KR101792330B1 - 지주와 레일을 이용한 완충 방호울타리 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도로의 형태에 적합한 완충효과와 견고성을 갖는 지주와 레일을 이용한 완충 방호울타리에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 폐타이어와 폐고무등의 완충부재를 장착한 가드레일을 방호벽에 부착하고 지주대에 지주관을 부착한 지주체를 레일이 장착된 방호벽으로 연립하여 충돌외력 발생시 가드레일 상단에 연결된 지주관 레일의 축을 중심으로 충돌부가 원추형으로 변동되게 하여 완충되는 구간을 확장하고, 충돌외력을 양측의 레일을 압축하면서 장력으로 분산하여 방호벽 경계의 이탈변위를 감소시키고 충돌부의 압력을 레일로 연립된 구성부에 분산하여 완충하도록 구성하는 것을 요지로 한다.
Description
본 발명은 완충형 방호울타리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로의 형태에 적합한 완충효과와 견고성을 갖는 지주와 레일을 이용한 완충 방호울타리의 구성방법에 관한 것이다.
본 발명은 본 출원인의 특허권 제 10-1997-0062203호 도로의차량충돌완충방호(벽)분리대 의 기능을 개선하고 확장하여 구성한 것이다.
종래의 도로에 사용되는 가드레일은 각 지주대가 지면에 고착되어 충돌에 대한 완충효과가 미흡하여 인명피해가 빈번하고, 사고 발생시 연결부재가 끊어지는등 대형사고로 이어지는 경우가 많다. 상기의 가드레일에 충돌부를 이중으로 접히게 하여 완충하는 제품등이 있으나 고정된 지주대가 다수로 배치되어 완충효과가 미비한 실정이다. 또한 대부분의 철재형 가드레일은 주로 지면에 콘크리트 블럭으로 고착되어 설치 및 변경이 어렵고 시공기간이 길며 설치비용이 증가하는 단점이 있다. 반면에 비강성의 플라스틱 방호벽의 경우에는 견고성이 부족하여 도로에 적용하는 한계점이 있으며 한정된 구간에서만 사용되고 있다. 본 발명은 상기의 단점을 보완하여 완충효과와 견고성을 강화하면서도 다양한 구간에서 적용가능한 방호울타리를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 강성의 방호울타리가 갖는 단점을 해결하기 위하여, 완충부재를 가진 가드레일을 방호벽에 부착하고, 지주대에 지주관을 고착한 형태의 지주체와 레일형 부재로 연립하여, 충돌발생시 지주체와 연립된 레일의 장력을 이용하여 충격을 분산하여 완충하고, 완충부재의 압축구간을 확장하도록 회전되는 회전대와 수평대를 레일형 부재를 장착한 비강성의 방호벽에 체결하여,완충효과 및 견고성을 유지하도록 구성된 특징이 있다.
본 발명은 상기의 과제에 대하여, 방호벽의 완충효과를 개선하여 대형사고를 방지하고, 도로의 사정에 맞게 지주대를 설치하여 지주대와 콘크리트 블럭의 비율을 감소하여 비용을 줄일수 있고, 완충부재로 주로 사용되는 페타이어를 원형 그대로 재활용 할수있고 다양한 완충부재를 혼용할수도 있으며, 방호벽과 부속물의 설치가 간편한 완충 방호울타리이다.
도 1은 본 발명의 설치상태 정면도
도 2는 본 발명의 가드레일 구성부 측단면도와 지주체 구성부 정측면도
도 3은 본 발명의 가드레일 구성부와 지주체 구성부 상면도
도 4는 본 발명의 충돌부 지면예각 및 이탈변위 비교 예시도
도 5은 본 발명의 실시예를 나타낸 직선구간 예시도
도 6은 본 발명의 실시예를 나타낸 곡선구간 예시도
도 7은 본 발명의 지주체의 구간적용 예시도
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본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다
도 1은 본 발명의 설치상태 정면도로서,
완충부재(51)가 결착된 가드레일(10)이 수직관(40)에 횡축으로 연결되고 상기 완충부재(51) 측부의 방호벽(60)에 장착된 레일형 부재가 상기 수직관(40)의 고정홀(22)을 관통하는 수평축 고정대(21)와 결합되는 체결부를 이루어 방호울타리의 라인을 형성하는 가드레일 완충부와, 지주대(80) 상부에 결합된 지주관(50)에 지주관 레일(90)이 횡장축으로 연결되는 지주체 구성부와, 상기 가드레일 완충부가 지면에 수직하도록 지주관 레일(90)과 가드레일(10)을 연결하는 회전대(12)가 가드레일(10)의 수직축이 되게 결합하고 상기 레일형 부재를 방호벽(60)에 관통 연립하거나 부착 연립하여 방호벽(60) 연립체를 구성한 가드레일 구성부 기본형상의 실시예이다.
