간(70)으로 도시되었다. 레일 구간의 디자인은 본원발명의 기술적 사상을 제한하지 않는다. 본 실시 예의 경우에도 지반 지지력이 부족할 경우에는 그라운드 앵커(52)를 이용하여 지지력을 보강할 수 있다.

결과적으로 본원발명에 따른 장경간 반강성 배리어의 단부는 프리스트레스트 케이블을 직접 기초에 정착하는 방식과 강성배리어에 레일을 연결하고 프리스트레스트 케이블을 강성배리어 정착하는 방식으로 분류된다. 프리스트레스트 케이블을 직접 기초에 정착하는 방식은 전이구간이 없으나, 강성배리어에 레일을 연결하고 프리스트레스트 케이블을 강성배리어 정착하는 방식은 전이구간이 형성되어 있다. 상기 전이구간은 개방형 레일에서부터 강성배리어로 그 폭이 점차 넓어지는 형태로 형성된다.

도 2c는 본원발명의 일 실시 예인 장경간 반강성 방호울타리를 전체를 보인 사시도이다. 기본적으로 본원발명에 의한 장경간 반강성 방호울타리는 중간 지주의 간격이 넓다. 도 2c에 도시된 바와 같이 중간 지주가 없이 양 배리어 단부(50)가 있을 수도 있다. 상기 배리어 단부(50)는 케이블 끝단을 고정하고, 케이블에 도입되는 긴장력을 지지하는 기초 역할을 하게 된다.

본원발명의 특징 중 하나인 지주의 간격이 큰 케이블 구간 또는 세그먼트 레일 구간을 설명한다. 도 2c는 세그먼트 레일이 도시되어 있으나, 상기 세그먼트 레일의 내부에는 케이블이 위치한다. 기본적으로 케이블을 포함하여 케이블 구간이라고 할 수 있으나, 세그먼트 레일을 케이블에 결합할 수도 있는바, 세그먼트 레일 구간이라고 할 수 있다. 이하에서는 이를 통칭하여 세그먼트 레일 구간(70)이라고 한다. '지주의 간격이 큰 구간'을 본 명세서에서는 장경간 구간이라 칭한다. 본원발명은 지주의 설치(매입)가 필요하지 않거나, 최소화되며, 탑승자 안전을 증대시킬 수 있다. 후술하는 연성(flexible) 방호 울타리와 유사한 탑승자 안전을 제공하면서도 충돌 변위(working width)는 매우 감소시킬 수 있다.

케이블(cable) 형 방호울타리 또는 프리스트레스트 케이블(guard cable)은 연성 방호울타리의 대표적인 유형 중 하나이다. 연성 방호울타리는 차량이 충돌할 때 다소의 변형이 수반되면서 충격에너지를 흡수하는 것을 주된 기능으로 하는 방호울타리이다. 주로 본원발명과 같은 케이블이나 철, 알루미늄으로 이루어진 빔과 지주로 이루어진 구조물이다. 종래 연성 방호울타리의 경우 좁은 간격으로 설치되는 중간 지주가 필수적이었다. 또한 이와 같은 중간 지주를 당연한 것으로 받아들였다.

본원발명도 연성 방호울타리의 구성인 케이블을 이용한다. 본원발명은 도입되는 케이블 긴장력으로 차량 충돌 시 수평변위의 조절이 가능한 장점이 있다. 차량충돌에 의하여 발생하는 충격하중에 대하여 케이블이 탄성거동하기 때문에 유지관리가 용이한 장점도 있다.

케이블형 방호울타리, 즉 프리스트레스트 케이블의 경우 장력을 미리 주어 차량 충돌에 장력으로 저항하는 구조인데, 상기 장력이 도입된 케이블은 중간 지주로 받쳐진다. 중간 지주로 상기 케이블을 받쳐 주지 않으면, 케이블이 처지게 되고, 장력을 추가로 가하는 데에는 한계가 있기 때문에 불가피하게 중간 지주가 필요한 것이다.

하지만, 본원발명은 종래의 방호울타리와 달리 중간 지주가 없거나 그 간격을 크게 한 구조이다. 이를 통하여 쾌적성을 더욱 좋게 할 뿐만 아니라 운전자의 압박감을 해소하고, 시선 유도성을 좋게 하고자 한다. 한편, 상기 케이블에 세그먼트 레일을 고정하여 연성 방호울타리에 강성의 구성을 추가하여 성능을 개선할 수도 있다. 교량용 방호울타리의 경우 강성에 가까워 이를 반강성형으로 구분하기도 하는데, 본원발명 또한 강성이 증가하는 반강성형의 방호울타리라고 볼 수도 있다.

