KR101051974B1 - Vibration isolation device using wasted tire - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 진동제어기술에 관한 것으로서, 지반을 통하여 전파되는 진동을 차단 혹은 감소시키는 지반진동차단장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
최근 대도시에 지하철망이 확충되고 있고, 고속전철 노선이 전국적으로 확대되고 있다. 지하철과 고속철도와 같은 철도교통수단은 차량이 주행할 때 아주 높은 수준의 진동이 발생하고, 이렇게 발생한 진동이 지반을 통하여 철도 주변의 건물에 전파되어 심각한 진동공해를 유발한다.In recent years, metro networks have been expanding in large cities, and high-speed rail lines are expanding nationwide. Railway vehicles such as subways and high-speed railways generate a very high level of vibration when the vehicle travels, and these vibrations propagate through the ground to buildings around the railway, causing severe vibration pollution.
또한 도심에서 대규모 건축물들이 많이 건축되고 있는데, 건축을 위하여 지반을 굴착하거나 항타작업을 할 때 또한 아주 높은 수준의 진동이 발생하고, 공사장 주변의 건물로 전파되어 진동공해를 유발한다.In addition, many large-scale buildings are being built in the city. When excavating or navigating the ground for construction, a very high level of vibration also occurs, and propagates to buildings around the construction site, causing vibration pollution.
상기와 같이 지반을 통하여 전파되는 진동(이하 "지반진동"라 칭함.)을 차단하기 위하여 진동이 발생하는 공사장의 부지경계선 또는 보호하고자 하는 건물 주변의 지반을 절개하여 깊은 트렌치(Trench)를 파고, 그 내부에 모래 등 진동의 차단에 유효한 재료를 충진하는 방법으로 지반진동의 전파를 차단하고 있다. 그러나 트렌치를 파서 지반진동을 차단하려면 트렌치가 아주 깊어야 하는데, 이와 같이 깊은 트렌치를 파는 작업이 용이하지 않다. 그리고 트렌치에 충진되는 진동차단 재료들은 장기간 토압을 받을 경우 압착되어 탄성을 상실하므로 진동차단성능이 저하된다.In order to block the vibration propagating through the ground (hereinafter referred to as "ground vibration") as described above, digging a deep trench by cutting the site boundary line of the construction site where the vibration occurs or the ground around the building to be protected, The propagation of ground vibration is blocked by filling a material that is effective in blocking vibration such as sand. However, in order to block the ground vibration by digging a trench, the trench must be very deep, which is not easy to dig deep trenches. In addition, the vibration blocking materials filled in the trenches are compressed and lose their elasticity when subjected to earth pressure for a long time, thereby reducing the vibration blocking performance.
최근에는 지반진동을 차단하기 위하여 보호하고자 하는 건물의 지하부분 외벽에 진동차단성능이 우수한 고무판, 발포고무판 등의 탄성 재료로 제작한 판재를 부착하는 방법이 시도되고 있으나, 고가이고 또한 시간이 경과하면 재료가 탄성을 상실하여 진동차단성능이 저하되는 문제점이 여전히 남는다. 그리고 이와 같은 탄성 재료는 그 자체로 난분해성 공해물질이 된다. Recently, in order to block the ground vibration, a method of attaching a plate made of elastic material such as a rubber plate or a foamed rubber plate having excellent vibration blocking performance to the outer wall of a basement part of a building to be protected has been attempted. There remains a problem that the material loses its elasticity and thus the vibration blocking performance is degraded. And such an elastic material itself becomes a hardly degradable pollutant.
그리고 최근에는 폐타이어를 작은 입자 상태로 절단하여 폐타이어칩을 제조하고, 이폐타이어칩을 접착제와 함께 판 형태로 성형하여 진동의 전파를 차단하는 재료로 사용하고 있다. 그러나 폐타이어 그 자체는 저렴하고 자원을 재활용한다는 점에서 많은 장점이 있으나, 상기와 같은 탄성재료 판재와 동일한 문제점이 있고, 또한 타이어의 내부에는 철심 보강재가 들어 있어서 이를 제거하는 작업이 자주 번거로워 제조원가도 높은 편이다.