도 2의 측단면도에서 상기 가드레일 완충부를 설명하면,
레일형 부재로 방호벽(60)을 관통 연립하는 수평레일(30)에는 수평대(42) 체결을 위한 수평홀(31)이 있고, 레일형 부재로 부착 연립되는 방호벽(60)의 상면에는 방호레일(20)이 삽입되는 일자형의 레일홈(65)과 방수커버 및 외장커버(61)가 부착되는 커버홀(67)이 있고, 바닥면에는 방호벽(60)의 높이를 조절하는 스프링이 달린 수직볼트(66)가 있다.
각 가드레일(10)의 양단은 수직관(40)을 관통하여 중첩 연장하고, 완충부가 되는 전면에는 폐타이어를 부착하여 와이어나 철재링등의 결속수단으로 가드레일(10)에 긴밀히 결착한다. 가드레일의 기초가 되는 수직관(40)의 하부에 결합된 회전가능한 수평대소켓(41)을 중심으로 수평대(42)의 양단이 각 방호벽(60)을 관통 연립하는 수평레일(30)의 수평홀(31) 양측의 결합부에서 너트로 고정되어, 방호벽(60) 연립체가 가드레일 완충부를 지지하도록 구성한 특징이 있다.
충돌부 방호벽의 전복을 방지하는 수단으로, 방호벽(60) 상면 중앙을 가로지르는 레일홈(65)에 방호레일(20)을 삽입하여 방호벽을 연립하고, 수직관(40)의 고정홀(22)을 관통하는 고정대(21)를 방호레일(20)의 양측 체결구에서 양단을 너트로 체결하고 그외의 체결가능한 고정대(21)는 일정한 간격으로 가드레일의 상단부와 중단부 사이를 통과하여 양단을 방호레일(20)의 체결구에서 너트 고정한 특징이 있다.
도 2의 정측면도에서 상기 지주체 구성부를 설명하면,
지주관(50)의 지지기반으로 매입형 지주대(80)를 사용하는 경우에, 고정관체(81)의 중공부에 삽봉된 지주대(80)를 내포하는 지주관(50)을 수직하게 결합하고 콘크리트나 시멘트등의 고착물(82)로 상기 결합된 중공부를 채워 고착한 단계에서, 복원체(71)를 내포한 폐타이어 연립체를 지주관(50)에 적층하고, 인접한 양측 방호벽(60)의 방호레일(20)과 수평레일(30) 각각의 관통부에 삽입한 고정대(21)의 양단을 고정하여 방호벽(20) 연립체의 지지기반이 되도록 구성한 특징이 있다.
지주관(50)에 적층되는 폐타이어 연립체는 탄성코일(72)이 내장된 복원체(71)를 내포하여 충돌부의 압축된 형상에서 지주관(50) 중심축으로 복원하는 탄성력을 갖도록 하고, 폐타이어 연립체와 복원체(71)를 포장하여 완충범퍼(70)로 형상화된 것이 바람직하며, 지주관(50)에 밀착되게 적층된 상태에서 압축대(73)를 삽입하여 이탈을 방지하도록 구성한 특징이 있다.
