KR20230143169A - 보호 구조물 및 이러한 보호 구조물을 위한 금속 보호 네트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 토목 작업들을 위한 보호 구조물에 관한 것으로, 보호 구조물은, 와이어, 로프 또는 케이블의 형태인 복수의 세장형 저항 요소들을 포함하는 적어도 하나의 금속 보호 네트를 포함하며, 복수의 세장형 저항 요소들 중 적어도 일부는 초탄성 거동을 가지는 재료로 제조된다.
Description
본 발명은 낙석들, 눈사태들, 또는 이물 유동들과 같은, 지질학적 불안정성의 상황들로부터의 보호를 위한 구조물들의 분야에 관한 것이다.
본 발명은 특히, 적어도 하나의 금속 보호 네트를 포함하는 보호 구조물들에 대해 개발되었다.
산지 지대들에서, 자연적인 그리고 예상불가능한 요인들, 이를테면, 예컨대, 산사태들, 눈사태들 또는 이물 유동의 웨이브(wave)들의 결과로서, 상류 지대로부터 하류 지대를 향한, 암석들, 돌들, 이물 또는 눈과 같은 재료들의 예상치 못한 움직임이 존재하는, 지질학적 불안정성 또는 수문지질학적 불안정성의 상황들로부터의 보호를 위한 구조물들을 제공하는 것이 공지되어 있다. 이러한 보호 구조물들은 일반적으로, 하류 방향으로의 재료의 움직임을 방지하거나 지연시키는 적어도 하나의 금속 네트를 포함한다.
낙석들 또는 이물 유동들로부터의 보호는 인프라구조물, 건물들, 물품들 및 사람들의 안전 및 탄력성을 위한 핵심 요소이다. 심지어 가장 작은 산사태들 또는 이물 유동들은 심각한 손상 및 사용 중단들, 그리고 결과적으로 큰 규모의 경제적 손실들을 발생시킬 수 있다. 눈으로 덮인 산간 지대들에서 발생할 수 있는 눈사태들 및 아발란치(avalanch)들의 손상시키는 그리고 불리한 효과들에 대해서도 마찬가지라고 말할 수 있다.
최근 몇 년 동안, 공공 관리 기관들은, 아래의 구조물들에 대한 심각한 손상을 유발시키는, 30m/s에 도달할 수 있고 때로는 이를 초과할 수 있는 속력으로, 0.02m3 내지 5m3의 치수들을 갖는 돌의 블록들의 하류에서의 탈착 및 후속적인 움직임을 특징으로 하는 "낙석들"의 상황에 점점 더 주의를 기울이고 있다. 이러한 상황은 추가로, 이러한 상황들을 겪는 구역들의 관심 영역들에 위치된 모든 구조물들, 구성들, 및 연결 루트들에 대한 공공 안전의 관련 문제를 나타낸다.
과거에는, 낙석들에 대한 수동적 보호를 수반하는 개입들 중에서, 주로, 금속 패널들로 구성되는 구별되는 강성 배리어들이 존재하였으며, 예컨대, 암석들을 가로막고 유지함으로써, 충돌 에너지를 소산시키는 기능을 강으로 제조되는 강성 요소들을 갖는 구조물들을 구성하는 재료들에 남겨두는 매우 가요성의 구조물이 존재하지 않았다.
최근에, 금속 네트로 제조되고 그리고 적용가능한 경우, 로프들에 연결되는 보다 가요성인 배리어들의 사용이 점점 더 광범위하게 되었다. 잠재적으로 불안정한 경사부들 상에 적합하게 설치되는 이러한 시스템들은, 충돌력들이 케이블들의 복잡한 시스템 및 다른 연결 요소들에 의해 기초 구조물들에 전달되는 것을 허용하는 금속 네트에 의해 암석의 블록들의 떨어짐을 가로막고 그리고 차단하는 역할을 한다. 그러나, 이러한 구조물들은 낙석들 후에 변형된 구성요소들의 빈번한 유지보수 및 가능한 교체를 겪으며, 이는 구조물들의 일부 부분들에서 비가역적인 소성 변형들의 잠재적인 누적을 생성한다. 또한, 현재 상태에서, 이러한 구조물들의 시험은, 각각의 유형의 배리어의 실제 유효성을 평가하는 데 필요한 실제 크기의 충돌 시험들에 위임된다는 점이 주목될 필요가 있다. 이들 시험들은 시간 및 비용들 둘 모두의 관점에서 매우 어렵다.