Recently, waste tire chips are manufactured by cutting waste tires into small particles, and the waste tire chips are formed into a plate together with an adhesive to be used as a material to block the propagation of vibration. However, the waste tire itself has many advantages in that it is inexpensive and recycles resources, but there are the same problems as those of the elastic material sheet as described above. Also, since the tires contain iron core reinforcement, it is often cumbersome to remove them. High side.
상기와 같이 지반을 따라 전파되는 진동인 지반진동을 차단하는 것은 대단히 어려운데, 지금까지 알려진 지반진동을 차단하는데 적용해온 방법 또는 재료는 공사가 난해하고 진동차단성능이 오래 지속되지 못하고, 또한 재료가 고가인 문제점이 있다.It is very difficult to block the ground vibration, which is a vibration propagating along the ground as described above. The method or material that has been applied to block the ground vibration known until now is difficult to construct, the vibration blocking performance does not last long, and the material is expensive There is a problem that is.
따라서 지반진동을 차단하는데 효과적인 장치로서, 저렴하게 제작할 수 있고, 진동차단성능이 오래 지속되고, 또한 설치작업이 용이한 새로운 지반진동차단장치가 요구된다.
Therefore, as an effective device for blocking ground vibration, a new ground vibration blocking device that can be manufactured at low cost, has long-lasting vibration blocking performance, and is easy to install is required.
본 발명의 지반진동차단장치는 폐타이어(1)의 중앙 구멍부위에 짧은 원기둥형상의 탄성블록(2)을 삽입하여 밀봉하고, 탄성블록(2)이 결합된 타이어(1)를 고무 발포고무 등의 탄성 재료인 탄성성형체(3) 내부에 장입하여 성형한 것이다. 탄성블록(2)을 타이어(1)의 중앙 구멍부위에 삽입하여 밀봉하면, 타이어(1)와 탄성블록(2) 사이의 공간에 공기가 충진된 에어포켓(4)이 형성된다.The ground vibration blocking device of the present invention inserts and seals a short cylindrical elastic block (2) in the center hole of the waste tire (1), seals the tire (1) to which the elastic block (2) is bonded, such as rubber foam rubber It is charged and molded into the elastic molded
본 발명의 지반진동차단장치가 절개된 지반에 연속으로 삽입되어 절단층을 형성하면, 지반의 일부에서 발생한 진동이 전파되다가 이 절단층에서 지반진동차단장치가 탄성적으로 변형하면서 진동의 전파를 차단한다. 지반진동차단장치의 진동차단성능은 스프링상수가 낮을수록 높아지는데, 본 발명의 지반진동차단장치는 내부에 에어포켓(4)이 형성되어 있어서 마치 스프링상수가 아주 낮은 에어스프링과 같은 기능을 하여 진동을 높은 정도로 차단한다.When the ground vibration blocking device of the present invention is continuously inserted into the cut ground to form a cutting layer, the vibration generated in a part of the ground is propagated, and the ground vibration blocking device elastically deforms at this cutting layer to block the propagation of the vibration. do. The vibration blocking performance of the ground vibration blocking device is higher as the spring constant is lower. The ground vibration blocking device of the present invention has an air pocket (4) formed therein, which acts like an air spring with a very low spring constant. To a high degree.
상기와 같은 지반진동차단장치는 지반과 접하는 건물의 외벽에 부착하고, 절개부위에 토사를 성토하는 방식으로 시공한다.
The ground vibration blocking device as described above is attached to the outer wall of the building in contact with the ground, and is constructed in such a way that the earth and sand to the incision site.