상기 가드레일 완충부와 지주체 구성부를 연결하는 단계로서, 회전대(12)의 상단을 지주관레일(90)의 중첩되는 중공부에 T자 형태로 삽입하여 연결하거나, 지주관레일(90)을 내포하는 회전대소켓(13)에 볼트형식으로 연결하고, 가드레일 완충부가 수직한 장력을 갖도록 회전대의 하단을 가드레일(10) 관통부의 하단에서 너트 고정한다.
만일 가드레일 구성부에 외장커버(61)를 결착할 경우에는, 상기의 회전대(12)를 구성하기전에 가드레일의 상단부와 지주관 레일(90)을 내포하도록 형상된 완충부재(51)를 적절히 배치하여 지주관 레일(90)에 결착하는 작업을 선행하고, 지주관(50) 최상부의 관통구에 커버레일(100)을 관통하여 외장커버(61)의 형상기반이 되는 커버라인을 형성하고 적절한 재질의 방수커버를 덮고 양끝단을 방호벽(60) 상면에 볼트고정한다.
도 3의 상면도에서 가드레일의 구성방식을 설명하면,
방호벽(60)의 상면에는 외장커버(61)를 결착할수 있는 커버홀(67)이 있고, 커버의 전면에는 광고창을 부착하거나 반투명하게 처리할수 있게하고, 최상부에는 경광등이나 안내표지등의 부속물을 삽입할 수 있도록 구성한 특징이 있다.
도 3의 상면도에서 지주체의 구성방식을 설명하면,
연립된 방호벽(60)이 곡선구간에서 이루어질때, 인접한 양측 방호벽(60) 상면의 수직구(62)에 수직봉(64)을 삽입하여 접합대(63)를 체결하여 구성하되, 도로의 곡선각도에 비례하게 지주체의 개수와 위치를 구성하여 적용범위를 최소화하는 것이 바람직하다.
도 4는 상기 가드레일 구성부에 충돌이 발생한 경우에 대한 방호벽(60) 레일의 지면내각과 방호벽(60) 경계선의 이탈변위를 비교한 예시도로서,
충돌외력이 가드레일의 상부에 가중된경우, 회전대(12)가 지주관 레일(90)의 축을 중심으로 원추형으로 변동되므로, 지주관 레일(90)과 방호벽(60) 레일 상호간의 장력으로 완충하게 되며, 수직관(40) 하부의 수평대(42)가 충돌방향으로 회전하여, 수평대(42)의 양측에 체결된 수평레일(30)을 비틀면서 압축구간이 전단변형되게 압축하여 완충하게 되고, 방호벽(60) 경계의 이탈구간을 감소하는 효과를 얻게된다.
또한 인접한 지주체를 기점으로 방호벽(60)의 충돌부 양측에 레일형 부재로 연결된 방호레일(20) 또는 수평레일(30)이 탄성되어 충격과 비례한 복원장력으로 완충이 이루어지게 되므로 방호벽(60)의 지면예각은 지주체로 접근할수록 수직하여 안정되게 된다. 충돌외력이 평행한 경우에는 완충효과가 클수록 완충부재(51)의 압축구간이 커지고 반대편 측부의 이탈변위는 감소하게 된다.
아울러 지면내각의 예측이 불가능하거나 방호벽(60)의 강성이 요구되는 구간에 대하여는, 방호벽(60) 경계선에 라인지지대(83)를 설치하여 이탈을 방지하도록 구성하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명을 직선구간에 실시한 예시도이며, 도 6은 곡선구간에 실시한 예시도이다.
본 발명의 가드레일 지지기반으로 지주대(80)의 사용이 부적절한 경우, 예를들면 토양의 지지기반이 약하거나 도로의 특성상 콘크리트 블럭이 요구되는 경우에는,
배경기술로 전술한 특허 제 10-1997-0062203호 도로의차량충돌완충방호(벽)분리대 의 도면 2 에 도시한 교각 받침판 형태의 받침판을 본 발명의 지주대(80)로 사용할수 있으며, 이경우 도 5의 실시예처럼 단순히 지주관(50) 또는 수직관(40)의 하부에 교각 받침판을 결합하는 방법으로 가드레일형 지주체를 구성할수 있다.
