• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2023년 정기학술대회 논문집
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• pp.139-140
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• 2023

기계·기구, 설비 등(이하 "기계설비")의 주요 위험장소에는 작업자를 통제, 격리하기 위해 방호가드를 고정·설치하는 등 안전사고에 대비하고 있다. 다만 방호가드가 개폐가 용이한 구조일 경우 기계설비 등의 작동 중 작업자 임의 개방에 의한 사고위험에 그대로 노출될 우려가 있어 개폐가 가능한 구조의 방호가드에는 기계설비 가동조건과 연동회로가 구성된 인터록장치를 설치하여 안전사고에 대비하는 것이 일반적이다. 다만 인터록장치는 대부분 기계설비의 가동조건과 하드와이어드(hard-wired)로 결선된 단순 구조가 아닌 PLC(Programmable Logic Controller), 터치판넬, 통신장치 등과 다양하게 다소 복잡한 구조로 설치되어 있고, 인터록장치에 사용되는 센서도 구조, 기능, 사용처 등에 따라 매우 다양화되어 방호도어에 설치되는 안전센서의 사양 선정이 잘 못되거나 설치 후 관리가 미흡할 경우 오작동, 기능해지 등으로 인해 또 다른 사고위험에 그대로 노출될 우려가 있다. 따라서 방호가드에 설치된 인터록장치의 기능해지, 관리소홀 등으로 인해 발생한 사고사례, 아차사고 등을 통해 인터록장치 성능 유지관리를 위한 기술적 사항에 대한 기준을 마련할 필요가 있다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.9-17
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• 2011

국내 지침에 의하면 성능기준에 적합한 노측용 방호울타리만이 도로 현장에 설치될 수 있다. 그러나 공용중인 고속도로 노측의 상당 구간에는 지침 개정 이전에 설치된 성능이 미흡한 기존 구형 가드레일이 설치되어 있어서 고속도로 운전자의 안전을 위협하고 있다. 구형 가드레일은 전국의 고속도로에 약 2,777km가 설치되어 있으며 일률적으로 동시에 모든 구간의 가드레일을 교체하기란 예산상 어려움이 많아 최소한의 보강을 통해 국내 지침에 만족스럽게 보강개선된 가드레일을 개발하는 것이 본 연구의 목적이다. 본 연구에서는 LS-DYNA 3D를 이용한 충돌시뮬레이션과 실물차량 충돌시험을 통해 철재 노측용 가드레일 보강방안(SB1, 3, 5등급)을 개발하였고 개발된 가드레일 보강개선방안은 차량의 충돌 및 이탈사고의 심각성을 감소시켜 도로의 안전도를 개선, 향상시킬뿐만 아니라 많은 예산절감을 기대할 수 있다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.13-20
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• 2010

실물 충돌 실험을 실시하지 않고 하는 안전구조물의 성능 평가는 컴퓨터 해석에 의한 검토가 불가피하다. 그러나 이러한 컴퓨터 시뮬레이션의 정확도를 높이기 위해서는 연성방호구조물의 차량-가드레일시스템-지반의 상호작용을 고려한 특정 입력변수의 올바른 결정이 중요하게 된다. 본 연구에서는 가아드레일로 대표되는 연성방호구조물의 동적 퍼포먼스를 컴퓨터 시뮬레이션으로 측정하되, 시뮬레이션의 정확도를 높이기 위한 방안을 도출하기위하여 구조물 차량의 충돌 해석에 유용성 이 입증된 Barrier VII 프로그램을 이용하여 입력변수에 대한 출력변수의 변화 양상을 분석함으로써 안전성검토에 있어서 중요한 입력변수를 도출하고 정확한 입력변수를 결정하기 위한 방안을 제시하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.279-285
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• 2016

차량방호울타리는 교통사고 발생 시 마지막 안전장치이다. 차량방호울타리의 구조적 성능이 기대 수준 이상으로 유지가 되어야지만 운전자 혹은 차량 탑승자의 생명을 보호해 줄 수 있게 된다. 단부처리시설은 방호울타리의 끝단에 설치되며 차량 충돌 시 가드레일이 차량에 관통하는 현상을 방지함과 동시에 충격을 흡수하는 형태의 시설물이다. 이러한 차량방호울타리의 개발을 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 반복해석을 수행함으로서 다양한 변수에 적절히 대응하는 방호울타리를 개발할 수 있을 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권11호
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• pp.25-36
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• 2019