본 발명의 지반진동차단장치는 폐기물인 폐타이어를 별도의 가공을 하지 않고 그대로 재활용하여 제작하므로, 제조원가가 저렴하고 공해 방지에 유용하다.The ground vibration blocking device of the present invention is produced by recycling waste tires as they are, without additional processing, and thus is inexpensive in manufacturing cost and useful for preventing pollution.
본 발명의 지반진동차단장치는 내부에 에어쿠션이 형성되어 있어서 지반진동 차단성능이 아주 우수하고, 장시간 사용하더라도 탄성을 상실하지 않아 진동차단성능이 오래 유지된다.The ground vibration blocking device of the present invention has an air cushion formed therein, so the ground vibration blocking performance is very excellent, and the vibration blocking performance is maintained for a long time without losing elasticity even if used for a long time.
본 발명의 지반진동차단장치는 다양한 크기로 제작할 수 있고, 또한 사각형 판형태로 제작할 수 있어서 설치작업이 아주 용이하다.The ground vibration blocking device of the present invention can be manufactured in various sizes, and also can be manufactured in the form of a square plate, which is very easy to install.
도 1은 본 발명의 지반진동차단장치의 구성도이다.
도 2는 탄성블록의 구성도이다.
도 3은 다수개의 타이어를 사용한 지반진동차단장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 지반진동차단장치를 지반에 사용한 예이다.
도 5는 본 발명의 지반진동차단장치를 건물에 사용한 예이다.
1 is a block diagram of a ground vibration blocking device of the present invention.
2 is a block diagram of an elastic block.
Figure 3 is a block diagram of a ground vibration blocking device using a plurality of tires.
Figure 4 is an example of using the ground vibration blocking device of the present invention in the ground.
5 is an example of using the ground vibration blocking device of the present invention in a building.
본 발명의 지반진동차단장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 폐타이어(1, 이하 "타이어"라 칭함))의 중앙 구멍부위에 짧은 원기둥형상의 탄성블록(2)을 삽입하여 밀봉하고, 탄성블록(2)이 결합된 타이어(1)를 고무 발포고무 등의 탄성 재료인 탄성성형체(3) 내부에 장입하여 성형한 것이다. 탄성블록(2)을 타이어(1)의 중앙 구멍부위에 삽입하여 밀봉하면, 타이어(1)와 탄성블록(2) 사이의 공간에 공기가 충진된 에어포켓(4, Air Cavity)이 형성된다.In the ground vibration blocking device of the present invention, as shown in FIG. 1, a short cylindrical
타이어(1)는 오래 사용하여 폐기한 폐타이어를 사용한다. 폐타이어 중에서 타이어 막이 파열되거나 손상되어 공기가 누설될 수 있는 구멍이 형성된 것은 사용하지 않는 것이 좋다.The
탄성블록(2)은 천연고무, 합성고무 등(이하 이를 통칭하여 "고무"라 칭함.)의 탄성 재료를 타이어(1)의 구멍높이와 동일한 높이의 원기둥 형상으로 성형하여 제작한다. 이 탄성블록(2)은 전체를 하나의 물성을 가진 블록으로 제작할 수 있으나, 도 2에 도시한 바와 같이, 물성이 서로 다른 탄성판(2-1, 2-2, 2-3) 다수 매를 적층하여 제작할 수 있다. 탄성블록(2)의 중심부에는 지반진동차단장치를 건물의 외벽에 고정할 수 있도록 고정구멍(22)을 형성하는 것이 좋다.The
