2013년도 설계실무자료집 - 부대공사

440

8-2

교통안전성 확보를 위한

중앙분리대 방음벽 기초 형상 개선

설 계 처-541

(2013. 2. 26)

I 검토목적

□ 차량충돌시 안전성에 취약한 직립형 중앙분리대 방음벽의 기초형상

개선 필요

□ 방향별 단차구간에 설치하는 중앙분리대 형상변경 필요

☞ 차량방호시설 성능기준에 부합되는 형상으로 설치하여 차량충돌시 탑승자

보호 및 2차사고 예방 필요

※ 감사지적사항 (2011.05.12)

- 중앙분리대측에 설치하는 방음벽 기초 및 방향별 단차가 발생하는 구간에

설치하는 중분대의 형상변경을 통해 .... 충격이 저감될 수 있도록 개선방안 강구

Ⅱ 적용현황

□ 기본형태

중앙분리대 직벽형 방음벽

□ 중분대 방음벽 설치현황

노 선 개 소 연 장(m) 높 이(m) 비 고

계 14 13,520 3.0 ~ 9.5

서울외곽선 4 5,190 3.0 ~ 6.0

영동선 5 5,202 7.0 ~ 8.5

경부선 1 460 4.5

중부내륙선 3 2,564 6.0 ~ 9.5

울산선 1 104 5.0

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441

□ 중분대 방음벽 기초형상 분석

o 직벽형 : 10,660m (78.8%), 방향별 다른 단면 : 2,860m (21.2%)

o 노선별 현황

노 선 위 치 높이(m) 연장(m) 기초형상

서울외곽선

거여고가교 구간 3.0 30 방향별 다른 단면

29k 6.0 610 직벽형

부천고가교 구간 5.0 2,830 방향별 다른 단면

평촌교가교 구간 3.5~5.0 1,720 직벽형

영동선

70.0k, 78.2k, 78.5k 7.0 752 직벽형

42.4k 8.5 2,060 직벽형

45.4k 5.5~8.5 2,390 직벽형

경부선 172.2k 4.5 460 직벽형

중부내륙지선

18.4k 7.0 540 직벽형

19.8k 9.5 560 직벽형

23.8k 6.0~7.2 1,464 직벽형

울산선 13.6k 5.0 104 직벽형

□ 설치형태

o 중분대 방음벽

직벽형 기초 적용(영동선 등) 방향별 다른 단면 적용(서울외곽)

o 방향별 단차부

옹벽 하단부 직벽형 적용(서울외곽선 및 영동선)

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Ⅲ 현 실태 및 문제점

□ 현 실태

o 중분대 방음벽 및 방향별 단차구간 기초형상 설치기준 부재

- 중분대 폭원(3.0m)을 유지하기 위한 직벽형 기초형상 적용

- 방호벽 상단 폭원 확보를 위한 방향별 다른 단면 적용

- 방향별 단차구간 하부 중분대 형상 미적용

⇨ 단차 하단부 직벽형 옹벽 설치

□ 문제점

o 실물충돌시험 결과 안전성이 확보되지 않은 직립형상의 기초 적용

으로 차량 충돌시 탑승자 보호성능 기준 미달

※ 직립형 차량 방호울타리는 실물충돌시험시 불합격 (도로교통연구원, 2001)

※ 차량 방호울타리*의 기능보장을 위한 성능확인은 최종적으로 실물충돌

시험을 통해 확인하는 것을 원칙으로 함 (도로안전시설설치및관리지침, 2008)

* 차량 방호울타리 : 중분대, 교량난간, 가드레일 등

o 차량 충돌시 돌출된 Base Plate에 의한 이탈각도* 및 이탈속도** 변화로

탑승자 안전도 저하 및 2차 사고 우려

* 차량 충돌 후의 속도로 충돌속도의 60% 이상

** 차량 충돌 후의 각도로 충돌각도의 60% 이하

차량충돌시 탑승자 안전성 향상 및 2차사고 예방을 위한

중앙분리대 방음벽 기초형상 개선 필요

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o 교량용 중분대 방음벽

- (신설공사) 중분대 방음벽 폭원 증가에 따른 교량폭원 확보

- (확장공사) 기존교량에 대한 안전성 검토

․차량 충돌하중 및 방음벽 높이에 따른 풍하중 등을 고려하여 기존

교량의 보강(슬래브, 교량받침 등) 가능여부 검토 후 적정 설치방안 마련

※ 곡선구간의 경우 방음벽 기초 폭원 증가에 따른 교면배수 처리방안 검토

Ⅴ 검토결론

□ 중분대 방음벽 시공에 따른 확폭량 반영

o 중분대 폭원증가에 따른 본선 확폭방안 (붙임#1)