차량이 도로를 이탈하여 성토부로 추락하는 것을 방지하기 위해 설치되는 연성 차량방호울타리는 사면부 시작점 근처에 도로방향으로 일렬로 근입된 무리말뚝과 무리말뚝 위에 부착되는 가드레일로 구성되어 있다. 차량방호울타리에 차량 충돌 시, 충돌에너지의 일부는 가드레일의 변형에 의해 흡수되며, 나머지 에너지는 가드레일을 지지하는 말뚝과 지반의 상호작용으로 저항하게 된다. 본 논문에서는 충격하중에 대한 말뚝과 지반의 상호작용을 원심모형실험을 수행하여 분석하였다. 풍화토로 다져진 경사지반에 설치된 단말뚝의 충격하중에 대한 극한지지력 및 거동특성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 말뚝에 충격하중을 모사할 수 있는 하중재하시스템을 설계 및 구축하였다. 구축된 원심모형실험체 및 하중재하시스템을 이용하여 하중 및 지반조건에 대한 매개변수연구를 수행하였다. 최종적으로, 말뚝의 하중재하점에서 나타나는 하중-변위 곡선을 계측하여 충격극한지지력을 분석하였다. 또한, 휨모멘트 분포도로부터 산정된 지반반력 분포도를 도출하였고, 선행 연구결과와 비교하여 차량 방호울타리 지지말뚝의 지지거동을 분석하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.67-74
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• 2014

최근 산업의 발달로 증가하는 도로와 이를 이용하는 차량의 증가로 인한 교통사고가 지속적으로 증가하고 있다. 교통사고는 운전자과실, 차량결함, 주행도로상태, 자연환경 등의 다양한 불안정 인자들로 인하여 발생한다. 방호울타리의 한 종류인 가드레일은 교통사고 및 이탈을 방지하여 탑승자의 상해와 차량의 파손을 최소로 줄여 차량을 정상주행 시키는 것을 목적으로 한다. 가드레일은 8 tonf 차량이 $15^{\circ}$로 80 km/h의 속도로 가드레일에 충돌하는 시험으로 가드레일의 안정성을 평가하며, 지반은 상대적으로 지지력이 큰 무한평지에서 평가된다. 하지만 국내의 경우 성토사면에 설치된 가드레일은 보호길어깨에 설치되며, 이로 인해 가드레일의 지지력 저하 및 성능저하로 가드레일의 안정성에 문제가 발생할 가능성이 있다. 이러한 가드레일에 대한 기존 연구는 무한평지에 설치된 가드레일 및 차량의 안정성에 대한 연구가 수행되었다. 하지만 차량 충돌 시 가드레일이 설치된 성토사면의 거동에 대한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 차량 충돌 시 성토사면의 거동을 확인하기 위해 유한요소프로그램인 LS-DYNA를 이용하여 성토사면에 설치된 가드레일의 지주 매입깊이를 변화시켜 수치해석을 수행하였다. 그리고 수치해석은 NCAN(National Crash Analysis Center)에서 제공하는 8 tonf 트럭을 이용하여 성토사면에서 가드레일 지주의 매입깊이를 변화시키면서 충돌 해석을 수행하였다. 그 결과, 가드레일 지주의 매입깊이가 증가함에 따라 성토사면의 변위와 응력이 증가하는 것으로 나타났으며, 450 mm 깊이에서 지반지지력이 저하되는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.499-506
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• 2011

본 연구에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 복합소재 교량용 방호울타리의 성능을 분석하였다. 복합소재 방호울타리는 SB4등급을 선정하였다. 복합소재의 적층을 고려하기 위해 LS-DYNA에서 제공하는 재료모델 MAT58을 사용하였다. 복합소재는 섬유와 수지의 종류 및 섬유의 방향에 따라 성능이 상이하다. 수지는 폴리우레탄, 섬유는 유리섬유를 사용하였다. 본 논문에서는 섬유의 방향성이 다른 3가지 적층 설계안에 대해서 충돌 시뮬레이션을 수행하여 성능을 비교 평가하였다. 실차충돌 실무 업무편람에 따라 구조적 강도성능, 탑승자 보호성능, 충돌 후 차량의 거동, 가드레일의 비산에 대한 성능 평가를 실시하였다. 그 결과 적층 설계의 횡 방향 섬유의 양이 많아질수록 충돌 시뮬레이션에서 더 좋은 성능을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.604-613
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• 2018

