KR100699808B1 - 터널용 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트인 곳(11)을 구비함과 아울러, 내부를 통해 차량(1)이 통행하도록 구성된 터널(10)에 설치된 터널용 구조물에 관한 것으로서, 터널(10) 내부에 발생하는 오염물(2)의 유로를 형성함으로써, 트인 곳(11)을 통한 오염물(2)의 배출을 촉진하도록, 터널(10)의 내면으로부터 중앙부를 향하여 돌출형성된 오염물 유로 형성수단(100)이 구비된 구조를 제시함으로써, 터널 내부의 오염물을 효율적으로 외부로 배출할 수 있도록 한다.

터널, 오염

Description

터널용 구조물{STRUCTURE FOR TUNNEL}

도 1은 종래의 터널의 트인 곳 부분을 도시한 사시도.

도 2는 차량의 통행에 의한 와류현상을 설명하기 위한 모식도.

도 3은 터널 내부에 형성된 가상의 좌표축을 설명하기 위한 모식도.

도 4 내지 도 5는 본 발명에 의한 터널용 구조물의 실시예를 도시한 것으로서,

도 4는 제1실시예의 사시도.

도 5는 제2실시예의 사시도.

도 6은 제3실시예의 정면도.

도 7은 제4실시예의 정면도.

도 8은 제5실시예의 평면도.

도 9는 제6실시예의 측단면도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1 : 차량 2 : 오염물

10 : 터널 11 : 트인 곳

12 : 도로 100 : 오염물 유로 형성수단

본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는, 터널에 적용되는 구조물에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 입출구용 트인 곳(開口)(11)을 구비함과 아울러, 내부를 통해 차량(1)이 통행하도록 구성된 터널(10) 내부에는, 차량(1)의 출입에 따라 터널(10) 외부로부터 유입된 오염물, 차량(1)의 타이어의 마모에 의해 발생한 분진, 우천시 강우의 유입에 따라 축적된 오염물 등의 다양한 오염물이 존재하게 된다.

이러한 오염물(2)은 터널(10)의 저면을 형성하는 도로(12) 상면에 침적해 있다가, 도 2에 도시된 바와 같은 터널(10) 내부의 차량(1) 통행시, 차량(1)의 후방에 발생하는 와류 현상 등에 의해 떠올라 터널(10) 내부를 떠다니게 되는 것이 일반적이다.

이와 같은 터널(10) 내부의 오염물(2)을 외부로 배출하기 위하여 별도의 환기장치를 설치하는 것은 그 설치를 위해 소요되는 비용에 비해 효용성이 매우 낮기 때문에, 거의 실시되고 있지 않은 것이 현실이다.

따라서, 터널(10) 내부의 오염물(2)을 외부로 배출하기 위한 수단으로서 현재 적용되고 있는 것은, 차량(1)의 통행에 의해 발생하는 공기의 유동에 의한 운동에너지가 사실상 유일하다고 할 수 있다.

그런데, 차량(1)의 통행에 의해 발생하는 운동에너지는 도 2에 도시된 바와 같은 와류현상을 필연적으로 수반하므로, 이에 의해 터널(10) 내부의 오염물(2)이 효과적으로 배출되지 못한다는 점에서 근본적인 문제점으로 지적되고 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 터널(10) 내부의 공간에 좌표축이 설정되었다고 가정하는 경우, 오염물(2)이 터널(10) 외부로 배출되기 위해서는 x축 방향을 따라서 차량(1)의 통행에 의한 운동에너지가 집중되어야 할 것인데, 상기 와류현상에 의해 운동에너지가 y축 방향 및 z축 방향 측으로도 분산되므로, 오염물(2)의 배출을 위한 운동에너지의 집중이 이루어지지 않는다는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 터널 내부의 오염물을 효율적으로 외부로 배출할 수 있도록 하는 터널용 구조물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 트인 곳을 구비함과 아울러, 내부를 통해 차량이 통행하도록 구성된 터널에 설치된 터널용 구조물에 있어서, 상기 터널 내부에 발생하는 오염물의 유로를 형성함으로써, 상기 트인 곳을 통한 상기 오염물의 배출을 촉진하도록, 상기 터널의 내면으로부터 중앙부를 향하여 돌출형성된 오염물 유로 형성수단이 구비된 것을 특징으로 하는 터널용 구조물을 제시한다.