도 1은 본 발명의 설치상태 정면도로서,
완충부재(51)가 결착된 가드레일(10)이 수직관(40)에 횡축으로 연결되고 상기 완충부재(51) 측부의 방호벽(60)에 장착된 레일형 부재가 상기 수직관(40)의 고정홀(22)을 관통하는 수평축 고정대(21)와 결합되는 체결부를 이루어 방호울타리의 라인을 형성하는 가드레일 완충부와, 지주대(80) 상부에 결합된 지주관(50)에 지주관 레일(90)이 횡장축으로 연결되는 지주체 구성부와, 상기 가드레일 완충부가 지면에 수직하도록 지주관 레일(90)과 가드레일(10)을 연결하는 회전대(12)가 가드레일(10)의 수직축이 되게 결합하고 상기 레일형 부재를 방호벽(60)에 관통 연립하거나 부착 연립하여 방호벽(60) 연립체를 구성한 가드레일 구성부 기본형상의 실시예이다.
도 2의 측단면도에서 상기 가드레일 완충부를 설명하면,
레일형 부재로 방호벽(60)을 관통 연립하는 수평레일(30)에는 수평대(42) 체결을 위한 수평홀(31)이 있고, 레일형 부재로 부착 연립되는 방호벽(60)의 상면에는 방호레일(20)이 삽입되는 일자형의 레일홈(65)과 방수커버 및 외장커버(61)가 부착되는 커버홀(67)이 있고, 바닥면에는 방호벽(60)의 높이를 조절하는 스프링이 달린 수직볼트(66)가 있다.
각 가드레일(10)의 양단은 수직관(40)을 관통하여 중첩 연장하고, 완충부가 되는 전면에는 폐타이어를 부착하여 와이어나 철재링등의 결속수단으로 가드레일(10)에 긴밀히 결착한다. 가드레일의 기초가 되는 수직관(40)의 하부에 결합된 회전가능한 수평대소켓(41)을 중심으로 수평대(42)의 양단이 각 방호벽(60)을 관통 연립하는 수평레일(30)의 수평홀(31) 양측의 결합부에서 너트로 고정되어, 방호벽(60) 연립체가 가드레일 완충부를 지지하도록 구성한 특징이 있다.
충돌부 방호벽의 전복을 방지하는 수단으로, 방호벽(60) 상면 중앙을 가로지르는 레일홈(65)에 방호레일(20)을 삽입하여 방호벽을 연립하고, 수직관(40)의 고정홀(22)을 관통하는 고정대(21)를 방호레일(20)의 양측 체결구에서 양단을 너트로 체결하고 그외의 체결가능한 고정대(21)는 일정한 간격으로 가드레일의 상단부와 중단부 사이를 통과하여 양단을 방호레일(20)의 체결구에서 너트 고정한 특징이 있다.
도 2의 정측면도에서 상기 지주체 구성부를 설명하면,
지주관(50)의 지지기반으로 매입형 지주대(80)를 사용하는 경우에, 고정관체(81)의 중공부에 삽봉된 지주대(80)를 내포하는 지주관(50)을 수직하게 결합하고 콘크리트나 시멘트등의 고착물(82)로 상기 결합된 중공부를 채워 고착한 단계에서, 복원체(71)를 내포한 폐타이어 연립체를 지주관(50)에 적층하고, 인접한 양측 방호벽(60)의 방호레일(20)과 수평레일(30) 각각의 관통부에 삽입한 고정대(21)의 양단을 고정하여 방호벽(20) 연립체의 지지기반이 되도록 구성한 특징이 있다.
지주관(50)에 적층되는 폐타이어 연립체는 탄성코일(72)이 내장된 복원체(71)를 내포하여 충돌부의 압축된 형상에서 지주관(50) 중심축으로 복원하는 탄성력을 갖도록 하고, 폐타이어 연립체와 복원체(71)를 포장하여 완충범퍼(70)로 형상화된 것이 바람직하며, 지주관(50)에 밀착되게 적층된 상태에서 압축대(73)를 삽입하여 이탈을 방지하도록 구성한 특징이 있다.
