• 전산구조공학
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• 제34권3호
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• pp.27-36
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• 2021

본 기사에서는 낙석방지울타리의 설계 및 해석에 대하여 설명하였다. 국내에는 50kJ급의 표준 낙석방지울타리가 널리 적용되고 있지만 이보다 더 큰 낙석이 빈번하게 발생하고 있으며 상황에 따라서는 50kJ급보다 작은 낙석에너지에 저항할 수 있는 경제적인 낙석방지울타리도 필요하다. 이를 위하여 낙석방지울타리를 사면의 특성에 맞도록 설계를 하여야 하며 성능을 검증하여야 한다. 이 때 실험적 성능검증은 많은 비용과 시간이 필요함으로 해석적 접근방법을 통하여 경제적인 성능검증을 할 수 있다. 이에 낙석방지울타리에 대한 기존 해석적 연구를 소개하였으며 이와 유사한 방법을 통하여 새로운 낙석방지울타리의 설계 혹은 성능보강 시에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.183-183
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• 2011

전 국토의 65%가 산악지형으로 이루어져 있는 우리나라는 도로개설 및 산업기지 건설, 대규모 주택단지 개발 등으로 자연사면을 변형시키는 규모나 빈도가 증가하고 있고, 최근에는 기상이변에 의한 집중호우가 빈번히 발생하여 절토사면에서 낙석이 발생할 위험이 점점 높아지고 있는 실정이다. 낙석방지를 위한 대책공법으로는 낙석방지 망, 낙석방지 울타리 등이 있으며 이중에서 낙석방지 울타리는 국내의 국도 낙석방지 대책공법 중 70% 이상을 차지하고 있다. 그러나 국내 설계지침에는 낙석방지 울타리에 대한 다양한 성능등급과 성능평가를 위한 표준화된 시험방법이 제시되어 있지 않아 현장여건을 고려하여 적절한 낙석방지 울타리를 선정하고 낙석방지 울타리들의 성능을 비교검토하기에 어려움이 있다. 유럽의 경우 유럽연합 출범이후 낙석방지 시설에 대한 통합기준의 필요성이 대두되어 유럽 여러 나라의 성능평가 방법과 스위스의 설계지침을 고려하여 2008년에 유럽 통합 지침인 ETAG 27을 제정하였다. ETAG 27에는 낙석방지 울타리의 성능등급이 100kJ~4,500kJ이상 9등급으로 분류되어 있고 성능등급 별로 Service Energy Level과 Maximum Energy Level에 대하여 실물시험을 통한 성능평가 시험과 구성요소에 대한 검증시험을 수행하도록 되어있다. 실물시험은 낙석에너지의 산정과 낙석질량의 타격위치를 정확하게 결정할 수 있는 방법을 이용하여 수행토록 규정되어 있다. 미국의 경우에는 주별로 상이한 설계기준으로 인하여 발생하는 문제를 해소하기 위하여 2003년에 스위스의 설계지침을 준용하여 통합기준인 NCHRP Report 20-07을 결정하였다. NCHRP Report 20-07에는 낙석방지 울타리의 성능등급이 100kJ~5,000kJ까지 9등급으로 분류되어 있고 성능등급 별 낙석질량이 규정되어 있으며 등급별 낙석에너지의 50%와 100%에 대하여 실물시험을 통한 성능평가 시험을 수행하도록 되어 있다. 실물시험은 낙석에너지의 산정과 낙석질량의 타격위치를 정확하게 결정할 수 있는 방법을 이용하여 수행토록 규정되어 있다. 낙석방지 울타리에 대한 국내 설계지침과 유럽과 미국의 설계지침을 비교분석하고 국내에서 수행된 실물실험을 통한 성능평가 연구결과를 검토하였다. 또한 구성요소의 역학적 특성변화가 전체 시스템의 성능에 미치는 영향을 조사하기 위해서 국내 설계 지침에 제시된 낙석방지 울타리에 대하여 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 성능평가를 수행하였다. 이러한 연구결과에 근거하여 국내 설계지침은 현장여건에 따라 적절한 낙석방지 울타리를 선정할 수 있도록 다양한 성능등급을 규정하고, 낙석방지 울타리의 성능을 합리적으로 비교검토 할 수 있게 하는 표준화 성능평가 시험방법과 평가기준을 정립하며, 구성요소의 품질에 대한 신뢰성을 확인하는 구성요소의 검증시험을 포함하는 방향으로 개선될 필요가 있는 것으로 조사되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권4호
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• pp.59-66
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• 2002