상기 터널용 구조물은 상기 트인 곳이 양단에 형성된 것이 바람직하다.

상기 터널 내부의 저면에는 상기 차량의 통행을 위한 도로가 형성되고, 상기 오염물 유로 형성수단은 상기 도로 이외의 부분에 형성된 것이 바람직하다.

상기 오염물 유로 형성수단은 판형 구조인 것이 바람직하다.

상기 오염물 유로 형성수단은 상기 터널의 길이방향을 따라 형성된 것이 바람직하다.

상기 오염물 유로 형성수단은 비연속적으로 복수가 설치된 구조를 취할 수 있다.

상기 오염물 유로 형성수단은 상기 터널 내부의 상측 중심에 형성된 구조를 취할 수 있다.

상기 오염물 유로 형성수단은 상기 터널의 길이방향에 직각인 단면을 기준으로 복수가 형성된 구조를 취할 수 있다.

상기 오염물 유로 형성수단은 상기 터널의 길이방향에 직각인 단면을 기준으로 방사대칭구조로서 형성된 것이 바람직하다.

상기 오염물 유로 형성수단은 전체적으로 나선형 구조의 유로가 형성되도록, 상기 터널의 평면을 기준으로 사선 구조로서 설치된 것이 바람직하다.

상기 오염물 유로 형성수단은 상기 트인 곳에서 이격된 위치로부터 형성된 것이 바람직하다.

상기 오염물 유로 형성수단은 상기 트인 곳의 인접부위가 외측으로부터 내측을 향하여 경사진 구조로써 형성된 것이 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 4 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명은 트인 곳(11)을 구비함과 아울러, 내부를 통해 차량(1)이 통행하도록 구성된 터널(10)에 설치된 터널용 구조물에 관한 것으로서, 터널(10) 내부에 발생하는 오염물(2)의 유로를 형성함으로써, 트인 곳(11)을 통한 상기 오염물(2)의 배출을 촉진하도록, 터널(10)의 내면으로부터 중앙부를 향하여 돌출형성된 오염물 유로 형성수단(100)이 구비된 것을 특징으로 한다.

여기서, 오염물 유로 형성수단(100)은 기본적으로, 터널(10)의 내면으로부터 중앙부를 향하여 돌출형성된 구조를 취함으로써, 도 3의 좌표축을 기준으로, x축 이외의 방향(y축 방향 또는 z축 방향)의 공기 유동을 방해하는 역할을 수행한다.

이러한 구조를 취하는 경우, 상기 오염물 유로 형성수단(100)에 의한 공기 유동 방해작용의 반사효과로서 차량(1)의 통행에 의한 운동에너지가 x축 방향의 공기 유동을 위한 에너지로서 집중되므로, 터널(10) 내부 오염물(2)의 배출이 효율적으로 이루어질 수 있는 것이다.

또한, 별도의 환기장치 등을 설치하지 않고, 후술하는 바와 같은 단순한 구조의 오염물 유로 형성수단(100)을 터널(10) 내면에 장착하기만 하면 되는 것이므로, 비용 대비 효용성 측면에서 보면 더욱 효과가 탁월한 것으로 평가될 수 있다.

기본적으로 본 발명은 트인 곳(11)이 양단에 형성된 일반적인 구조의 터널(10)을 전제로 하는 것이나, 공사 중인 터널과 같이 트인 곳(11)이 하나인 경우라도 적용될 수 있으며, 정도의 차이는 있을지라도 그 기본적인 효과는 동일하다고 할 수 있다.

터널(10) 내부의 저면에는 차량(1)의 통행을 위한 도로(12)가 형성되므로, 오염물 유로 형성수단(100)은 도로(12) 이외의 부분으로서, 차량(1)의 통행에 방해가 되지 않는 범위에서 설치되는 것이 바람직하다.

이하, 오염물 유로 형성수단(100)의 구조에 관한 실시예에 대하여 설명한다.