낙석들로부터의 위험을 수반하는 일부 상황들에서, 암석-유지 커버링 또는 표면-안정화 네트를 설치하는 것이 유리하다. 이러한 보호 구조물들은, 암석 경사면들의 표면들에 고정되는 네트들을 포함해서, 벽으로부터 탈착되어지는 암석들은, 항상 암성과 커버링 네트 사이에 포함된 상태로 유지되면서, 경사면의 발치(foot)까지 떨어질 가능성을 갖는다. 이러한 보호 구조물들의 예들은 동일한 출원인의 WO 2005/038143 및 WO 2011/030316에서 설명된다.
낙석들로부터의 위험이 있는 다른 상황들에서, 기술적 문제들, 지형적 문제들, 경제적 문제들 또는 접근의 문제들의 결과로서, 암석-유지 커버링 또는 표면 안정화 네트를 설치하는 것은 유리하지 않다. 이러한 경우들에서, 효과적인 해결책은 암석 경사면을 따라 또는 이용가능한 공간에 따른 경사부의 저부에 암석-유지 배리어들의 설치를 수반한다. 이러한 배리어들은, 암석들 및 돌들의 낙하를 가로막고 그리고 차단하여, 구조물의 일부 구성요소들의 소성 변형들에 의한 충돌 동안 전달되는 에너지를 소산시키도록 위치결정된다.
암석-유지 배리어들은 실질적으로, 가로막음 구조물(네트), 지지 구조물(직립부들 및 브레이싱 로프(bracing rope)들), 및 연장되도록 의도된 희생 요소들, 소위 브레이크들 또는 소산기들로 구성되어, 이에 의해 도입되는 에너지를 크게 소산시키는 제동 시스템을 특징으로 한다. 현재 사용 중인 에너지 소산 시스템들은 전형적으로, 금속들(알루미늄, 강)의 가소화 또는 접촉 표면들 사이의 마찰에 기초한다. 그러나, 투사된 에너지와 비교될 수 있는 에너지를 가지는 암석과의 충돌 후에, 충돌 전으로부터 다시 초기의 기하학적 구성을 차지하는, 변형된 요소들을 교체하기 위한 준비가 있을 때까지 구조물이 후속적인 충돌들의 경우에 부가적인 변형들을 견딜 수 없기 때문에, 이의 성능 레벨들을 제한하는 구조물의 영구적인 변형이 기록되는 것이 명백하다.
암석-유지 배리어들의 성능 레벨들은 전형적으로, 배리어의 가로막음 에너지 및 가로막음의 높이의 관점들에서 전형적으로 표현되며, 이 가로막음의 높이는 배리어의 하부 로프와 상부 로프 사이의 최소 거리인 것으로 이해되도록 의도된다.
표준 ETAG 0271은 암석-유지 배리어들의 인증을 위한 2개의 상이한 성능 레벨들을 규정한다. MEL(Maximum Energy Level)로 불리는 제1 레벨은, 배리어가, 초기 높이에 대해 50% 초과의 잔류 높이를 가지는, 이의 최대 에너지 레벨(100%)을 갖는 배리어에 대해 충돌하는 질량체를 가로막을 수 있고 그리고 차단할 수 있는 것을 제공한다. SEL(Service Energy Level)로 불리는 제2 성능 레벨은, 배리어가 MEL의 30%와 동일한 에너지 레벨로 배리어를 때리는 2개의 연속적인 질량체들을 (임의의 유지보수 없이) 가로막을 수 있고 그리고 차단할 수 있는 것을 제공한다. 이 경우에, 잔여 높이는 초기 높이에 대해 70% 초과이어야 한다.
주어진 규모를 갖는 상황의 하류에서의 배리어의 잔류 높이의 상당한 감소를 고려하여, 배리어의 초기 기하학적 구성들을 복원하는, 브레이크들 및 임의의 다른 손상된 구성요소들을 교체하도록 의도되는 특별한 유지보수 작동들을 실행하는 것이 필수적이다. 이 모든 것은, 또한, 암석-유지 배리어들이 일반적으로, 종종 멀리 있고 그리고 단지 접근이 어려운 장소들에서, 암석 경사면들에 설치된다는 것을 고려하여, 높은 관리 비용들을 수반한다.