전 세계적으로 철도의 노후화 및 고속화 등으로 인한 열차탈선사고가 증가하고 있으며, 그로인한 인적 물적 피해가 증가하고 있는 실정이다. 특히 철도교량의 경우에는 가드레일 또는 방호벽 등을 설치하고 있으나, 이는 탈선열차차량(train body level)이 방호벽과 충돌함으로써 열차의 탈선운동을 억제하여 정지시키는데 목적이 있다. 이와 같은 차량에 의한 탈선방호는 인명피해 위험성 및 2차 피해발생 가능성이 높다. 그러므로 본 연구에서는 주행레일 사이에 일탈방호시설물(DCP, Derailment Containment Provision)을 설치하여, 차륜 또는 차축(wheel/bogie level)에서 탈선열차를 방호할 수 있는 시설물을 개발하였다. 또한, 기존 철도교량의 일탈방호성능을 확보할 수 있도록 DCP의 급속시공이 가능하도록 설계하였으며, 방호벽에 작용하는 충돌하중과 급곡선부에서의 관성력을 감소시킴으로써 일탈된 열차가 교량 밖으로의 전도 낙하방지 및 반대편 선로의 침입하는 것을 최소화 하고자 하였다. 본 논문에서는 LS-Dyna을 이용하여, 설계한 DCP의 열차 충돌위치 및 콘크리트 궤도 접합조건에 따른 거동에 대하여 해석적으로 변수연구를 수행하였다. 특히 접합조건은 접합재료의 물성치에 따라 끊어짐을 모사하는 Tiebreak contact과 완전 부착되었다고 가정하는 Perfect bond contact으로 나눠 해석적으로 검토하였다. DCP의 변위, 앵커 및 콘크리트의 응력, 변형률을 확인한 결과 Tiebreak contact이 실제 충돌하중에 대한 거동을 보다 유사하게 모사하는 것으로 판단하였다. 또한, 충돌위치에 따른 변위는 접합구간에서 가장 큰 변형이 발생하였으며, DCP 블록의 중앙에 충돌이 가해질 경우, 충돌하중이 가해지는 DCP 배면에서 휨 파괴가 발생하였다. 본 연구에서 수행한 충돌해석은 실제 충돌실험의 어려움에 의해 사전적으로 해석을 수행하였으며, 이를 바탕으로 DCP 앵커 설계변경은 필요할 것으로 판단된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.235-245
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• 2008

본 연구에서는 도로의 증가와 더불어 급속히 증가하고 있는 터널에서 차량이 터널에 진입할 때의 속도편차를 분석하여 터널입구부의 안전성을 증진할 수 있는 방안에 대하여 연구하였다. 터널의 존재는 운전자에게 그 자체만으로서 단순한 오르막 경사보다 더 큰 속도 감소를 유발하며, 터널 입구부에서 발생하는 차량 충돌사고는 다른 도로구간에서 발생하는 사고와 비교해 볼 때 피해가 더 크다. 따라서 사고로 인한 피해를 경감시키기 위해 터널 입구부에 PE방호벽이나 가드레일 등의 안전시설을 설치하고 있지만, 운전자에게 이것은 또 다른 장애물로 인식될 수 있다. 터널 입구부에 설치되어 있는 안전시설물의 형태는 크게 PE방호벽, 가드레일, PE 드럼 등이 있으나, 본 연구에서는 고속도로터널 입구에 일반적으로 가장 많이 설치되어 있는PE방호벽과 운전자에게 장애물로 인식될 수 있는 이러한 안전시설물이 설치되어 있지 않은 경우로 크게 구분하였다. 또한 터널 내부로 진입 할 때 갓길을 포함 우측방여유폭의 차이가 큰 경우와 작은 경우로 구분하였다. 4가지 형태의 터널 입구부에서의 차량속도와 일반도로구간에서의 YDS(차량검지체계)로 수집된 속도의 차이를 분석에 사용하였다. 통계적 검증을 통하여 안전시설물 설치 형태와 우측방여유폭의 차이에 따른 각 Case별 유의성을 검토하여 터널 입구부 안전성 증진을 위한 대안을 제시하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권3호
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• pp.399-407
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• 2022

도로안전시설 설치 및 관리 지침 차량방호 안전시설 편에서 충격흡수시설은 실물충돌시험을 통해 성능 기준을 만족하는 제품만을 현장에 설치하도록 하고 있다. 그러나 기존의 설치된 충격흡수시설의 경우 설치 환경에 따라 방호해야할 구조물과의 폭 차이로 인하여 방호성능을 발휘하지 못하는 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 환경에 적용하기 위하여 높이 150 mm의 W형 가드레일을 200 mm 간격으로 4단 배치하는 충격흡수시설을 LS-DYNA 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 개발하고 실물충돌시험을 통하여 성능 기준을 검증하였다. 시뮬레이션을 통해 개발한 충격흡수시설이 CC2등급의 성능 기준을 만족한다는 것을 실물충돌시험으로 확인하였고 시뮬레이션 결과와 실물충돌시험 결과를 비교 분석하여 충돌 시뮬레이션의 결과가 유의미하다는 것을 확인하였다.