상기 가드레일 완충부와 지주체 구성부를 연결하는 단계로서, 회전대(12)의 상단을 지주관레일(90)의 중첩되는 중공부에 T자 형태로 삽입하여 연결하거나, 지주관레일(90)을 내포하는 회전대소켓(13)에 볼트형식으로 연결하고, 가드레일 완충부가 수직한 장력을 갖도록 회전대의 하단을 가드레일(10) 관통부의 하단에서 너트 고정한다.
만일 가드레일 구성부에 외장커버(61)를 결착할 경우에는, 상기의 회전대(12)를 구성하기전에 가드레일의 상단부와 지주관 레일(90)을 내포하도록 형상된 완충부재(51)를 적절히 배치하여 지주관 레일(90)에 결착하는 작업을 선행하고, 지주관(50) 최상부의 관통구에 커버레일(100)을 관통하여 외장커버(61)의 형상기반이 되는 커버라인을 형성하고 적절한 재질의 방수커버를 덮고 양끝단을 방호벽(60) 상면에 볼트고정한다.
도 3의 상면도에서 가드레일의 구성방식을 설명하면,
방호벽(60)의 상면에는 외장커버(61)를 결착할수 있는 커버홀(67)이 있고, 커버의 전면에는 광고창을 부착하거나 반투명하게 처리할수 있게하고, 최상부에는 경광등이나 안내표지등의 부속물을 삽입할 수 있도록 구성한 특징이 있다.
도 3의 상면도에서 지주체의 구성방식을 설명하면,
연립된 방호벽(60)이 곡선구간에서 이루어질때, 인접한 양측 방호벽(60) 상면의 수직구(62)에 수직봉(64)을 삽입하여 접합대(63)를 체결하여 구성하되, 도로의 곡선각도에 비례하게 지주체의 개수와 위치를 구성하여 적용범위를 최소화하는 것이 바람직하다.
도 4는 상기 가드레일 구성부에 충돌이 발생한 경우에 대한 방호벽(60) 레일의 지면내각과 방호벽(60) 경계선의 이탈변위를 비교한 예시도로서,
충돌외력이 가드레일의 상부에 가중된경우, 회전대(12)가 지주관 레일(90)의 축을 중심으로 원추형으로 변동되므로, 지주관 레일(90)과 방호벽(60) 레일 상호간의 장력으로 완충하게 되며, 수직관(40) 하부의 수평대(42)가 충돌방향으로 회전하여, 수평대(42)의 양측에 체결된 수평레일(30)을 비틀면서 압축구간이 전단변형되게 압축하여 완충하게 되고, 방호벽(60) 경계의 이탈구간을 감소하는 효과를 얻게된다.
또한 인접한 지주체를 기점으로 방호벽(60)의 충돌부 양측에 레일형 부재로 연결된 방호레일(20) 또는 수평레일(30)이 탄성되어 충격과 비례한 복원장력으로 완충이 이루어지게 되므로 방호벽(60)의 지면예각은 지주체로 접근할수록 수직하여 안정되게 된다. 충돌외력이 평행한 경우에는 완충효과가 클수록 완충부재(51)의 압축구간이 커지고 반대편 측부의 이탈변위는 감소하게 된다.
아울러 지면내각의 예측이 불가능하거나 방호벽(60)의 강성이 요구되는 구간에 대하여는, 방호벽(60) 경계선에 라인지지대(83)를 설치하여 이탈을 방지하도록 구성하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명을 직선구간에 실시한 예시도이며, 도 6은 곡선구간에 실시한 예시도이다.
본 발명의 가드레일 지지기반으로 지주대(80)의 사용이 부적절한 경우, 예를들면 토양의 지지기반이 약하거나 도로의 특성상 콘크리트 블럭이 요구되는 경우에는,
배경기술로 전술한 특허 제 10-1997-0062203호 도로의차량충돌완충방호(벽)분리대 의 도면 2 에 도시한 교각 받침판 형태의 받침판을 본 발명의 지주대(80)로 사용할수 있으며, 이경우 도 5의 실시예처럼 단순히 지주관(50) 또는 수직관(40)의 하부에 교각 받침판을 결합하는 방법으로 가드레일형 지주체를 구성할수 있다.