낙석방지울타리의 설계는 지반의 종류 및 사면경사 그리고 상부 및 하부지반조건을 고려하여 실시된다. 도로절개면에 설치되는 낙석방지울타리는 사면으로부터 발생한 낙석을 적절히 지지하여 도로로의 유입을 차단하기 위해 설치한다. 낙석방지울타리의 구조적 규격은 가정된 낙석에너지에 의해 산정되며, 낙석방지울타리의 흡수가능에너지는 구성요소인 철망, 지주 및 와이어로프 각각의 흡수가능에너지 합으로 규정하고 있다. 그러나 현장시험결과 적은 낙석에너지로도 경우에 따라서 낙석방지울타리가 지지하지 못하는 경우도 있었다. 따라서 본 논문에서는 현행 낙석방지울타리에 대한 설계기준의 문제점을 파악하고 이를 보완하기 위한 방법을 제안하고자 하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.35-45
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• 2005

낙석방지울타리는 국내에서 가장 보편적으로 사용되는 낙석방지공법의 하나로 일반적으로 H형강, 와이어메쉬 및 와이어로프의 세 부분으로 구성되며 이들에 의해 발휘되는 낙석방지울타리의 총 흡수가능에너지가 낙석에너지보다 커야한다는 것을 기본적인 설계개념으로 한다. 본 연구에서는 기존 낙석방지울타리의 와이어메쉬와 와이어로프 대신, 새로운 재료인 팽창메탈을 사용한 낙석방지울타리의 성능을 평가하고 기존의 낙석방지울타리와 비교하였다. 이를 위하여 팽창메탈 낙석방지울타리와 기존 방식의 낙석방지울타리에 대하여 실내 및 현장시험을 실시하였으며, 그 결과 팽창메탈 낙석방지울타리의 흡수가능에너지는 기존 낙석방지울타리와 비교해 높은 것으로 나타나 팽창메탈은 성능 및 경제적인 면에서 기존 재료에 비해 우수한 재료임을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.297-302
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• 2020

대한민국은 산악지형이 많으며 사면붕괴로 인한 도로구조물 및 인명피해가 종종 발생한다. 이러한 사면붕괴로 인한 피해를 줄이기 위해서 낙석방지시설이 필요하다. 국내의 낙석방지울타리는 50kJ의 낙석 충돌 에너지에 저항할 수 있도록 설계되었다. 하지만, 낙석에너지의 크기는 사면의 형태 및 조건에 따라 편차가 크며 약 100kJ에 이르기도 한다. 따라서 효율적인 낙석방지울타리의 설계 및 설치를 위해서 여러 종류의 낙석에너지에 맞는 표준화된 낙석방지울타리가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 다양한 낙석에너지에 따른 낙석방지울타리의 표준 단면을 유한요소해석을 통하여 제안하였다. 최종적으로 기존 50kJ 낙석방호울타리 외에 30kJ 및 100kJ급 낙석방지울타리를 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.5-13
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• 2022

본 논문은 기존에 설치되어있는 국내 일반도로용, 고속도로용 낙석방지울타리의 방호성능을 알아보기 위해 100kJ급의 낙석에너지를 이용한 취약부위를 파악하기 위한 시험을 실시하였다. 국내의 경우 국외에 비해 낙석방지울타리의 성능 등급(48~61kJ)이 매우 낮은 편이다. 만약 높은 낙석에너지가 발생했을 시 기능을 제대로 할 수 있는지 파악할 필요가 있으며, 또한 더 나아가 기존에 설치된 낙석방지울타리에 100kJ급으로 향상시킬 수 있는 보강 기술이 개발되어야 한다. 따라서 본 연구는 기존의 낙석방지울타리 시스템(일반도로용, 고속도로용)에 100kJ급 낙석에너지를 이용하여 방호성능을 확인하고, 지주 및 와이어로프, 망의 취약부위를 파악하며, 나아가 기존 설치되어있는 낙석방지울타리(48~61kJ)를 해체하지 않고 100kJ급의 보강 기술을 개발하기 위한 기초 자료로 사용될 예정이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.49-61
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• 2015