오염물 유로 형성수단(100)은 상술한 바와 같이, 터널(10) 내부에서 오염물의 길이방향 흐름을 유도하기 위한 구조이면 어느 것이나 관계없으나, 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같은 판형 구조를 취하는 경우, 그 차지하는 공간에 비해 오염물 유로를 형성하는 공간의 비율이 높으므로 효율적이라는 장점을 갖는다.

이와 같은 판형 구조의 오염물 유로 형성수단(100)은 그 구조상 터널(10)의 길이방향을 따라 형성되는 경우, 상기와 같은 장점이 더욱 부각될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 소정 규격의 판을 연달아 설치함으로써 연속적인 구조의 오염물 유로 형성수단(100)을 형성할 수 있다.

다만, 터널(10)의 길이가 길거나, 자재의 비용 절감의 필요성이 제기되는 경우에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 판형 구조의 오염물 유로 형성수단(100)을 상호 소정 이격되도록 설치하는 방식에 의해, 비연속적인 구조를 채택할 수도 있다.

상기와 같은 구조의 오염물 유로 형성수단(100)에 의해 형성되는 오염물의 유로는, 터널(10)의 내부 영역 중 오염물 유로 형성수단(100)에 의해 구획되는 양측 영역이라 할 수 있는데, 그 양측 영역을 통해 배출되는 오염물(2) 사이의 간섭 등 불필요한 에너지의 발생을 최소화하기 위해서는, 오염물 유로 형성수단(100)에 의해 구획되는 양측 영역의 크기가 동일하도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 기본적으로 하나의 오염물 유로 형성수단(100)을 형성하는 경우에 는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 터널(10) 내부의 상측 중심에 형성된 구조를 취함으로써, 이를 중심으로 터널(10) 내부가 동일한 크기의 양측 영역으로 구획되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 터널(10) 내부의 벽면을 타고 상측으로 이동하는 와류는 터널(10) 내부의 상측 중심에서 충돌하여 상호 운동에너지가 상쇄된다는 문제점이 있었는데, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 오염물 유로 형성수단(100)이 설치된 구조를 취하는 경우, 그 오염물 유로 형성수단(100)이 이와 같은 양측 와류의 만남을 저지하는 역할을 담당하므로, 와류의 운동에너지가 소멸되지 않고 오염물의 배출을 위하여 사용되도록 한다는 효과를 추가로 얻을 수 있다.

터널(10) 내부의 도로(12)는 일방향 통행 또는 양방향 통행을 위하여 사용될 수 있는데, 특히 후자의 경우 상기와 같은 와류의 충돌 및 이에 따른 터널(10) 내부 공기의 정체가 더욱 문제시되어 왔다.

따라서, 본 발명에 의한 오염물 유로 형성수단(100)은 일방향 통행의 경우뿐만 아니라, 양방향 통행의 경우 더욱 큰 효용성을 발휘한다고 할 수 있다.

나아가, 도 7에 도시된 바와 같이, 오염물 유로 형성수단(100)은 터널(10)의 길이방향에 직각인 단면을 기준으로 복수가 형성된 구조를 취하는 경우, 그에 상응하여 오염물의 유로의 수도 증대되므로, 오염물의 배출 효율을 보다 증대시킬 수 있다는 장점을 갖는다.

이 경우에도, 오염물 유로 형성수단(100)에 의해 구획되는 영역들 상호간의 크기가 동일하도록 하는 것이 효율적이고, 이를 위해서는 터널(10)의 길이방향에 직각인 단면을 기준으로 오염물 유로 형성수단(100)이 방사대칭구조로서 형성된 구조를 취하는 것이 바람직하다.

도 8에 도시된 바와 같이, 오염물 유로 형성수단(100)이 터널(10)의 평면을 기준으로 사선 구조로서 설치됨으로써, 전체적으로 나선형 구조의 유로가 형성되도록 할 수도 있다.

이러한 구조는 차량(1)의 통행에 의해 형성된 와류의 흐름 특성을 반영하여 그 운동에너지가 비교적 장시간에 걸쳐 유지되도록 한 것으로서, 오염물의 배출을 위하여 와류의 운동에너지를 보다 효율적으로 활용할 수 있다는 장점을 가지며, 특히 일방향 통행의 터널(10)의 경우 적합하다.