탄성체을 이용한 진동차단장치의 진동차단성능은 그 탄성체의 스프링상수로 결정되고, 스프링상수는 형상(단면적과 높이)과 재료의 물성(탄성계수와 감쇄계수)에 의하여 결정된다. 탄성블록(2)을 적층구조로 제작할 경우 물성이 서로 다른 탄성판을 몇 종류로 제작하고, 이들을 서로 조합하는 방식으로 다양한 스프링상수를 가진 탄성블록(2)을 제작할 수 있다. 다수 매의 탄성판(2-1, 2-2, 2-3)을 적층하여 구성한 탄성블록은 각각의 탄성판 형태의 스프링(본 명세서에서 "스프링"은 금속코일스프링과 같은 통상의 스프링뿐만 아니라, 하중에 의하여 변형이 일어나고 하중이 제거되면 형상이 복원되는 모든 종류의 탄성체를 의미한다.)을 다수 개 직렬로 연결한 스프링이 된다.The vibration blocking performance of the vibration blocking device using the elastic body is determined by the spring constant of the elastic body, and the spring constant is determined by the shape (section area and height) and the material properties (elastic coefficient and damping coefficient). When the
통상적으로 진동차단성능은 탄성체의 스프링상수가 낮을수록 높아지는데, 탄성불록(2)의 스프링상수를 낯추기 위하여 발포고무로 제작할 경우, 타이어(1) 내부에 형성된 에어포켓(4)의 공기가 탄성블록(2) 재료의 기공으로 유실되는 것을 방지하기 위하여, 도 2에 도시한 바와 같이 탄성블록(2)의 측면에 발포하지 않은 고무로 제작한 밀봉슬리브(21)을 구비하여야 하는 것이 좋다.In general, the vibration blocking performance is increased as the spring constant of the elastic body is low, and when the foamed rubber is manufactured to reduce the spring constant of the
탄성성형체(3)는 상기 타이어(1)이 내부에 완전히 매설되도록 하는 크기로 제작되는데, 고무, 발포고무 등의 탄성체를 사용하여 제작한다. 탄성성형체(3)는 탄성체만으로 제작할 수 있으나, 도 1의 단면도에 도시한 바와 같이 상면과 하면에 보강판(31)을 구비하면 외부 하중을 타이어(1)와 탄성블록(2)에 균일하게 분산시킨다. 보강판(31)은 일정 두께의 강판 또는 합판 등 강성이 있는 판재로 제작한다.The elastic molded
탄성체(3)의 중심부에는 본 지반진동차단장치를 건물의 외벽에 고정할 수 있도록 고정구멍(32)을 형성하는 것이 좋다. 이 고정구멍(32)은 탄성블록(2)까지 관통하여 지반진동차단장치 전체를 관통하도록 형성하는 것이 좋다.It is preferable to form
상기와 같은 지반진동차단장치는 탄성성형체(3)의 내부에 타이어(1) 하나가 장입된 크기로 제작할 수도 있으나, 현장 설치작업을 능률적으로 할 수 있도록 도 3에 도시한 바와 같이 다수 개의 타이어를 평면상으로 배치하여, 큰 크기로 제작할 수 있다. 그리고 타이어를 수직으로 2층 이상 다수 층으로 적층하여, 지반진동차단장치의 스프링상수를 낮게 함으로써 진동차단성능을 증대시킬 수도 있다.The ground vibration blocking device as described above may be manufactured in a size in which one
상기와 같은 지반진동차단장치는 탄성블록(2)이 중앙구멍 부위에 결합된 타이어(1)를 탄성성형체(3)를 성형하는 금형의 내부에 장착하고, 금형에 고무 발포고무 등의 탄성재료를 주입하여 성형한다.In the ground vibration blocking device as described above, the
상기와 같이 제작된 지반진동차단장치가 도 4에 도시한 바와 같이 절개된 지반에 연속으로 삽입되어 절단층을 형성하면, 지반의 일부에서 발생한 진동이 전파되다가 이 절단층에서 지반진동차단장치가 탄성적으로 변형하면서 진동의 전파를 차단한다. 지반진동차단장치의 진동차단성능은 스프링상수가 낮을수록 높아지는데, 본 발명의 지반진동차단장치는 내부에 에어포겟(4)이 형성되어 있어서 마치 스프링상수가 아주 낮은 에어스프링과 같은 기능을 하여 진동을 높은 정도로 차단한다.When the ground vibration blocking device manufactured as described above is continuously inserted into the cut ground as shown in FIG. 4 to form a cutting layer, vibration generated in a part of the ground is propagated, and the ground vibration blocking device is burnt in the cutting layer. While sexually deformed, it blocks the propagation of vibrations. The vibration blocking performance of the ground vibration blocking device is higher as the spring constant is lower. The ground vibration blocking device of the present invention has an air forge (4) formed therein, so it functions as an air spring with a very low spring constant. To a high degree.
