노측용 방호울타리 지주의 횡방향 지지력 보강방안 개발 연구

장대영,윤경원,박인송,이현기,김지수 한국도로학회 2017 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 Vol.2017 No.10

2010년 인천공항으로 향하던 공항버스가 인천대교 부근에서 노측용 방호울타리를 뚫고 넘어서 추락하는 사고가 발생되었다. 사고 장소에 설치된 방호울타리는 평지부에서 실차충돌시험을 거쳐 성능이 검증된 방호울타리로서 시험성적에는 문제가 없는 제품이었다. 하지만 실차충돌시험을 수행할 당시에는 ‘도로안전시설 설치 및 관리지침-차량방호 안전시설 편, 국토교통부’에 따라 평지부에서 시험을 수행하였으나, 실제 도로현장에서는 대부분의 방호울타리가 평지부가 아닌 성토부에 설치되어 가드레일 지주의 수평지지력이 성능시험 조건보다 매우 취약하다는 문제가 제기되었다. 이를 계기로 국토교통부는 실차충돌시험을 평지부가 아닌 현장조건과 동일한 성토부에서 수행하도록 2012년 지침을 개정하였으며, 시험기관에서는 실차충돌시험 시에 지주의 수평지지력 시험을 수행하여 시험성적서에 지지력 값을 명기하도록 하였다. 따라서 현장에 설치하고자 할 경우에는 설치현장의 수평지지력 시험을 수행하여 시험성적서의 지지력보다 낮은 경우에는 지주를 보강하여 시험장지지력의 90% 이상 만족하도록 하였다. 특히, 2012년 지침이 개정되기 이전에 평지부에서 실차충돌시험을 거친 방호울타리의 경우에는 지지력이 상대적으로 높기 때문에 반드시 현장지지력 시험을 거쳐 지주 보강방안을 마련하도록 하였다. 공인시험기관의 평지부에서 수차례 수평지지력 시험을 수행한 결과, 지침 개정 이전에 평지부에서 실차충돌시험을 수행한 방호울타리는 수평지지력을 4.5tonf으로 가정하고 현장의 성토부에 설치할 경우에는 지주 지지력이 4.5tonf의 90% 이상 확보하도록 규정한 것이다. 지주의 수평지지력 시험은 지주를 성토부의 시작점(B.P)에 지주를 설치하고, 유압실린더나 윈치 등 적절한 가력장비를 이용하여 지주를 수평방향으로 인장 또는 압축하여 지주가 성토부 방향으로 변형되도록 힘을 가한다. 횡하중 가력높이는 지표면으로부터 650mm로 하고 가능한 지주가 더 이상의 하중에 저항하지 못할 때까지의 하중-변위 관계를 계측한다. 충돌시험장에서 계측된 지주의 하중-변위 관계는 제품의 시험성적서에 명기하고 변위가 350mm일 때의 하중을 지주의 수평지지력으로 본다. 만일 최대하중이 변위 350mm 이전에 나타난다면 그 하중을 수평지지력으로 볼 수 있다. 본 연구에서는 방호울타리의 지주 보강방안을 개발하여 한국도로공사 도로교통연구원에서 수평지지력 시험을 수행하였다. 보강방안은 보강지주 길이가 0.9m와 1.2m로 두 가지 타입에 대하여 각각 보강 전·후로 지지력 지지력시험을 수행하여 비교하였다. 시험결과 보강길이 0.9m의 경우에는 보강 전·후 466%의 보강효과를 보였으며, 1.2m의 경우에는 보강 전·후 300%의 보강효과를 보였다.

연성 차량방호울타리 성토부 지주 보강방안

한기장,주재웅,고만기,김기동 한국도로학회 2013 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 Vol.2013 No.09