도 7은 본 발명의 지주체의 구간적용 예시도로서,
지주체의 구성에 있어 각 도로의 형태에 맞게 구간별 설치위치와 개수를 정하되, 도로의 굴곡에 비례하여 지주체의 개수를 증가하고 중앙선이나 좌회전 되는 측부는 밀도있게 구성한 바람직한 예시도이다.
본 발명은 도로의 안전사고에 대한 완충효과에 중점이 있으나 다양한 용도의 장소에서 친환경적 구조물로 이용될수 있는 유용한 완충 방호울타리이다.
10 : 가드레일 12 : 회전대 13 : 회전대소켓
20 : 방호레일 21 : 고정대 22 : 고정홀
30 : 수평레일 31 : 수평홀
40 : 수직관 41 : 수평대소켓 42 : 수평대
50 : 지주관 51 : 완충부재(폐고무, 폐타이어 등)
60 : 방호벽 61 : 외장커버 62 : 수직구
63 : 접합대 64 : 수직봉 65 : 레일홈
66 : 수직볼트 67 : 커버홀
70 : 완충범퍼 71 : 복원체 72 : 탄성코일
73 : 압축대
80 : 지주대 81 : 고정관체 82 : 고착물
83 : 라인지지대
90 : 지주관 레일
100 : 커버레일
A1 : 충돌부 방호벽 레일의 지면내각
A2 : A1의 충돌진행 지점의 지면내각
BR : 충돌부 가드레일 중심축의 수평 이탈변위
B1 : 충돌부 방호벽 레일의 이탈변위
B1' : B1 반대측의 이탈변위
B2' : B1'의 진행부 이탈변위
BC : 충돌부 완충부재의 압축구간
Claims (5)
- 완충부재(51)가 결착된 가드레일(10)이 수직관(40)에 횡축으로 연결되고 상기 완충부재(51) 측부의 방호벽(60)에 장착된 레일형 부재가 상기 수직관(40)의 수평축 고정대(21)와 결합되는 가드레일 완충부와;
지주대(80) 상부에 결합된 지주관(50)에 지주관 레일(90)이 횡장축으로 연결되는 지주체 구성부와;
상기 지주관 레일(90)과 가드레일(10)에 회전대(12)가 수직축으로 결합되고 상기 레일형 부재가 방호벽(60)에 관통되거나 부착되어 연립된 방호벽(60)이 구성되는 것을 특징으로 하는 방호울타리
- 제 1항에 있어서,
상기 수직관(40)에 결합되어 회전되는 수평대소켓(41)과;
상기 수평대소켓(41)의 회전축을 중심으로 수평대(42)의 양단에 결합되는 수평레일(30)이 충돌외력으로 전단변형되어;
상기 수평레일(30)을 비트는 수평대(42)의 압축력이 상기 레일형 부재의 탄성되고 복원되는 장력으로 대응되어 완충되는 것을 특징으로 하는 방호울타리
- 제 1항에 있어서,
상기 회전대(12)는 상기 지주관 레일(90)의 결합부에 회전대소켓(13)이 구비되어 충돌외력 발생시 상기 회전대(12)가 상기 지주관 레일(90)의 축을 중심으로 원추형으로 변동되어 상기 방호벽(60) 내측으로 완충되는 구간이 확장되고, 상기 회전대(12) 양단 결합부의 인장력으로 상기 가드레일 완충부가 수직하게 복원되는 것을 특징으로 하는 방호울타리
- 제 1항에 있어서,
상기 지주관(50)은 완충범퍼(70)가 구비되고,
상기 지주관(50)에 횡장축으로 연결되는 커버레일(100)이 상기 완충범퍼(70)와 상기 지주관 레일(90)에 결착되는 완충부재(51)의 커버라인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방호울타리
- 제 1항에 있어서,
상기 방호벽(60) 측부에는 경계선 외측으로의 이탈을 방지하는 라인지지대(83)가 구비되고, 상기 방호벽(60) 상면에는 방호레일(20)이 삽입되는 레일홈(65)이 구비되는 것을 특징으로 하는 방호울타리
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