상술한 '장경간 구간'인 종래 프리스트레스트 케이블이 길게 연장되는 구간을 본원발명에서는 세그먼트 레일 구간(70)이라 하는 것이다. 상기 세그먼트 레일 구간(70)은 프리스트레스트 케이블을 보강하여 레일이 형성되도록 한 구간이다. 상기 레일은 여러 개 분할체로 형성되고, 상기 프리스트레스트 케이블에 결합되므로, 세그먼트(segment) 레일이라 한다. 특히 본원발명은 프리캐스트 세그먼트 레일을 사용하는데, 이와 같이 세그먼트로 레일을 구성하는 경우, 가벼운 차량 충돌 시 각각의 세그먼트별로 부분적인 교체가 가능하여 유지관리가 용이하다.

상기 세그먼트 레일 구간(70)은 중간 지주 없이 짧게는 10m부터 길게는 100m 이상까지 형성될 수 있는데, 구간의 길이가 길어지는 경우 상기 배리어 단부의 보강이 필요하게 된다. 이와 관련하여서는 별도의 배리어 단부 보강 관련 기술로 설명한다.

상기 배리어 단부(50)와 상기 세그먼트 레일 구간(70)은 전이구간(60)을 통하여 연결되는데, 상기 전이구간(60)은 상기 세그먼트 레일 구간(70)으로부터 상기 배리어 단부(50)로 그 폭이 점차 넓어지는 형태가 바람직하다. 즉, 상기 전이구간(60)은 단면이 변화하는 구간이며, 길이 방향으로 경사진 형태를 취하여 본원발명인 방호울타리의 연속성을 확보하게 된다.

이를 보다 구체적으로 설명한다. 도 3a는 본원발명의 일 실시 예는 레일구간을 보인 것으로, 전면레일과 후면레일을 포함한 것이다. 도 3b는 도 3a의 레일구간에 차량이 충돌하는 경우를 개념적으로 보인 것이다.

프리스트레스트 케이블(1)에는 프리캐스트 세그먼트 개방형 레일(2)이 결합된다. 상기 프리캐스트 세그먼트 개방형 레일(2)은 2개 이상 형성되되 소형차와 대형차를 분리 대응할 수 있게 200mm 이상의 일정한 횡간격(2d)을 갖도록 전면레일(2a)과 후면레일(2b)로 설계되는 것이 바람직하다.

상기 횡간격(2d)을 통하여 소형차 충돌은 상기 전면레일(2a)만이 충격을 흡수하여 지주와의 충돌을 배제시킬 수도 있다. 또는, 상기 횡간격(2d)에 의하여 충돌 차량에 따라 순차적으로 상기 횡간격(2d)을 가지는 케이블(1) 및 프리캐스트 세그먼트 개방형 레일(2)들에 의하여 에너지가 소산될 수도 있다.

상기 전면레일(2a)은 고성능 블록아웃(2c)을 이용하여 지주와 연결된다. 상기 고성능 블록아웃(2c)은 지주와의 심각한 충돌을 방지하여 고속 충돌에도 탑승자 안전을 확보할 수 있도록 한다. 상기 후면레일(2b)은 강한 블록아웃을 이용하여 지주와 연결된다. 본 실시 예의 경우도 전술한 바와 같이 프리스트레스트 케이블(1)의 긴장력을 조절하여 대형차 충돌로 인한 최대 횡변위의 조절이 가능토록 한다.

결과적으로 도 3b에 도시된 차량 충돌 예시와 같이 장경간에 따라 지주와 충돌하지 않으며, 횡간격에 의한 순차적 충돌이 가능하게 되는 것이다.

상술한 실시 예들의 상기 세그먼트 개방형 레일 구간(70)은 프리스트레스트 케이블을 보강하여 레일이 형성되도록 한 구간이다. 상기 레일은 여러 개 분할체로 형성되고, 상기 프리스트레스트 케이블에 결합되므로, 세그먼트(segment) 레일이라 한다. 특히 본원발명은 프리캐스트 세그먼트 개방형 레일을 사용하는데, 이와 같이 세그먼트로 레일을 구성하는 경우, 가벼운 차량 충돌 시 각각의 세그먼트별로 부분적인 교체가 가능하여 유지관리가 용이하다.