오염물 유로 형성수단(100)에 의해 형성된 오염물의 유로를 통해 이동한 오염물은 터널(10)의 트인 곳(11)에 이르러 확산현상에 의해 외부로 배출되는데, 이와 같은 확산현상이 보다 원활하게 일어나도록 하기 위해서는, 도 9에 도시된 바와 같이 오염물 유로 형성수단(100)이 트인 곳(11)에서 이격된 위치로부터 터널(10)의 내측을 향하여 형성된 구조를 취하는 것이 바람직하다.

또한, 이와 동일한 이유로 인하여, 오염물 유로 형성수단(100)은 트인 곳(11)의 인접부위가 외측으로부터 내측을 향하여 경사진 구조로써 형성된 구조를 취하는 것이 더욱 바람직하다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

본 발명은 터널 내부의 오염물을 효율적으로 외부로 배출할 수 있도록 하는 터널용 구조물을 제공한다.

Claims (12)

1. 트인 곳(11)을 구비함과 아울러, 내부를 통해 차량(1)이 통행하도록 구성된 터널(10)에 설치된 터널용 구조물에 있어서,

   상기 터널(10) 내부에 발생하는 오염물(2)의 유로를 형성함으로써, 상기 트인 곳(11)을 통한 상기 오염물(2)의 배출을 촉진하도록, 상기 터널(10)의 내면으로부터 중앙부를 향하여 돌출형성된 오염물 유로 형성수단(100)이 구비되고,

   상기 오염물 유로 형성수단(100)은

   상기 터널(10)의 길이방향을 따라 형성되며,

   비연속적으로 복수가 설치된 것을 특징으로 하는 터널용 구조물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 트인 곳(11)이 양단에 형성된 것을 특징으로 하는 터널용 구조물.
3. 제1항에 있어서,

   상기 터널(10) 내부의 저면에는 상기 차량(1)의 통행을 위한 도로(12)가 형성되고, 상기 오염물 유로 형성수단(100)은 상기 도로(12) 이외의 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 터널용 구조물.
4. 제1항에 있어서,

   상기 오염물 유로 형성수단(100)은

   판형 구조인 것을 특징으로 하는 터널용 구조물.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,

   상기 오염물 유로 형성수단(100)은

   상기 터널(10) 내부의 상측 중심에 형성된 것을 특징으로 하는 터널용 구조물.
8. 삭제
9. 트인 곳(11)을 구비함과 아울러, 내부를 통해 차량(1)이 통행하도록 구성된 터널(10)에 설치된 터널용 구조물에 있어서,

   상기 터널(10) 내부에 발생하는 오염물(2)의 유로를 형성함으로써, 상기 트인 곳(11)을 통한 상기 오염물(2)의 배출을 촉진하도록, 상기 터널(10)의 내면으로부터 중앙부를 향하여 돌출형성된 오염물 유로 형성수단(100)이 구비되고,

   상기 오염물 유로 형성수단(100)은

   상기 터널(10)의 길이방향을 따라 형성되며,

   상기 터널(10)의 길이방향에 직각인 단면을 기준으로 복수가 형성되고,

   상기 터널(10)의 길이방향에 직각인 단면을 기준으로 방사대칭구조로서 형성된 것을 특징으로 하는 터널용 구조물.
10. 제1항에 있어서,

    상기 오염물 유로 형성수단(100)은

    전체적으로 나선형 구조의 유로가 형성되도록, 상기 터널(10)의 평면을 기준으로 사선 구조로서 설치된 것을 특징으로 하는 터널용 구조물.
11. 제1항에 있어서,

    상기 오염물 유로 형성수단(100)은

    상기 트인 곳(11)에서 이격된 위치로부터 형성된 것을 특징으로 하는 터널용 구조물.
12. 제1항에 있어서,

    상기 오염물 유로 형성수단(100)은

    상기 트인 곳(11)의 인접부위가 외측으로부터 내측을 향하여 경사진 구조로써 형성된 것을 특징으로 하는 터널용 구조물.

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