도로의 구분 | 도로 설계속도 | 일반구간 | 중대한 피해발생 우려구간 | 특수구간 | |||
종별 | 충격도 (kJ) | 종별 | 충격도(kJ) | 종별 | 충격도(kJ) | ||
자동차 전용도로 | - | S1 | 160 이상 | S2 | 280 이상 | SS | 650 이상 |
S3 | 420 이상 | ||||||
일반도로 | 60km/시 이상 | A | 130 이상 | S1 | 160 이상 | S3 | 420 이상 |
60km/시 이상 | B | 60 이상 | A | 130 이상 | S2 | 280 이상 |
주) 1. 중대한 피해의 발생이 우려되는 구간은 다음과 같다.
- 차량의 교량 밖 이탈빈도가 높은 구간
- 주행속도가 높고, 교통량이 많은 고속도로 등과의 교차, 근접구간
- 도로의 내리막 구간 등 주행속도가 높아지기 쉬운 구간, 선형조건이 열악하여 충돌 각도가 커지기 쉬운 구간 등 충격도가 높아질 우려가 잇는 구간
- 기타 중대한 2차 피해가 발생할 우려가 있는 구간
2. 특수구간은 철도와 인접 또는 교차구간, 상수원 보호구역, 가스탱크 등 위험물 저장시설과 인접한 구간 등 큰 피해가 예상되는 구간이다. 자동차 전용도로의 특수구간에서 대형차의 통행빈도가 높아 더 큰 강도가 요구되는 곳에는 SS종을 적용할 수 있다.
(2) 종별 설계강도
교량용 차량 방호울타리는 설치장소에 따라 <표 3-16>과 같이 종별 및 설계강도가 달라진다.< 표 3-16>에 제시된 바와 가이 교량용 차량 방호울타리는 일반도로에 비해 상대적으로 사고에 따른 피해의 심각도가 크므로 보다 강성이 높은 방호울타리가 설치되도록 하였다. 특히 고속도로 등 설계속도가 높은 도로의 교량에는 보다 강성이 큰 방호울타리가 설치되도록 하였고, 교량의 설치위치에 주위환경에 따른 사고시 피행의 정도 등을 감안하여 보다 큰 강성을 갖춘 방호울타리가 설치될 수 있도록 하였다.
< 표 3-16>에 제시된 충격도는 <그림3-25>에 제시된 그림 및 식에 따라 산출된 것으로 차
량의 충격을 받는 방호울타리 면에서 직각으로 얻어지는 값이다.
< 그림 3-25> 충격도 산정
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(3) 성능기준
본 편람에서는 지역특성이나 경관 등을 배려한 교량용 방호울타리의 형식과 구조에 관한 요청 이 다양화하는 데 대응함과 동시에 , 민간이 개발한 기술을 활용한다는 관점에서 방호울타리의 구조 및 제원에 대한 규정보다는 성능을 규정하였다. 즉, 교량용 차량 방호울타리로서의 기능을 발휘하기 위해 만족할만한 성능기준을 제시하고 방호 울타리를 설치할 때는 이러한 성능이 확인된 것을 사용하도록 한 것이다. 따라서 다음에 제시된 성 능기준을 만족하는 교량용 차량 방호울타리는 형식이나 구조에 상관없이 모두 사용 가능하다. 교량용 차량 방호울타리는 종별에 따라 주어진 설계강도를 <표 3-17>의 충돌조건 1과 충돌 조건 2로 실물차량 충돌 실험시 다음과 같은 4가지의 기준을 모두 만족해야 한다.
< 표 3-17> 충돌조건
구분 | 충돌조건 |
충돌 조건 1 | 중량 25t인 대형 화물차로 (표 3-16)의 종별에 따라 제시된 강도I충격도)에 대해 시험 하며, 이때의 충돌각도는 15˚로 한다. |
충돌 조건 2 | 중량 1t인 승용차의 충돌로, 충돌속도는 B종의 경우 60km/시, 종별A, S1, S2, S3, SS 종은 100km/시로 하며, 충돌각도는 20˚로 한다. |
① 강도기준
충돌조건 1의 충돌에 대해 가요성 방호울타리일 경우는 최대 충돌변형거리가 0.3m 이하 이어야 한다. 단, 강성 방호울타리일 때는 주요 부재에 소성변형이 발생하지 않아야 한다.