상기 세그먼트 개방형 레일 구간(70)은 짧게는 10m부터 길게는 100m 이상까지 형성될 수 있는데, 구간의 길이가 길어지는 경우 상기 배리어 단부의 보강이 필요하게 된다. 이와 관련하여서는 별도의 배리어 단부 보강 관련 기술로 설명한다.

도 3c는 본원발명에 따른 일 실시 예의 부분 분해도이다. 상기 배리어 단부(50)와 상기 세그먼트 개방형 레일 구간(70)은 전이구간(60)을 통하여 연결된다.

상기 케이블(1)은 상기 배리어 단부(50)에 고정된다. 상기 케이블(1)에는 프리캐스트 세그먼트 개방형 레일(2)이 결합되어 있다. 상기 케이블(1)이 2개 이상 시공되는 경우 상기 케이블(1)들 간의 간격을 유지하기 위한 간격유지재(3)가 설치된다. 상기 간격유지재(3)는 상기 프리캐스트 세그먼트 개방형 레일(2)들 사이의 간격을 유지하는 기능을 하는 것이기도 하다. 상기 간격유지재(3)는 상기 프리캐스트 세그먼트 개방형 레일(2)의 간격을 유지하는 것뿐만 아니라 상기 프리캐스트 세그먼트 개방형 레일(2)들의 거동을 일체화하여 충격에 효율적으로 대응할 수 있도록 한다.

상기 케이블(1)은 시공 시와 평상시에는 상기 프리캐스트 세그먼트 개방형 레일(2)의 자중을 지지하고, 차량 충돌 시에는 상기 프리캐스트 세그먼트 개방형 레일(2)과 함께 충돌에 따른 충격하중에 저항한다.

상기 프리캐스트 세그먼트 개방형 레일(2)은 상술한 바와 같이 차량 충돌 시 상기 케이블(1)과 함께 충돌에 따른 충격하중에 저항하는데, 상기 케이블(1)의 단면 강성을 증진한 것으로 이해할 수 있다.

상기 배리어 단부(50)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 3d는 본원발명의 일 실시 예의 배리어 단부의 단면을 개념적으로 보인 것이다. 도 3d에 도시된 바와 같이 배리어 단부(50)는 차도(51) 또는 갓길(52)의 옆에 설치되는데, 본원발명에서 중요한 점은 상기 배리어 단부(50)가 강성 방호울타리는 점이다. 즉, 종래의 선행기술들과는 달리 케이블을 이용하는 연성 방호울타리의 단부를 강성 방호울타리로 형성하였다는 것이다. 이는 장경간 반강성 방호울타리를 구현하기 위하여 연성 방호울타리와 강성 방호울타리를 결합한 것이며, 강성 방호울타리를 통하여 지지력을 확보하고자 한 것이다. 상기 배리어 단부의 배리어 단부 측면(53; 즉, 상기 강성 방호울타리의 측면)은 일반적인 강성 방호울타리의 측면 형상을 가진다. 즉 위가 좁고 아래가 넓도록 경사지게 형성되어 통상의 강성 방호울타리와 같이 충돌 시 차량을 다시 도로로 복귀시키는 기능을 원활하게 할 수 있는바, 차량충돌에 대한 안전성을 확보할 수 있다.

상기 배리어 단부(50)는 상기 케이블의 자중과 상기 케이블에 도입되는 긴장력을 지지하여야 한다. 상기 케이블에 세그먼트 레일이 결합되는 경우 그 자중도 지지하여야 한다. 또한 차량충돌에 의한 충격하중으로 발생하는 수평력도 지지하여야 한다. 특히 본원발명의 특징인 장경간 반강성 방호울타리는 강력한 지지력이 필요하다. 이를 위하여 다양한 상기 배리어 단부(50)의 보강 수단이 강구되었다.

이하 도 4 내지 도 6은 본원발명에 따른 일 실시 예들로서, 각각 ① 중간지주가 없는 경우, ②중간지주가 있되, 반강성 배리어의 단부가 프리스트레스트 케이블을 직접 기초에 정착하는 방식 및 ③ 중간지주가 있되, 강성배리어에 레일을 연결하고 프리스트레스트 케이블을 강성배리어 정착하는 방식으로 나누어 도면을 도시하였다. 도면 부호는 첫 번째 도면에만 표시하였다.