암석-유지 배리어의 예는 동일한 출원인으로부터의 EP 0940503에 설명된다. 구배들, 개방된 구배들 둘 모두 상에 그리고 골짜기들 및 협곡들 내에 설치될 수 있고, 그리고 형태에 따라 직립부들의 사용, 또는 직립부들의 미사용을 제공하는, 홍수들의 결과로서 진흙 및 물의 매트릭스(matrix)들 또는 암석 매트릭스(rocky matrix)들에서 떨어지는 이물들로부터의 보호를 위한 공지되어 있는 배리어들이 또한 존재한다. 이러한 배리어들의 예는 동일한 출원인으로부터의 WO 2014/141096에서 설명된다.
이들 공지된 유형들의 보호 구조물들에서, 가장 큰 단점들 중 하나는, 구조물이 상당한 규모의 충돌에 수반된 후에 보호 구조물을 완전히 또는 부분적으로 교체할 필요가 있다는 것이다. 교체는 금속 네트 또는 이의 앵커링 부재들, 또는 배리어들의 경우에, 네트의 브레이싱 로프들 또는 지지 로프들 또는 소산 요소들을 완전히 또는 부분적으로 수반할 수 있다. 이러한 유지보수 작동들은 값비싸고 그리고 종종 가파른 경사면들, 접근하기 어려운 경사부들 또는 격리된 구역들 상에 매우 종종 설치되는 보호 구조물들의 포지션의 결과로서 종종 매우 어렵다.
본 분야에서, 따라서, 교체, 수리, 또는 유지보수의 빈도수 및 이의 필요성을 감소시키고 그리고 심지어 충돌 상황의 보호를 위한 하나 이상의 작동들 후에서의 이의 효율적인 그리고 장기적인 사용을 허용하는 보호 구조물들의 성능 레벨들에 대한 개선된 해결책에 대한 필요성이 인지된다.
본 발명의 목적은, 종래 기술의 단점들을 극복하는, 보호 구조물 및/또는 금속 보호 네트가 보호 구조물, 이를테면, 예컨대, 암석-유지 배리어 또는 이물 유동들에 대한 제어 배리어에서 사용되는 것을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 보호 구조물들, 예컨대 암석-유지 배리어들의 성능 레벨들을 개선하는 것이다. 다른 목적은, 심지어 암석들, 이물, 눈 등과 같은 재료들로부터의 상당한 그리고 반복되는 충돌들 후에도 저항의 개별적인 특성들을 유지하는 보호 구조물 및/또는 금속 보호 네트를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 보호 구조물들, 예컨대 암석-유지 배리어들의 성능 레벨들을 개선하는 것이다. 다른 목적은, 심지어 암석들, 이물, 눈 등과 같은 재료들로부터의 상당한 그리고 반복되는 충돌들 후에도 저항의 개별적인 특성들을 유지하는 보호 구조물 및/또는 금속 보호 네트를 제공하는 것이다. 다른 목적은, 시간이 지남에 따라 경제적인 그리고 내구성이 있고 그리고 유지보수 비용들이 감소되는 것을 허용하는 보호 구조물, 보호 네트, 및/또는 금속 보호 네트를 제공하는 것이다.
위에서 표시된 목적들 내에서, 특정 목적은 보호 구조물, 예컨대, 암석-유지 배리어를 제공하는 것이며, 여기서, 네트에서 집중되고 그리고 몇몇의 에워싸진 구역들에 제한되는 가소화의 발생들을 제외하고, 기존의 조건에서, 부딪침 또는 충돌의 종료 시에 그리고 일단 로드가 제거되었다면, 구조물의 리센트링(re-centring), 다시 말해, 기존 조건으로의 보호 구조물의 복귀가 보장된다. 다른 특정 목적은, 이와 함께 제공되는암석-유지 배리어들에서의 소산기들 또는 브레이크들의 교체, 및 투사된 함량과 비교될 수 있는 높은 에너지 함량을 갖는 충돌들 후에 구조물의 재위치결정을 방지하는 것이다.
이러한 목적들 및 다른 목적들은 첨부된 청구항들에서 표시된 특징들을 가지는 보호 구조물 및/또는 보호 네트에 의해 달성된다.