국내 차량방호울타리 성능시험조건과 도로설치조건이 달라 대형교통사고 유발 등의 문제점이 야기되고 있어 2012년 11월에 도로안전시설 설치 및 관리 지침(국토교통부, 2012)이 개정되었다. 성능시험조건이 기존 평지부에서 성토부로 변경되었고 성토부에 설치되는 연성 차량방호울타리는 지주의 수평지지력(현장지지력)이 측정되어야하며 그 값이 실물충돌시험장에서 확인된 수평지지력의 90% 이상이 되도록 하고 있다. 따라서 현장 지주지지력이 시험장 지주지지력의 90% 보다 작은 경우에는 지주의 매입깊이 증대나 다른 보강방안을 적용하여 90% 이상이 되도록 하여야 한다. 본 연구에서는 SMART Highway N등급(지 침 SB3-B)과 H1등급(지침 SB5-B) 지주의 성토부 수평지지력이 평지부의 90% 이상이 나타나게 하는 지주 보강방안을 결정하고자 하였다. 그림 1과 같은 다양한 지주 보강방안에 대하여 지주 수평지지력 시험을 수행하였고 다양한 보강방안에 대한 지주 횡방향 힘-변위 관계가 그림 2에 나타나있다. 흙의 저항체적을 증가시키는 그림 1(b)와 Bracing을 설치하는 그림 1(c)와 같은 보강방안이 시험장 지주지지력의 90% 이상이 되게 하는 보강방안으로 조사되었다.

성토부 지주 보강과 SB3-B 연성배리어의 개발

김기동,박경룡,고만기,Kim,Kee Dong,Park,Kyoung Yong,Ko,Man Gi 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.1

2012년 11월에 개정된 `도로안전시설 설치 및 관리 지침`은 노측용 종방향 배리어에 대한 표준 성능시험을 평지부 대신에 성토부에서 시행하도록 규정하고 있다. 또한 성토부에 설치되는 지주의 현장지지력이 시험장지지력의 90% 이상이 되도록 하고 있다. 본 연구에서는 성토부에 설치되는 지주의 횡방향 지지력을 보강할 수 있는 다양한 지주 보강방안이 조사되었다. 보강되지 않은 일반지주(매입깊이 1.4 m)에 비하여 지주 매입깊이를 1.7 m로 증가시키는 경우에 33%의 지지력 증가가 나타났다. 다양한 형태의 보강판중에서 단면적과 지주를 감싸는 보강판의 절곡길이가 작은 경우에 시공성이 우수하였고 약 70%의 지지력 증가가 발생하였다. 그리고 Bracing을 사용하는 방안은 약 78%의 지지력 증가를 낳았다. 평지부 시험을 통과한 SB5-B등급 연성배리어의 구성요소와 동일한 구성요소를 적용하는 SB3-B등급 연성배리어가 개발되었다. SB3-B등급 충돌조건에 적절한 지주간격과 성토부 지주의 보강방안이 다양한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 결정되었고 실물충돌시험을 통하여 최종성능이 검증되었다. The guidelines for the installation and management of roadway safety features, revised in November 2012, is regulating the standard performance test for roadside longitudinal barriers to be implemented on an embankment instead of a flatland. Furthermore, the post installed on an embankment should have the resisting force of a construction site higher than 90% of that of a test site. In this study, a variety of post reinforcement methods were investigated in order to strengthen the lateral resisting force of the post installed on an embankment. When increasing the post embedded depth to 1.7 m from a non-reinforced post with an embedded depth of 1.4 m, an increase of 33% in resisting force occurred. For the case of having a small cross section and a small flexure length of the reinforcing plate wrapping a post, out of various forms of reinforcing plates, the constructability was excellent and the resisting force increased by 70% approximately. For the reinforcement method using a bracing member, the increase of approximate 78% occurred in resisting force. A SB3-B flexible barrier that uses the same as the components of the SB5-B flexible barrier which passed the flatland performance test was developed. Post spacing and post reinforcement methods appropriate for SB3-B impact conditions were determined by various computer simulations, and the final performance was verified through full-scale vehicle crash tests.