② 탑승자 안전기준
충돌조건 2에 따라 충돌시 차량이 받는 가속도(표 3-18 참조)의 값을 만족해야 한다.
< 표 3-18> 차량이 받는 가속도 평가기준
종별 | 차량이 받는 가속도 기준 |
B A S1, S2, S3 | 12g 미만 18g 미만 20g 미만 |
주) g : 9.2m/sec²
③ 차량 유도기준
충돌조건 1과 2 양쪽 모두에서 다음 조건을 만족시켜야 한다.
가. 충돌 후에 차량이 전도, 전복 등을 일으키지 말것
나. 충돌 후의 이탈속도는 충돌속도의 60% 이상일 것
다. 충돌 후의 이탈각도는 충돌속도의 60% 이하일 것
④ 구성부재 비산방지 기준
충돌조건 1과 충돌조건 2 양쪽 경우 모두, 차량충돌시에 구성부재가 크게 비산(飛散)하지 말아야 한다.
(4) 구조
일반적으로 교량에 사용되는 차량 방호울타리는 아래 그림과 같이 난간의 가로보가 지주보다 앞으로 나와 있는 블록아웃(block-out)형의 구조를 많이 사용한다.
블록아웃형을 많이 사용하는 이유는 차량과 난간이 충돌했을 때 차량이 전도될 가능성이 더 적기 때문이며, 비블록아웃형의 경우 차량이 난간과 충돌할 때 지주와 직접 충돌하여 지주가 파괴되어 난간으로서의 기능이 떨어지기 때문이다.
(5) 재료
교량용 차량 방호울타리에 사용되는 재료는 장기간에 걸쳐 사용될 것이므로 충분한 강도가 있고 내구성이 뛰어나며, 유지관리가 쉬운것을 사용할 필요가 있다. 재료에 관한 세부적인 내용는 관련지침을 참고한다.
(6) 설계방법
① 교량용 차량 방호울타리는 미관 등의 배려뿐만 아니라 차량이 교량 바깥으로 이탈하는 것을 막고 본래의 주행차로로 복원시킬 수 있는 구조적인 안정성을 가지고 있어야 한다. 따라서 교량용 차량 방호울타리는 앞에서 제시된 성능기준을 만족하도록 설계한다.
② 교량용 차량 방호울타리나 난간 겸용 차량 방호울타리와 같이 차량의 충돌에 대해 방호를 수행하는 시설들은 차량의 충돌에너지를 흡수하도록 설계하며, 가능한 연성을 갖춘 구조용 강을 사용함으로써 갑작스런 파괴가 아니라 점진적으로 변형이 이루어지도록 설게한다. 교량용 차량 방호울타리의 설계를 정하중으로 환산할 때에는 다음 식에 제시된 수평 충돌력을 토대로 구하며, 이 값은 노면 위 1m 높이에 교축을 따라 1m 마다 작용하는 것으로 한다.
Η=[V/60]²X750+250(kg/m)
여기서,
H : 교량용 차량 방호울타리와 난간 겸용차량 방호울타리 1m의 높이에 직각으로 작용하는 교량의 축 1m 당의 수평 충돌력 (kg/m)
V : 차량의 충돌속도 (km/시)
단, 곡선반경이 R≤200m인 곡선부에 대해서는 그 수평 충돌력은 위의 식에서 계산된 값의 2배로 한다.
③ 교량용 차량 방호울타리는 교량 연석과 보차도 경계부에 설치하는데, 고정부의 폭으로 교량 연석의 폭은 60cm, 보차도 경계부는 50cm(연석의 폭을 포함하지 않음)를 표준으로 한다.
④ 가로보를 연결하는 연결부의 설계는 연속보로서의 기능을 잃지 않는 강도를 가지고 있어야 하며, 또 충돌면은 돌출면이 없는 매끄러운 구조로 해야 한다. 일반적으로 가로보는 충돌면에 돌출물이 없는 구조로 <그림 3-26>과 같이 슬리브 형식을 사용한다. 이때 슬리브는 가로보가 변형되더라도 분리되지 않고 충분히 휨 응력을 전달할 수 있는 강도를 가진 것이어야 한다. 슬리브에 요구되는 제원은 <그림 3-26>과 같다.