본 발명은, 소위 스마트 재료(smart material)들, 이를테면 형상 기억 합금들에 기초하여, 암석들의 운동 에너지를 보호 구조물들 및 특히 보호 네트들 또는 이의 부분들 및/또는 지지 부재들 또는 이의 부분들의 다수의 구성요소들의 변형 에너지로 변환시키는 원리에 기초된다. 이러한 재료들은 종종, 약어 SMA(Shape Memory Alloys)를 사용하여 지칭되고, 그리고 변형들이 이러한 금속 합금들에 전형적인 탄성 범위 내의 변형 범위 내에서 (예컨대, 그러나, 비-제한적인 방식으로, 대략 8% 내지 10%) 발생하는 경우, 가역적인 신장들에 의해 특징화된다. 본 출원인에 의해 개발된 혁신적인 사용 동안, 이러한 재료들은 탄성 변형들을 겪도록 보호 구조물들에서 사용되어, 에너지를 소산시키고 그리고 앵커링 부재들에 전달되는 힘을 제한한다. 충돌 로드가 제거될 때, SMA 유형의 합금으로 제조된 요소들은 이의 초기 기하학적 구성을 취하며, 이에 의핸 달성된 변형을 적어도 부분적으로 제거한다. 따라서, 이러한 혁신적인 접근법은 실질적인 이점들을 갖는다. 초기에, 일단 작용하는 로드가 변형된 소산 요소들의 어떠한 교체도 없이 제거된다면, 충돌의 종료 시의 보호 구조물의 초기 구성의 복원이 보장된다. 결과적으로, 이는 사용 동안의 유지보수 비용들의 감소를 수반한다.
본 발명의 독창성은, 암석-유지 배리어들 등과 같은 현재의 보호 구조물들의 기술을 개선하기 위해 SMA 재료들의 특성들을 사용할 가능성과 관련된 연구들 및/또는 공보들의 부재에 의해 입증된다. 따라서, 본 발명은, 위에서 표시된 기술적 그리고 경제적 이점들을 보장하는 것에 더하여, 본 발명이 기존의 표준 해결책들의 전형적인 문제들을 해결할 수 있는 매우 혁신적인 요소들을 도입하기 때문에, 현재의 종래 기술에 대하여 근본적인 혁신으로서 구성된다.
본 발명에 수반되는 이러한 보호 구조물들은, 암석-유지 배리어들, 눈-유지 배리어들, 하이브리드 암석-유지 배리어들, 스노우 캐처(snow catcher)들 또는 통합형 캐처(consolidating catcher)들, 외피(cortical) 보강을 위한 네트들, 이물의 낙하들로부터의 보호를 위한 네트들, 및 다른 유형의 구조물들을 포함할 수 있다. 본 발명에 포함되도록 또는 본 발명의 요소들을 포함하도록 수정될 수 있는 구조물들 및/또는 보호 네트들의 예들은, 인용에 의해 본원에 포함되는 WO 2005/038143, WO 2011/030316, WO 2018/146516, WO 2014/141096 및 WO 2021/053592에서 설명된다.
부가적인 특징들 및 이점들은, 비-제한적인 예로서 제공되는 첨부된 도면들을 참조하여 바람직한 실시예의 하기의 상세한 설명으로부터 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 양태들을 포함하는 암석-유지 배리어의 형태의 보호 구조물의 사시도이다.
도 2는 도 1의 구조물과 유사한 보호 구조물을 위한 지지 로프의 상이한 실시예의 사시도이다.
도 3은 로딩(loading)을 겪지 않는 구성의, 도 2의 지지 로프의 상세를 예시하며, 초탄성 재료 요소는 로딩되지 않고 변형되지 않은 상태에 있으며, 그리고
도 4는 로드를 겪는 구성의 도 3의 동일한 상세를 예시하며, 초탄성 재료 요소는 최대 변형을 갖는 로딩된 상태에 있다.
도 1은 본 발명의 양태들을 포함하는 암석-유지 배리어의 형태의 보호 구조물의 사시도이다.
도 2는 도 1의 구조물과 유사한 보호 구조물을 위한 지지 로프의 상이한 실시예의 사시도이다.
도 3은 로딩(loading)을 겪지 않는 구성의, 도 2의 지지 로프의 상세를 예시하며, 초탄성 재료 요소는 로딩되지 않고 변형되지 않은 상태에 있으며, 그리고
도 4는 로드를 겪는 구성의 도 3의 동일한 상세를 예시하며, 초탄성 재료 요소는 최대 변형을 갖는 로딩된 상태에 있다.