- 시공성 등을 고려하여 본선 폭원 증가량 단순화

- 횡단측량 오차 허용범위를 고려하여 증가량 산정

중분대 폭원 증가량(m)

본선 폭원 증가량(㎝)

계산값 적용값

3.220~3.240 3.200 20

3.300 3.300 30

3.350 3.400 40

☞ 방음벽 높이 변화구간의 경우 기초선형 등을 고려하여 최대폭원 적용 검토

※ 횡단측량 오차 허용범위 (고속도로공사 전문시방서, 2012)

- 평지 : L/500, 산지 : L/300 (L은 중심말뚝과 말단 시준말뚝간의 측정거리)

예) 평지 : 11.7m/500=0.0234m (2.34㎝)

산지 : 11.7m/300=0.039m (3.9㎝)

□ 중분대 확폭에 따른 접속부 변이구간 적용 (붙임#4)

□ 방향별 단차구간

o 옹벽 하단부(H=1.27m)는 중분대 형상 적용 (상단부는 직벽형태)

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Ⅵ 적용방안

□ 설계중인 노선부터 본 방침 적용

붙 임 #1. 중앙분리대 방음벽 표준제원

#2. 높이별/풍하중별 공사비 비교

#3. 방음벽 지주제원

#4. 중앙분리대 접속처리 방안

#5. 공사비 산출근거 및 도면

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447

□ 중앙분리대 방음벽 표준제원

상 세 도

방음벽

높이

풍하중

(kN/㎡)

상단폭A(mm) 하단폭B(mm) 본선편측

확폭량

계산값 적용값 계산값 적용값 (mm)

5.0m

0.7 427 430 831 830 100

0.9 455 450 859 850 100

1.2 455 450 859 850 100

1.5 455 450 859 850 100

6.0m

0.7 455 450 859 850 100

0.9 509 510 913 910 150

1.2 509 510 913 910 150

1.5 509 510 913 910 150

7.0m

0.7 509 510 913 910 150

0.9 509 510 913 910 150

1.2 512 510 916 910 150

1.5 562 560 966 960 200

8.0m

0.7 509 510 913 910 150

0.9 562 560 966 960 200

1.2 562 560 966 960 200

1.5 562 560 966 960 200

붙 임 #1

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448

□ 높이별/풍하중별 공사비 비교

방음벽높이

풍하중(KN/m2)

0.7 0.9 1.2 1.5 2.0 2.5

5.0m

비교1안 887,427 896,437 910,668 910,668 954,252 987,252

비교2안 715,585 722,008 722,008 722,008 740,246 740,246

6.0m

비교1안 910,668 954,252 954,252 954,252 954,252 1,150,118

비교2안 722,859 740,247 740,247 740,247 740,247 863,568

7.0m

비교1안 1,056,312 1,056,312 1,056,312 1,139,448 1,194,188 1,194,188

비교2안 842,307 842,307 842,307 863,568 863,568 863,568

8.0m

비교1안 1,089,312 1,183,448 1,183,448 1,194,188 1,614,338 1,734,414

비교2안 842,307 863,569 863,569 863,569 1,283,718 1,304,130

붙 임 #2

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449

□ 방음벽 지주제원

방음벽

높이

(m)

풍하중

(kN/m²)

파일기초

지 주

간 격

방 음 벽

지 주

간 격

제 원

근입깊이

(m)

제 원

지주길이

(m)