단동하우스에서의 보강지주 설치 효과

염성현(Sung Hyun Yum),김승희(Seoung Hee Kim),이상봉(Sang Bong Lee),김민영(Min Young Kim),김철수(Chul Soo Kim) (사)한국생물환경조절학회 2010 시설원예‧식물공장 Vol.19 No.2

2007년 4월 이전까지 10~15년 동안 규격시설로 운영되어 오던 농가지도형 단동하우스에서의 보강지주 설치효과를 분석하였다. 이전의 연구로 적설하중에 대한 수식 계산을 통해 보강지주 설치 단동하우스의 추가 적설심이 제시된 바 있으나 모델이 농가지도형 단동하우스 규격과 상이해 연구 결과를 농가지도형 단동하우스에 그대로 적용하기에 무리가 따랐다. 본 연구에서는 농가지도형 단동하우스를 3차원 강뼈대 구조물로 모델링 하여 보강지주 설치 효과를 분석하였으며 재하시험을 통해 해석결과를 검증하였다. 구조해석 결과, 단동 하우스에 보강지주 설치 시 안전적설심은 오히려 줄어드는 것으로 나타났는데 파이프 체결 부에서의 집중하 중으로 지붕도리에 큰 응력이 걸리기 때문으로 보강지주 설치 시에는 지붕도리의 규격도 함께 강화되어야 할 것으로 판단되었다. 지붕도리를 강화하고 보강지주를 3~4m 간격으로 설치할 경우, 안전적설심은 기본 모델에서 보다 2배 이상 높아지는 것으로 나타났다. 보강지주 규격별 농가지도형 단동하우스 5종의 안전적 설심을 제시하였다. This study was implemented to clarify the effect of a supplementary pole on the increment of safety snow-depth for the single-span plastic greenhouses which had been run as standardized facilities for 10 to 15 years till April, 2007. In the previous work, some of the basic ideas of the use of a temporary pole were discussed, but application was restricted to both 2-D and the cases which took rafter’s specifications into no consideration, and there was also much less experimental information available. So, by modeling the house as the 3-D frame structure, the present study attempted to provide a comprehensive review of the pole’s effect through structural analyses as well as measurements. Structural analyses abnormally revealed that the pole regardless of its interval had a negative effect on the structural stability. The results was certainly inconsistent with practical experience and hence implied a necessity of reinforcing the roof purlin. Accordingly, with the purlin being sufficiently reinforced, the plastic greenhouse with the pole’s interval of 3~4 m had two times safety snow-depth more than that of the plastic greenhouse without the pole. And the safety snow-depth of five types of the single-span plastic greenhouses according to the pole’s intervals was presented.

강재지주 전면판 보강토 옹벽의 안정성 평가

김기일(Kim Ki Il),김병일(Kim Byoung Il),이영생(Lee Yeong Saeng),이순호(Lee Soon Ho) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 C Vol.31 No.2

최근 콘크리트 블록을 전면판으로 주로 사용하고 있는 기존의 블록식 보강토 옹벽과는 달리 경량의 강재를 지주로 이용하여 전면판의 자중을 감소시켜 안정성을 높이고 시공이 쉬운 보강토 공법이 개발되었다. 이 연구에서는 새로 개발된 보강토 옹벽의 안정성을 확인하기 위해 실제 크기의 현장시험을 수행하여 전면판에 발생하는 수평변위, 수평토압, 그리고 옹벽의 침하량 등을 계측기를 이용하여 측정하였다. 또한, 3차원 수치해석을 수행하여 현장시험결과와 수치해석결과를 비교 분석하였다. 현장계측결과 전면판 최대수평변위는 46㎜(0.009H), 최대침하량은 21.5㎜로 나타나 FHWA 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 또한 현장계측결과를 수치해석결과와 비교 · 분석한 결과 새로운 보강토 공법은 충분한 안정성을 확보하는 것으로 나타났다. Recently, a new reinforced retaining wall with light steel support face has been developed. In this study, full size in-situ test is carried out to investigate the stability of the new reinforced retaining wall. The lateral displacement of wall, lateral earth pressure, and settlement of the reinforced retaining wall are measured in the full size test. And numerical analysis by 3-D finite element method is also carried out to compare the test results with those of the analysis. From the full size in-situ test, the maximum lateral displacement of wall is 46㎜(0.009H) and the maximum settlement is 21.5㎜. And comparing these values with those of numerical analysis, it is confirmed that the new reinforced retaining wall with light steel support face is stable and applicable.

보강방법에 따른 차량방호울타리의 수평지지력에 관한 연구

최상호(Choi, Sang Ho),송석한(Song, Suk Han),박인수(Park, In Soo),김현석(Kim, Hyeon Seok),김병철(Kim, Byung Chul) 대한토목학회 2016 대한토목학회 학술대회 Vol.2016 No.10