이제 도 1을 참조하면, 낙석들에 대한 보호 배리어(10)(암석-유지 배리어로도 또한 지칭됨)는 지면에 고정된 직립부들(14)에 의해 지지되는 네트 패널들(12)을 포함한다. 일련의 로프들(16a)이 연속적인 방식으로 최상부에서 네트(12)를 지지하는데, 바람직하게는 직립부들(14)의 상단부를 통과한다. 하나 이상의 로프들(16b)은 네트들(12)의 하부 단부에 길이방향으로 연속적인 방식으로 연결되며, 바람직하게는 직립부들(14)의 기초부를 통과한다. 로프들(16a, 16b)은 지면에 고정되는 앵커링 부재들(18)에 고정된다. 직립부들(14)은 또한 바람직하게는, 배리어의 상류에서 로프들(19)에 의해 다른 앵커링 부재들(18)에 연결된다. 예시된 실시예에서, 보호 배리어(10)는 로프들(16a, 16b, 및 19)을 따라 브레이크들 또는 소산기(dissipator)들을 갖지 않는다. 네트 패널들(12)은 바람직하게, 로프로 제조된 링들 또는 패널들을 갖는 유형의 보호 네트로 그리고 이중 비틀림 또는 단일 비틀림을 갖는 금속 네트의 가능한 부가로 구성된다.
보호 배리어(10)의 하나 이상의 구성요소들, 예컨대, 로프들(16a, 16b, 또는 19)의 모두 또는 일부는 초탄성 거동을 가지는 재료들로 제조되며, 재료들의 주요 특성은, 대략 8% 내지 10% 정도의 큰 탄성 변형들을 겪도록 고유 능력을 수반하여, 다시 말해, 작업물에 충돌한 돌을 제거함으로써, 하중 상태의 제거를 통해, 임의의 실질적인 잔류 변형들 없이 초기 구성을 재개한다. 더 구체적으로, 초탄성 거동을 갖는 하나 이상의 금속 합금들, 예컨대, 하지만 비제한적인 방식으로, 구리/아연/알루미늄(Cu-Zn-Al), 구리/알루미늄/니켈(Cu-Al-Ni), 철/망간/실리콘(Fe-Mn-Si), 티타늄/니켈(Ti-Ni), 이를테면, 예컨대, Nitinol로 상업적으로 알려진, 55.9% Ni 및 44.1% Ti를 갖는 합금을 사용하는 것이 가능하며, 이 금속 합금들은 양호한 초탄성 거동, 다시 말해, 보다 큰 탄성 변형 에너지를 흡수하는 용량, 및 보다 큰 소산 용량을 발생시키는 높은 히스테리시스(hysteresis)를 가진다. 이러한 합금들은 추가로, 이 합금들은 외부 환경과 직접 접촉하는 적용들에 대해 및 본 발명의 보호 구조물들에 대해 특히 적합하게 그리고 효율적이게 하는, 피로 및 부식에 대한 이들의 우수한 저항을 위해 선택된다.
위에서 제시된 바와 같은 초탄성 거동을 갖는 재료들은, 보호 구조물들의 보호 네트들에 직조되고, 인터레이스되거나(interlaced), 또는 임의의 경우에는 연결되는 와이어들, 케이블들 또는 로프들로 형성된다. 예컨대, 니티놀(Nitinol) 등과 같은 SMA 재료의 제동 요소들 또는 로프들 또는 와이어들로 완전히 또는 부분적으로 로프들(16a, 16b, 19)을 구성하는 것이 가능하며; 이러한 방식으로, 충돌 로드의 제거 후에, 블록의 충돌로부터 초래하는 탄성 신장이 회복되며, 그리고 로프들은 도 1에 도시된, 충돌 전의 초기 구성으로 복귀한다.
따라서, 어떠한 구성요소들도 교체되지 않으면서, 배리어는 다시 초기 기하학적 구성, 특히 가로막음 높이를 취한다. 이러한 모든 것은, 배리어가 제공할 수 있는 안전 레벨의 유지보수를 보장하는, 유지보수 비용들의 실질적인 감소를 나타낸다.
초기 조건들의 이러한 복원은, SEL(Service Energy Level)로 표시된 성능 레벨에 대응하는 에너지로 제한될 수 있거나, MEL(Maximum Energy Level)로 표시된 레벨에 도달할 수 있으며: 2개의 제한들의 도달은 SMA 합금들로 제조된 로프들(16a 및/또는 16b 및/또는 19)의 치수들에 의해, 또는 종래의 소산 요소들을 SMA 합금들로 제조된 로프들(16a 및/또는 16b 및/또는 19)과 또한 조합함으로써 도달될 수 있다.