도 4는 본원발명의 일 실시 예로서 전단키를 이용한 배리어 단부 보강을 보인 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이 상기 배리어 단부(50)의 아랫면, 즉 상기 배리어 단부(50)의 아래쪽 바닥에, 상기 케이블 방향과 수직 방향으로 보다 아래쪽으로 연장되는 전단키(54; shear key)를 형성하는 구조를 적용할 수 있다. 이와 같이 상기 전단키(54)를 형성하는 경우 상기 케이블에 의하여 상기 배리어 단부(50)들 사이로 당겨지는 힘에 대응하여 보다 큰 지반 지지력(55)이 형성되어 보다 큰 장력을 상기 케이블에 도입할 수 있게 된다.

도 5는 본원발명에 따른 일 실시 예로서 배리어 단부 사이를 고결시킨 것을 보인 것이다. 보다 강한 배리어 단부(50)의 지지력을 확보하기 위하여 양 배리어 단부(50) 사이의 지반에서, 주입재를 지중으로 충전하여 지반 그라우팅(80)을 형성하여 지반을 고결시킬 수도 있다. 상기 지반 고결을 통하여 상기 배리어 단부(50)의 지지력을 증대시킬 수 있다.

도 6은 본원발명에 따른 일 실시 예로서 배리어 단부 사이에 기둥을 설치한 것을 보인 것이다. 한편, 상기 지반 그라우팅(80)을 대신하여 또는 상기 지반 그라우팅(80)과 함께 양 배리어 단부(50) 사이에 수평 기둥(90)을 형성하되, 상기 수평 기둥(90)의 양 끝단이 상기 양 배리어 단부(50)의 내측면에 밀착되어 상기 수평 기둥(90)에 기둥 압축력이 발생토록 하여 상기 배리어 단부(50)에 작용하는 수평력(71)에 대응할 수도 있다. 특히, 상기 수평 기둥(90)을 설치한 후 상기 지반 그라우팅(80)을 형성하는 경우 상기 지반 그라우팅(80)에 의하여 상기 수평 기둥(90)의 외주(外周)를 고정시킬 수 있어 보다 강한 케이블에 의한 수평력에 대응할 수 있다. 기둥은 좌굴 등을 고려할 때 기둥 측면의 외력에 취약한데, 상기 지반 그라우팅(80)이 결합되어 보다 효율적으로 수평력에 대응할 수 있게 되는 것이다.

결국, 지반 지지력과 상기 수평 기둥(90)의 기둥 압축력이 상기 케이블의 긴장력에 의한 수평력에 대응하게 되는 것이다. 상기 수평 기둥(90)은 상기 배리어 단부의 내측면 도심에 밀착되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 수평 기둥(90)은 콘크리트 또는 강재 등으로 형성할 수 있다.

도 7은 본원발명에 따른 일 실시 예로 배리어 단부에 어스 앵커가 설치된 것을 보인 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이 배리어 단부의 기초에 어스 앵커(56, earth anchor)가 설치되는 경우 지반 지지력과 상기 어스 앵커(56)의 인발력에 의하여 상기 수평력에 대응할 수 있다. 상기 어스 앵커 또한 상기 지반 그라우팅(80) 또는 상기 수평 기둥(90)과 함께 또는 선택적으로 적용할 수 있는 기술이다.

추가로, 도 8은 본원발명의 일 실시 예인 강재 세그먼트 레일의 결합 사시도이다.

강재 세그먼트 레일(6)은 중공단면 형태로 형성된다. 상기 강재 세그먼트 레일(6)의 종방향을 따라 상기 케이블(1)이 삽입 안착될 수 있는 레일홀(6a, rail hoe)이 형성되어 있다. 상기 레일홀(6a)은 U 형태로 상기 강재 세그먼트 레일(6)의 중공부로 함몰 형성되어, 상기 케이블(1)이 삽입되어 안착된 후, 상기 케이블(1)이 상기 강재 세그먼트 레일(6)의 중심부에 위치될 수 있도록 하는 역할을 한다.

레일 덮개(6b)는 상기 케이블(1)과 상기 강재 세그먼트 레일(6)을 고정시키는 기능을 한다. 상기 레일 덮개(6b)는 상기 강재 세그먼트 레일(6)을 감싸되, 상기 레일홀(6a)에 대응하는 돌출부(6c)가 형성되어 상기 레일홀(6a)에 안착된 상기 케이블(1)을 눌러 고정한다. 상기 레일 덮개(6b)는 고정볼트(6d)로 상기 강재 세그먼트 레일(6)에 고정된다. 상기 강재 세그먼트 레일(6)들은 레일 끼움 연결부로 연속적으로 연결 고정된다.