1.0

0.7 250*250*8*12 3.0 2.0m 125*125*6.5*9 2.0 4.0m

0.9 250*250*8*12 3.0 2.0m 125*125*6.5*9 2.0 4.0m

1.2 250*250*8*12 3.0 2.0m 125*125*6.5*9 2.0 4.0m

1.5 250*250*8*12 3.0 2.0m 125*125*6.5*9 2.0 4.0m

2.0

0.7 250*250*8*12 4.0 2.0m 125*125*6.5*9 3.0 4.0m

0.9 250*250*8*12 4.0 2.0m 125*125*6.5*9 3.0 4.0m

1.2 250*250*8*12 4.0 2.0m 125*125*6.5*9 3.0 4.0m

1.5 250*250*8*12 4.0 2.0m 125*125*6.5*9 3.0 4.0m

3.0

0.7 250*250*8*12 4.0 2.0m 125*125*6.5*9 4.0 4.0m

0.9 250*250*8*12 4.0 2.0m 125*125*6.5*9 4.0 4.0m

1.2 250*250*8*12 4.0 2.0m 125*125*6.5*9 4.0 4.0m

1.5 250*250*8*12 4.0 2.0m 125*125*6.5*9 4.0 2.0m

4.0

0.7 250*250*8*12 4.0 2.0m 125*125*6.5*9 5.0 4.0m

0.9 250*250*8*12 4.0 2.0m 125*125*6.5*9 5.0 2.0m

1.2 250*250*8*12 4.0 2.0m 125*125*6.5*9 5.0 2.0m

1.5 250*250*8*12 4.0 2.0m 150*150*6*9 5.0 2.0m

5.0

0.7 250*250*8*12 5.0 2.0m 125*125*6.5*9 6.0 2.0m

0.9 250*250*8*12 5.0 2.0m 200*150*6*9 6.0 2.0m

1.2 250*250*8*12 5.0 2.0m 200*150*6*9 6.0 2.0m

1.5 250*250*8*12 5.0 2.0m 200*150*6*9 6.0 2.0m

6.0

0.7 250*250*8*12 5.0 2.0m 150*150*6*9 7.0 2.0m

0.9 250*250*8*12 5.0 2.0m 200*200*8*12 7.0 2.0m

1.2 250*250*8*12 5.0 2.0m 200*200*8*12 7.0 2.0m

1.5 250*250*8*12 5.0 2.0m 200*200*8*12 7.0 2.0m

7.0

0.7 300*300*10*15 5.0 2.0m 200*200*8*12 8.0 2.0m

0.9 300*300*10*15 5.0 2.0m 200*200*8*12 8.0 2.0m

1.2 300*300*10*15 5.0 2.0m 200*200*8*12 8.0 2.0m

1.5 300*300*10*15 5.0 2.0m 200*200*8*12 8.0 2.0m

8.0

0.7 300*300*10*15 5.0 2.0m 200*200*8*12 9.0 2.0m

0.9 300*300*10*15 5.0 2.0m 250*250*9*14 9.0 2.0m

1.2 300*300*10*15 5.0 2.0m 250*250*9*14 9.0 2.0m

1.5 300*300*10*15 5.0 2.0m 250*250*9*14 9.0 2.0m

붙 임 #3

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450

□ 중앙분리대 접속처리 방안

o 운전자가 전방의 도로상황을 인지하고 선형을 이동하는 인지반응 시간은

일반적으로 2.5초 정도임

[도로의 구조․시설기준에 관한 규칙 해설 및 지침]

o 인지반응시간을 감안한 주행거리(V= 100km/h 인 경우)

L=



×  초= 



× =69.4 ≒ 70m

o 인지반응시간동안 주행거리를 고려 최소 접속설치율 규정. 즉 횡방향으로

1m 이동에 필요한 최소 종방향 이동거리는 인지반응시간 동안의 주행거리로 함

직선구간 곡선구간

변 이 구 간

C L

중분대

변이구간

B B'

CL

B B '

변 이 구 간

C L

중분대

변이구간

B B'

CL

B B '

o 접속설치율 : 폭의 변화량이 일정하게 되는 비율

접속설치율 =

B´ - B

변이구간

o 곡선구간 접속설치(직선구간도 개념 동일)

중분대

CL

y1 y2 y3 y4

변이구간

변화폭

x1

x 2

x3

x4

B B'

B

x1 : y1 = x2 : y2 = x3 : y3 = x4 : y4

접속설치율=

B´-B

=

y1

=

y2

=

y3

=

y4

변이구간 x1 x2 x3 x4

o 설계속도별 최소 접속설치율

설계속도(km/h) 120 100 80 60 50

접속

설치율

계산값 1/83.3 1/69.4 1/55.6 1/41.7 1/34.7

적용값 1/85 1/70 1/60 1/45 1/35

붙 임 #3

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451

o 설계속도별 편측확장폭을 고려한 길이

- 3.0m ⟶ 3.2m(편측확장량 : 0.1m)

설계속도(km/h) 120 100 80 60 50

길이

계산값(m) 8.50 7.00 6.00 4.50 3.50

적용값(m) 10.00 10.00 10.00 5.00 5.00

- 3.0m ⟶ 3.3m(편측확장량 : 0.15m)

설계속도(km/h) 120 100 80 60 50

길이

계산값(m) 12.75 10.50 9.00 6.75 5.25

적용값(m) 15.00 15.00 10.00 10.00 10.00

- 3.0m ⟶ 3.4m(편측확장량 : 0.2m)

설계속도(km/h) 120 100 80 60 50

길이

계산값(m) 17.00 14.00 12.00 9.00 7.00

적용값(m) 20.00 15.00 15.00 10.00 10.00

o 설계속도별 중앙분리대 높이를 고려한 길이

- 1.27m ⟶ 1.0m

설계속도(km/h) 120 100 80 60 50

길이

계산값(m) 22.95 18.90 16.20 12.15 9.45

적용값(m) 10~20 10~15 10~15 5~10 5~10

- 높이에 따른 접속설치 길이는 편측확장량을 고려한 접속길이를 기준으로

설치함.

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□ 공사비 산출근거 및 도면 (H=8m, 1.5kN/㎡)

붙 임 #5

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