SMA 재료로 제조된 로프들에 대해 부가적으로 또는 대안적으로, SMA 유형의 합금들의 와이어들로 제조되는 하나 이상의 링들을 네트 패널들(12)에 인터레이스하는 것이 가능하다. 보호 구조물들은 또한, SMA 재료의 보호 네트들 상에 중첩되거나 이 보호 네트들과 인터레이스되는 바들 또는 다른 세장형 요소들로 보강될 수 있다. 예컨대, 네트로 인터레이스되고, SMA 재료로 제조되는 이의 이중 비틀림 노드들 중 하나 이상에서 포함되고 그리고/또는 이의 메쉬에 삽입되는 하나 이상의 탄성 보강 요소들과, 이중 비틀림 유형의 하나의 네트로 구성되는 네트 패널들을 갖는 보호 네트를 구성하는 것이 가능하다.
도 2는 도 1에서 예시된 것과 유사한 보호 구조물(10), 또는 보다 일반적으로, 직립부들, 이를테면 예컨대, 하이브리드 보호 구조물에 의해 지지되는 네트를 포함하는 보호 구조물을 지지하기 위해 적합한 지지 로프(20)의 특정한 실시예를 예시하며, 여기서 네트는 이의 최상부에 직립부들에 의해 지지되고 그리고 하부 부분에서 자유롭다.
도 2의 예에서, 로프(20)는 2개의 로프 부분들(20a, 20b)에 의해 형성되며, 2개의 로프 부분들은 보호 구조물들의 섹터에서 일반적으로 공지된 유형의 소산기 또는 브레이크(21)의 구역에서 서로 연결된다. 아래에서 보다 명확하게 될 것인 바와 같이, 소산자 또는 브레이크(21)의 존재는, 로프(20)가 또한 소산기 또는 브레이크와 제공되지 않을 수 있는 한, 본 발명의 목적들을 위해 필요하지 않으며, 따라서 단일 피스로 구성될 수 있다. 더욱이, 로프(20)가 오직 하나 또는 2개의 피스들로 또는 2개의 피스들로 제조되는 것이 필수적일뿐만 아니라, 대신에, 이 로프는 또한, 로프의 수개의 피스들, 세그먼트들 또는 부분들을 직렬로 그리고/또는 병렬로 함께 결합함으로써 구성될 수 있다. 바람직하게는, 로프(20)는 강철로 제조된 금속 로프이다.
로프(20)는 앵커링 부재(18)에 의해 지면에 고정된다. 다른 단부에서, 로프 구조물(20)은 직립부(14)의 상단부(21)에 고정된다. 이의 2개의 단부들에서의 지면 및 직립부(14) 각각에 대한 로프(20)의 고정 유형은, 당 분야에서 공지된 다양한 기술들에 따라, 예시된 것과 상이한 유형일 수 있다.
소산기 또는 브레이크(21)가 로프(20) 상에 제공되는 경우, 소산기 또는 브레이크(21)는, 예컨대, 보호 구조물을 수반하는 산사태의 충돌 에너지를 흡수하기에 적합하다. 예시된 소산자 또는 브레이크(21)는, 서로 나란히 있고 그리고 2개의 개개의 로프 부분들(20a, 20b)이 여기서 연장하는 2개의 금속 튜브들(22)을 포함하며, 이들의 단부들은 소산자 또는 브레이크(21)의 반대편 측면들에서 돌출한다. 금속 튜브들(22)의 단부들에 위치결정된 2개의 압축 헤드들(23)은 또한, 로프 부분들(20a, 20b)에 의해 통과되며, 이의 단부들에 단자들(24)이 고정된다.
로프 부분들(20a, 20b) 상의 견인은 단자(24)를 압축 헤드들(23)에 맞닿게 압박하며, 이는 결국 튜브들(22)을 가압하여, 견인이 충분히 큰 경우 이의 소성 변형을 유발시킨다. 보호 구조물 상의 높은 충돌 에너지는 튜브들(22)의 변형 동안 흡수되고 그리고 소산된다.