본 연구는 낙석방지울타리의 성능평가에 관한 두 개의 동반논문 중에서 두 번째 논문이다. 동반논문에서는 낙석방지울타리의 성능평가에 필요한 성능평가기준을 제시하였고 본 논문에서는 동반논문에 제시된 성능평가기준을 이용하여 국내 낙석방지울타리의 성능평가를 수행하였다. 고속도로용 낙석방지울타리는 50kJ의 낙석이 발생하는 장소에서 적절하게 낙석을 방어하고 50kJ 정도의 낙석이 충돌한 직후에도 차량 통행을 방해하지 않을 것으로 평가되었다. 그러나 유럽지침의 수준으로 50kJ의 낙석에너지를 항상 소산시키기 위해서는 아래에서 8번째 와이어로프까지 와이어로프의 간격을 200mm로 조정하고 간격유지대를 연결하여야 한다고 판단되었다. 그리고 간격유지대가 없는 국도용 낙석방지울타리는 상당히 작은 낙석충돌에너지에 대해서도 낙석의 관통가능성이 높기 때문에 고속도로용과 같이 간격유지대를 설치할 필요가 있다고 파악되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.25-36
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• 2023

국내 낙석, 토사 붕괴 등의 피해를 방지하기 위해 설치하는 것은 낙석 방지책이다. 이 중 낙석 방지울타리는 50kJ의 낙석 운동에너지에 설계가 되고 있다. 낙석 운동에너지의 경우, 발생하는 사면의 형태에 따라 크게 달라지며 기존의 연구로는 ETAG 27을 이용한 100kJ급 낙석 충돌에너지에 대한 울타리 성능평가를 실시하였다. 하지만 기존의 연구들은 낙석 방지울타리가 신규로 설치되는 것을 대상으로 하였다. 본 연구에서는 수치해석을 통해 신규 설치가 아닌 기존의 낙석 방지울타리에 보강부재를 설치하고, 120kJ의 낙석 운동에너지에 대해 방어할 수 있는 고강도 낙석 방지울타리의 구조 성능을 평가하였다.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.499-511
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• 2022

본 연구에서는 ETAG 027에서 제시하는 수직낙하실험법을 이용하여 100 kJ 낙석에너지를 포획할 수 있는 유연성 와이어로 낙석방지울타리에 대한 성능검증을 실시하였다. 유연성 와이어로프는 스프링과 와이어로프로 구성된 탄성력 증진 로프로서 와이어로프보다 탄성늘음이 향상되어 낙석과 와이어로프와의 접촉시간을 인위적으로 증가시켜 낙석 충격력 경감효과를 유발하고 낙석에너지 흡수효과 또한 향상시켰다. 9.8 kN의 콘크리트 공시체를 낙석방지울타리 상단 10.5 m 높이에서 자유낙하시켜 102.9 kJ의 낙석에너지를 낙석방지울타리에 가한 후 지주거동을 분석한 결과, 지주는 소성비틀림이 발생하였으며 탄성회복 후 최종변형량은 1.15 m로 ETAG 027에서 제시하는 기준인 2.0 m 이하의 결과가 제시되어 유연성 와이어로프 낙석방지울타리는 102.9 kJ의 낙석에너지를 성공적으로 흡수 가능한 것으로 확인되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권12호
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• pp.17-21
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• 2020

낙석방지울타리의 지지능력은 철망, 지주, 와이어로프의 성능을 합친 것으로 정의되며, 기존에 시공되고 있는 낙석방지울타리는 도로안전시설 설치 및 관리지침 중 낙석방지시설 편에는 48~61kJ의 에너지를 흡수할 수 있는 지주, 와이어로프, 철망의 규격이 제시되어 있다. 그러나 흡수에너지에 대한 각 요소들의 상관관계가 명확하게 제시되어 있지 않아 불확실하다(Ministry of Land, 2008). 본 논문에서는 수직 낙하시험을 이용하여 낙석방지울타리의 성능평가 시험을 수행하던 중 복잡한 꼬임으로 이루어져 체결 조건 등이 중요한 낙석방지망이 흡수하는 에너지를 확인하기 위해 실물낙석시험을 수행하였다. 시험결과를 이용하여 낙석방지망의 변위량 산정요소인 𝛿의 적절성을 판단하고 국외 성능평가 기준을 이용하여 낙석방지망의 흡수가능에너지를 평가하였다. 변위량 𝛿의 경우 명시되어 있는 1/4보다 1/2로 사용하는 것이 적합하다고 판단되며, 낙석방지망은 30kJ 정도의 에너지를 흡수한다는 결과를 도출하였다.