< 그림 3-26> 가로보의 연결 구조
<그림 3-27> 지주와 가로보의 접합 | <그림 3-28> 매립방식의 힘의 균 상태 |
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⑤ 지주와 가로보는 충돌시에 지주와 가로보가 일체가 되어 변형하는 구조로 접합하여야 한다. 이 접합강도는 <그림 3-27>에서와 같이 30cm의 변형을 받았을 때, 정하중 실험을 통해 얻는 Pmax를 견딜 수 있도록 설계한다.
⑥ 연석의 높이는 차도면에서부터 25cm를 표준으로 하고, 교량용 차량 방호울타리를 연석 에 고정시키는 방법으로는 매립방식 및 앵커볼트 방식을 고려할 수 있다. 매립방식의 경우 <그림 3-28>과 같이 설계하는데, 비교적 폭이 좁은 콘크리트 보도 연 석에 지주를 매립하면 콘크리트 지압력, 전단력이 부족하기 때문에 일반적으로는 매립 강관으로 이것을 보완한다. 참고로 충분한 고정강도를 얻기 위해서 지주 뒷부분에서 연 석 뒷부분까지의 거리를 10cm이상, 매립깊이를 25cm 이상을 한다. 콘크리트로 부족한 전단강도는 보강근으로 보완하는 것이 바람직하다. 앵커봁 방식은 <그림 3-29>와 같이 균형상태를 유지하도록 앵커볼트의 재질과 직 경을 설계한다.
< 그림 3-29> 앵커볼트 방식의 힘의 균형상태
3) 난간 겸용 차량 방호울타리
(1) 구조 및 제원
난간 겸용 차량 방호울타리는 차량의 충돌에 저항할 수 있는 교량용 차량 방호울타리의 역할과 보행자 및 자전거의 추락을 방지 할 수 있는 난간의 역할을 동시에 수행할 수 있어야 하므로 교량 용 차량 방호울타리가 갖는 설계기준을 만족함과 동시에 보행자 및 자전거의 추락방지를 위한 안 전한 높이와 부재간격을 갖도록 설계되어야 한다. 일반적인 난간 겸용 차량 방호울타리의 구조 및 제원은 <그림 3-30>과 같다.
< 그림 3-30> 난간 겸용 차량 방호울타리
(2) 설계방법
① 교량용 차량 방호울타리가 비교적 톺을 경우에는 교량용 차량 방호울타리가 난간의 기능 을 겸할 수 있으므로 난간 겸용 차량 방호울타리라 할 수 있는 경우가 있다.
(예) 교량용 차량 방호울타리의 높이 |
(연석에서 난간의 상단까지) 85cm |
+ 연석높이 25cm |
노면위 높이 110cm |
난간 강단의 높이가 노면으로부터 110cm로, 난간으로서 필요한 높이까지도 만족시키고 있기 때문에 추가적인 난간의 설치가 필요 없다. 단, 안전한 부재 간격을 유지하기 위한 부재를 검토할 필요는 있다(그림 3-31의 a. 참조)
② 교량용 차량 방호울타리가 비교적 낮을 경우에는, 난간으로서의 높이를 확보하기 위해 추가적인 난간을 설치해 난간 겸용 차량 방호울타리로 사용할 수 있다.
(예) 교량용 차량 방호울타리의 높이 |
(연석에서 난간의 상단까지) 70cm |
연석높이 25cm |
+ 추가적인 난간 높이 15cm |
노면 위 높이 110cm |
높이 15cm의 보조난간을 추가함으로써 난간의 높이가 보도면으로부터 110cm가 디어 난간으로서 필요한 높이를 만족시킨다. 참고로 이 경우도 안전한 부재 간격을 유지할 수 있는 부재를 검토할 필요가 있다 (그림 3-31의 b. 참조)
< 그림 3-31> 난간 겸용 차량 방호울타리의 높이 결정
3.3.3 시공
1) 일반사항
교량용 방호울타리는 설계도에 따라 시공하고, 제 기능을 발휘할 수 있도록 주의를 기울여 안 전하고 확실하게 시공한다. 공용 중인 도로에서 시공할 때는 보행자 등의 안전을 배려한다. 여기 서는 교량용 보형 방호울타리의 시공 상의 순서, 일반적 유의사항을 제시하였다.
2) 시고상의 순서 및 유의사항
교량용 방호울타리의 대표적인 설치공법으로는 매립하는 방법과 앵커로 고정하는 방법이 있 으며, 다음은 두 가지 설치방법에 관한 유의점을 기술한 것이다.