보다 적은 에너지로의 충돌들의 결과로서 주어진 크기까지의 로프(20) 상의 견인 응력들에 탄력적으로 반응하는 댐핑 부재(25)가 또한 로프(20) 상에 제공되며, 이에 부가하여, 소산기 또는 브레이크(21)가 작동가능하게 될 수 있다. 댐핑 부재(25)는 로프(20) 상의 2개의 고정 위치들(28) 사이에 개재된 탄성 세그먼트(26)를 포함한다. 고정 위치들(28)은, 로프(20) 상에 크림핑되는 2개의 금속 슬리브들에 의해 또는 기능적으로 유사한 유형의 연결 수단에 의해 구성될 수 있다. 탄성 세그먼트(26)는, 예컨대, 니티놀로서 위에서 표시된 유형의 초탄성 거동을 갖는 재료의, 서로 직렬로 그리고/또는 병렬로 배열되는 하나 이상의 로프 부분들로 구성될 수 있다.
도 3에서 또한 볼 수 있는 바와 같이, 이의 변형되지 않은 구성에서, 탄성 세그먼트(26)는 로프(20) 상의 2개의 고정 위치들(28) 사이에서 길이(L1)를 갖는다. 길이(L1)는 탄성 세그먼트(26)의 재료 및 보호 구조물의 특성들에 기초하여 구축된다. 예컨대, 고정 위치들(28) 사이의 탄성 세그먼트(26)의 길이(L1)는, 이 길이가 1m보다 작거나 더 클 수 있다는 것을 배제하지 않더라도, 대략 1m일 수 있다. 2개의 단자들(29)은, 탄성 부분(26)이 견인을 겪을 때, 탄성 부분(26)이 마모되지 않거나 고정 위치들(28)로부터 탈착되지 않는 것을 보장한다.
로프(20)는, 2개의 고정 위치들(28) 사이에, 탄성 세그먼트(26)의 비-변형 길이(L1)보다 더 긴 길이(L2)를 갖는 저항 부분(30)을 갖는다. 바람직하게는, 길이(L2)는 추가로, 탄성 세그먼트(26)가 영구적인 소성 변형을 겪을 길이의 미만이다. 통상적으로, 길이(L2)는 L1보다 대략 8% 내지 10% 더 크며, 이는, 1m와 동일한 길이(L1)를 갖는 탄성 세그먼트(26)에 대해, 저항 부분(30)이 대략 1.08m 내지 1.10m의 길이(L2)를 갖는다는 것을 의미한다.
탄성 세그먼트(26)의 비변형되지 않은 구성에서, 로프(20)가 어떠한 견인도 겪지 않을 때, 고정 위치들(28) 사이의 저항 부분(30)은 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이 느슨한 상태로 유지된다. 도 4는, 탄성 세그먼트(26)가 로프(20)의 최대 미리 정해진 신장을 겪도록 하는 이러한 견인을 로프(20)가 겪는 제한 경우를 예시하며, 이 때, 이의 변형은 초탄성 범위 내에서 유지된다. 이러한 제한이 도달될 때, 로프의 저항 부분(30)은 신장된다. 로프(20) 상의 견인이 증가되면, 로드는 저항 부분(30)에 의해 지지되고, 이에 의해 탄성 세그먼트(26)가 소성 변형되는 것을 방지한다. 로프(20) 상의 로드가 종료될 때, 탄성 세그먼트(26)는 초기 상태로 탄성적으로 복귀한다. 견인이 너무 높지 않았다면, 로프(20)는 어떠한 구성요소도 교체할 필요 없이 새로운 개입을 위해 준비된 기존의 상태로 복귀한다. 로프(20) 상의 견인이 매우 높아야 했다면, 도 4에 예시된 제한 조건이 도달된 후에, 소산기 또는 브레이크(21)(존재하는 경우)가 작동하기 시작하며, 금속 튜브들(22)의 변형은, 보호 구조물에 대한 충돌 에너지를 흡수하기 위해 공지된 바와 같이 작용한다.
도 2는 직립부(14)를 지지하는 로프들(19) 중 하나를 예시하지만, 댐퍼(25)가 제공되는 이러한 로프의 형성은 또한, 보호 구조물의 다른 지지 로프들, 다시 말해, 연속 방식으로 최상부에서 네트(12)를 지지하는 로프들(16a), 또는 길이방향으로 연속 방식으로 네트(12)의 하단부에 연결되는 로프들(16b) 중 하나 이상에 대해 복제될 수 있다. 당연히, 동일하게 유지되는 본 발명의 원리, 실시예의 형태들, 및 구성의 상세들은, 이에 의해 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고, 설명되고 예시되는 것들에 대해 폭넓게 변경될 수 있다.