상기와 같은 지반진동차단장치는 도 5에 도시한 바와 같이, 지반과 접하는 건물의 외벽에 부착하고, 절개부위에 토사를 성토하는 방식으로 시공한다.
As shown in FIG. 5, the ground vibration blocking device as described above is attached to the outer wall of the building in contact with the ground, and is constructed in such a way that the soil is deposited at the incision site.
1 : 타이어, 2 : 탄성블록, 3 : 탄성성형체, 4 : 에어포켓,
21 : 밀봉슬리브, 22 : 고정구멍, 31 : 보강판, 32 : 고정구멍.1: tire, 2 elastic block, 3 elastic molded body, 4 air pocket,
21: sealing sleeve, 22: fixing hole, 31: reinforcing plate, 32: fixing hole.
Claims (4)
상기 타이어(1)의 중앙 구멍부위에 삽입되는 것으로서, 고무를 포함한 탄성 재료를 타이어(1)의 구멍과 같은 크기로 성형하여 제작되는, 짧은 원기둥형상의 탄성블록(2);
상기 탄성블록(2)이 결합된 타이어(1)의 외부에 타이어(1)가 완전히 매설되로록 성형되는 탄성성형체(3);
를 포함하여 구성되어, 타이어(1)의 막과 탄성블록(2) 사이의 공간에 공기가 충진된 에어포켓(4)이 형성되는, 지반진동차단장치.Tire 1;
A short cylindrical elastic block (2) inserted into a central hole of the tire (1) and manufactured by molding an elastic material including rubber into the same size as the hole of the tire (1);
An elastic molded body (3) molded to completely embed the tire (1) on the outside of the tire (1) to which the elastic block (2) is coupled;
It is configured to include, wherein the air pocket (4) filled with air in the space between the membrane and the elastic block (2) of the tire (1), ground vibration blocking device.
상기 탄성블록(2)은 물성이 서로 다른 다수 매의 탄성판을 적층하여 구성한 것을 특징으로 하는, 지반진동차단장치.The method of claim 1,
The elastic block (2) is characterized in that the laminated structure of a plurality of elastic plates having different properties, ground vibration blocking device.
상기 탄성성형체(3)는 내부 상단과 하단 중 어느 하나 또는 상단과 하단 모두에 일정한 강성을 가진 판재로 제작한 보강판(31)을 추가로 구비하여, 지반진동차단장치의 전면에 고르게 분산되는 것을 특징으로 하는, 지반진동차단장치.The method of claim 1,
The elastic molded body 3 is further provided with a reinforcing plate 31 made of a plate having a certain rigidity at any one of the upper and lower ends or both the upper and lower ends, to be evenly distributed on the front of the ground vibration blocking device. Characterized in the ground vibration isolator.
상기 탄성블록(2)은 고무에 기포를 형성한 발포고무로 제작된 것이고;
상기 탄성블록(2)의 측면에는 밀봉슬리브(21)를 추가로 구비하여;
에어포켓(4)의 공기가 탄성블록(2) 재료의 기공으로 유실되지 않도록 한 것을 특징으로 하는, 지반진동차단장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The elastic block (2) is made of foamed rubber with bubbles in the rubber;
Further comprising a sealing sleeve (21) on the side of the elastic block (2);
The ground vibration blocking device, characterized in that the air of the air pocket (4) is not lost to the pores of the elastic block (2) material.
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