(1) 매립방식
교량용 보형 방호울타리를 매립하여 설치하는 경우, 일반적으로 매립깊이를 400㎜로 한 경우
와 400㎜ 미만으로 하는 경우로 나눌 수 있다.
①매립 깊이 400㎜일 경우
교량 등 콘크리트에 지주를 설치할 구멍은 구조물의 콘크리트를 타설하기 전에 형틀을 설 계도와 시방서에서 제시한 위치에 배치해 두어야 한다. 지주를 설치할 구멍의 크기는 가 설Φ조립Φ보수가 용이하도록 지주반경보다 60㎜ 정도 크게 한다.
< 그림 3-32> 매립깊이 400㎜인 경우의 설치 예
지주를 설치할 구멍은 클수록 흙 속에 설치한 상태와 가까워지고, 충돌에너지를 완충시키는 힘이 이상적이 되지만, 변형량이 커져 이탈할 위험성이 증가하게 된다. 또 인발 분력이 커지기 때문에 방호울타리의 설계도와 시방서에 제시된 매립깊이를 확보한다. 구멍 주변에는 보강츨근을 배치하고, <그림 3-32>에서와 같이 지주 주변을 모래로 단 단단하게 채운 후, 그 위쪽과 아래쪽을 아스팔튼 모르타르로 완전히 밀봉한다.
② 매립 깊이 400㎜ 미만인 경우
매립 깊이 400㎜ 미만인 경우는 매립 강관을 설치한다. 매립 강관은 관(管)안에 콘크리트 가 들어가지 않도록 뚜껑등으로 양생하여 매설한다. 매립 강관의 윗면은 교량 연석의 마무리 면보다도 20~30㎜ 낮춘다.
설계도와 시방서에 근거하여 매립강관 주변에는 보강 철근을 배치한다. <그림 3-33<> 과 같이 지주 주변은 모르타르로 충전한다. 또 매설할 때 모르타르가 방호울타리에 부착 되지 않도록 주의하여 흘려넣고, 봉 등으로 충분히 다진다. 이때 필요에 따라 버팀재를 설치하는 등 흔들림 방지 대책을 실시한다. 또 방호울리에 모르타르가 부착되었을 경 우에는 신속하게 제거한다.
< 그림 3-33> 매립깊이 400㎜미만일 경우의 설치 예
매설이 완료한 후, 모르타르가 완전히 응고되어 방호울타리가 완전히 고정될 때까지는 방 호울타리를 건드리지 않도록 한다.
(2) 앵커로 고정하는 방법
앵커 볼트와 앵커 플레이트는 구조물의 콘크리트를 타설하기 전에 설계도아 시방서를 바탕으 로 정확한 위치에 배치해 두어야 한다.(그림 3-24 참조).
교량 연석에 콘크리트를 타설할 때 앵커 볼트가 움직이지 않도록 단단하게 고정시킨다. 또 타 설할 때 앵커 볼트의 나사부분에 콘크리트가 묻지 않도록 비닐테이프 등으로 양생한다.
< 그림 3-34> 베이스 플레이트 방식 정착 예
방호울타리에 차량 충돌시 바닥판 부분에 부가적인 히이 가해지므로 바닥판을 설계할 때는 지 주에 의해 지지되는 방호울타리일 경우 연석 구조와 계산상의 편의를 고려하여 기본적으로는 지 주 1개당 모멘트를 인접한 양쪽 지주까지의 깆둥 간격(2스팬)으로 나눈 값이 바닥판에 균등하게 단부 모멘트로 작용하도록 한다. 단, 보차도 경계부에 설치할 경우에는 보차도 경계부의 구조가 교량 연석의 구조와 다르기 때문에, 연속 기초 등을 이용하여 모멘트가 바닥판에 균등하게 작용 하는 구조가 되도록 한다. 이 경우 바닥판의 허용응력도에 대해서는 증가시킬 수 있다.