Claims (13)
- 토목 작업(civil work)들을 위한 보호 구조물로서,
상기 보호 구조물은, 와이어(wire), 로프(rope) 또는 케이블(cable)의 형태인 복수의 세장형 저항 요소들을 포함하는 적어도 하나의 금속 보호 네트(metal protection net)를 포함하며, 상기 복수의 세장형 저항 요소들 중 적어도 일부는 초탄성 거동을 가지는 재료로 제조되는,
토목 작업들을 위한 보호 구조물. - 제1 항에 있어서,
상기 초탄성 거동을 가지는 상기 세장형 저항 요소들은 상기 금속 보호 네트의 와이어들인,
토목 작업들을 위한 보호 구조물. - 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 초탄성 거동을 가지는 상기 세장형 저항 요소들은 링(ring)들을 갖는 네트 패널(net panel) 또는 링들을 갖는 네트 패널의 일부분을 형성하도록 인터레이스되는(interlaced) 링들을 형성하는,
토목 작업들을 위한 보호 구조물. - 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 초탄성 거동을 가지는 상기 세장형 저항 요소들은 상기 금속 보호 네트에 대해 인터레이스되거나 직조된 방식으로 배열되는 로프들인,
토목 작업들을 위한 보호 구조물. - 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
초탄성 거동을 가지는 상기 세장형 저항 요소들은, 보호 구조물을 지면에 앵커링하기(anchoring) 위한 케이블들 또는 로프들의 부분들인,
토목 작업들을 위한 보호 구조물. - 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 초탄성 거동을 가지는 재료는, 구리/아연/알루미늄(Cu-Zn-Al), 구리/알루미늄/니켈(Cu-Al-Ni), 철/망간/실리콘(Fe-Mn-Si), 및 티타늄/니켈(Ti-Ni)의 금속 합금들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는,
토목 작업들을 위한 보호 구조물. - 제6 항에 있어서,
상기 초탄성 거동을 가지는 재료는 55.9% Ni 및 44.1% Ti를 갖는 합금인,
토목 작업들을 위한 보호 구조물. - 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
와이어, 로프 또는 케이블 형태의 상기 복수의 세장형 저항 요소들 중 적어도 하나는 초탄성 거동을 가지는 재료로 제조된 탄성 세그먼트(resilient segment)를 포함하며, 와이어, 로프 또는 케이블의 저항 부분은, 상기 탄성 세그먼트의 소성 변형 제한 미만인 미리 정해진 제한이 도달될 때, 이의 연장을 종료할 때까지, 상기 탄성 세그먼트가 연장하면서 팽창되도록 상기 부분 또는 일부에 나란히 그리고 느슨한 상태이도록 처음에 배열되는,
토목 작업들을 위한 보호 구조물. - 제8 항에 있어서,
상기 초탄성 거동을 가지는 재료로 제조된 상기 탄성 세그먼트의 연장을 제한하는 와이어, 로프 또는 케이블 부분은 상기 초탄성 세그먼트의 길이보다 대략 8% 내지 10% 더 큰 길이를 가지는,
토목 작업들을 위한 보호 구조물. - 와이어, 로프 또는 케이블의 형태이고 그리고 서로 인터레이스되는 복수의 세장형 저항 요소들을 포함하는, 금속 네트로서,
상기 복수의 세장형 저항 요소들 중 적어도 일부는 상기 초탄성 거동을 가지는 재료로 제조되는,
금속 네트. - 제10 항에 있어서,
상기 초탄성 거동을 가지는 재료로 제조된 하나 이상의 링들은 인터레이스되는,
금속 네트. - 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
상기 금속 네트는, 상기 네트에 중첩되거나 상기 네트와 인터레이스되는 바(bar)들 또는 다른 세장형 보강 요소들, 이를테면 로프들 또는 케이블들로 보강되며, 상기 바 또는 세장형 요소들은 초탄성 거동을 가지는 재료로 완전히 또는 부분적으로 제조되는,
금속 네트. - 제12 항에 있어서,
상기 네트는, 이의 메쉬(mesh)에 삽입되고 그리고/또는 이의 이중 비틀림 노드(node)들 중 하나 이상에 포함되는, 상기 네트과 인터레이스되는 하나 이상의 탄성 보강 요소들을 갖는 이중 비틀림 유형이며, 상기 네트는 초탄성 거동을 가지는 이러한 재료로 제조되는,
금속 네트.
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