본 발명은 특정한 실시 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서는 얼마든지 수정 및 변형 실시가 가능함은 물론이다.

1: 케이블
2: 프리캐스트 세그먼트 개방형 레일
2a: 전면레일
2b: 후면레일
2c: 고성능 블록아웃
2d: 횡간격
3: 간격유지재
6: 강재 세그먼트 레일
6a: 레일홀
6b: 레일 덮개
6c: 돌출부
6d: 고정볼트
6e: 레일 끼움 연결부
50: 배리어 단부
50a: 암반 혹은 콘크리트 기초
50b: 그라운드 앵커
51: 차도
52: 갓길
53: 배리어 단부 측면
54: 전단키
55: 지반 지지력
56: 어스 앵커
60: 전이 구간
70: 세그먼트 레일 구간
71: 수평력
80: 지반 그라우팅
90: 기둥

Claims (10)

1. 양 배리어 단부 및 상기 양 단부 사이를 잇는 케이블을 포함하는 방호울타리로서,
   상기 양 단부 사이에 중간 지주가 설치되지 않거나, 상기 중간 지주의 간격이 크도록 상기 케이블에 고도의 장력이 유지되고,
   고도의 장력이 유지될 수 있도록 상기 양 배리어 단부의 지지력이 보강되는 것을 특징으로 하는
   장경간 반강성 방호울타리.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 배리어 단부와 상기 케이블 구간 사이에는 전이구간이 형성되어 연결되고,
   상기 전이구간은 상기 케이블 구간으로부터 상기 배리어 단부로 그 폭이 점차 넓어지는 형태인 것을 특징으로 하는
   장경간 반강성 방호울타리.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 배리어 단부는 강성 방호울타리이고, 위가 좁고 아래가 넓은 단면을 가지는 것을 특정으로 하는
   장경간 반강성 방호울타리.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 배리어 단부의 아랫면에는 상기 케이블 방향과 수직 방향으로 길게, 보다 아래쪽으로 연장되는 전단키가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
   장경간 반강성 방호울타리.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 양 배리어 단부 사이의 지반에서,
   주입재가 지중으로 충전되어 지반 그라우팅이 형성된 것을 특징으로 하는
   장경간 반강성 방호울타리.
   
6. 제1 항에 있어서,
   상기 양 배리어 단부 사이에 수평 기둥이 형성되고,
   상기 수평기둥의 양 끝단이 상기 양 배리어 단부의 내측면에 밀착되는 것을 특징으로 하는
   장경간 반강성 방호울타리.
   
7. 제6 항에 있어서,
   상기 양 배리어 단부 사이에 수평 기둥이 형성되고,
   상기 수평기둥의 양 끝단이 상기 양 배리어 단부의 내측면에 밀착되되,
   상기 수평 기둥을 설치한 후 상기 지반 그라우팅을 형성하는 경우 상기 지반 그라우팅에 의하여 상기 수평 기둥의 외주가 고정되는 것을 특징으로 하는
   장경간 반강성 방호울타리.
   
8. 제6 항 및 제7 항에 있어서,
   상기 수평 기둥은 상기 배리어 단부의 내측면 도심에 밀착되는 것을 특징으로 하는
   장경간 반강성 방호울타리.
   
9. 제1 항에 있어서,
   상기 배리어 단부의 기초에는 어스 앵커가 설치되는 것을 특징으로 하는
   장경간 반강성 방호울타리.
   
10. 제1 항에 있어서,
    방호울타리의 양 단부에 양 끝단이 고정되어 상기 양 단부를 잇는 케이블 및
    상기 케이블을 덮으며 상기 케이블에 설치 고정되어, 충돌에 따른 충격하중에 상기 케이블과 함께 저항하는 레일을 포함하되,
    상기 레일은 여러 개의 분할체로 나뉘어 형성되는 세그먼트 레일이 연속적으로 상기 케이블에 결합되어 형성되고,
    상기 세그먼트 레일은 강재 세그먼트 레일이고,
    강재 세그먼트 레일(6)은 중공단면 형태로 형성되고,
    상기 강재 세그먼트 레일의 종방향을 따라 상기 케이블이 삽입 안착될 수 있는 레일홀(6a)이 형성되되,
    상기 레일홀은 U 형태로 상기 강재 세그먼트 레일의 중공부로 함몰 형성되어, 상기 케이블이 삽입되어 안착된 후, 상기 케이블이 상기 강재 세그먼트 레일(6)의 중심부에 위치되는 것을 특징으로 하는
    장경간 반강성 방호울타리.

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