3.3.4 교량용 방호울타리 구조 및 설치 예
1) 교량용 방호울타리 구조 및 제원
(1) 교량용 보형 방호울타리 참고도 1
종별 | 구조치수 | ||||
H(㎜) | H₁(㎜) | B₁(㎜) | B₂(㎜) | S(m) | |
B A S1 S2 S3 | 900~1000 900~1000 900~1000 900~1000 900~1000 | 250~600 250~600 250~600 250~600 250~600 | ≥45 ≥55 ≥65 ≥75 ≥75 | ≥30 ≥45 ≥55 ≥70 ≥70 | ≤2 ≤1.5 |
(2) 교량용 보헝 방호울타리 참고도 2
종별 | 구조치수 | ||||
H(㎜) | H₁(㎜) | B₁(㎜) | B₂(㎜) | S(m) | |
B A S1 S2 S3 | 900~1000 900~1000 900~1000 900~1000 900~1000 | 250~600 250~600 250~600 250~600 250~600 | ≥45 ≥55 ≥65 ≥75 ≥75 | ≥30 ≥45 ≥55 ≥70 ≥70 | ≤2 ≤1.5 |
(3) 교량용 가드레일(A)종 설치 참고도
2) 교량용 방호울타리 설치 재료 내역 및 참고 도면
(1) 교량용 보형 방호울타리(원형 앵커방식)
구분 | 품명 | 규격 | 단위 | 규격별 수량 | ||
H-403 | H-623 | H-800 | ||||
자재 | post(KS D 6008) AL-pipe AL-sleeve AL-pipe AL-sleeve anchor bolt nut/w bolt post(KS D 6008) post(KS D 6008) | 225×150×403H Φ110×3.5T 250L×3.5T Φ90×3.5T 250L×3.5T M20×250L M10×35L 235×170×623H 230×170×800H | EA m EA set Ea set EA EA EA | 3 6 1 12 6 | 12 2 12 12 3 | 6 1 12 2 12 18 3 |
설치인력 | 가공조립비 설치비 설치비 | 특별인부 특별인부 보통인부 | 인 인 인 | 3 5 5 | 4 5 5 | 4.5 6 4 |
(2) 교량용 보형 방호울타리(보형, 앵커방식) 설치내역
구분 | 품명 | 규격 | 단위 | 규격별 수량 | ||||
H:800 span 6,000 | H:1100 span 3,000 | H:1100 span 3,000 | H:1000 span 3,000 | H:1100 span 6,000 | ||||
자재 | post post sub post top rail toprail top rail sleeve top rail sleeve under rail under rail under rail under rail sleeve under rail sleeve post bracket 무늬판 angle "C" channel anchor box anchor box anchor plate anchor bolt long bolt nut/w stud, bolt nut/w bolt washer bolt washer winding pipe screw | 125×120×6×8T 120×110×4T 102×25×2.5T×926 220×200×5T 150×90×4T 206×166×166×6T 4T×250L 120×70×4T 90×70×4T 160×30×5T 104×54×10T 149×20×6T×200L 134×14×4T 1,390×851×20T 60×60×4T 100×40×4T 305×185×110M 300×162×100H 275×155×95H M20×250L M16×155L 18×980L M10×20L M16×28L Φ220 M6×25L | EA EA EA m m EA EA EA EA EA EA EA EA EA EA EA EA EA EA set set set set set EA EA | 3 6 1 6 1 12 3 12 12 45 3 | 2 3 1 3 3 2 2 2 2 8 10 | 2 3 1 3 3 2 2 2 2 8 10 | 2 3 1 3 3 2 2 2 2 8 10 | 40 6 1 6 1 6 4 16 80 24 |
설치인력 | 가공조립비 설치비 설치비 | 특별인부 특별인부 보통인부 | 인 인 인 | 5 5 4 | 3 4 3 | 3 4 3 | 3 4 3 | 6 5 4 |
(3) 교량용 방호울타리(원형, 앵커방식)
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H 403 span ① post KS D 6008 ② AL-pipe ③ AL-sleeve ④ anchor bolt, nut/w ⑤ bolt | 6.000H 623 span 6.000 ① post ② AL-pipe ③ AL-sleeve ④ anchor bolt, nut/w ⑤ bolt |
H 800 span 6.000
① post KS D 6008
② AL-pipe
③ AL-sleeve
④ anchor bolt, nut/w
⑤ bolt
(4) 교량용 방호울타리(보형 앵커방식
- 규격 : H 1,000/span 3,000
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3) 보도의 유무에 따른 설치 방법
4) 비산방지를 위한 콘크리트벽식 교량용 방호울타리의 설계 (mm)
5) 전이구간의 설계방법
6) 보강근의 배치방법 | 7) 교량과 인접한 지역에서의 방호울타리 설치방법 |
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