KR101236485B1 - 서로 다른 밀도의 복수 차단층을 가지는 제진패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 다른 밀도의 복수 차단층을 가지는 제진패널에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 합성수지로 이루어지는 제진시트 및 상기 제진시트의 일면에 부착되며 상기 제진시트에 비해 밀도가 높은 금속판을 포함하여 이루어지며, 상기 제진시트의 타면이, 내부에 공간을 가지는 금속 구조물의 내면에 고정되는 제진패널이 제공된다.

Description

서로 다른 밀도의 복수 차단층을 가지는 제진패널{Pannel for Multi-Insulation Layer Vibration Absorbing Pannel having Different Density Each Other}

본 발명은 제진패널에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 서로 다른 밀도의 복수 차단층을 가지는 제진패널에 관한 것이다.

근래에 들어 교량의 장대화 및 시공성이 우수하고 공사기간을 줄이기 위하여 콘크리트 교량 대신에 강박스 교량으로 공사하는 경우가 증가되고 있다.

강박스 교량은 도 1에 도시된 바와 같이, 교각(10)의 상측에 강박스등의 내부공간을 가지는 금속 구조물(20)을 설치하고, 그 상측에 콘크리트가 타설되는 상판(30)을 얹는 구조로 공사된다.

이 경우 종래의 강박스 교량은 제진성능이 부족하여 교량으로 철도나 트럭이 지나가는 경우 강박스 진동에 의한 저주파의 고체전달음(structure-born sound)이 발생하게 되는데, 이 고체전달음은 교량 하부에 인접한 민가에 소음을 전달하게 되어 민원발생의 원인을 제공하는 문제점이 있었다. 이러한 고체전달음을 저감시키기 위해서는 강교 대신에 콘크리트 교량으로 설치하야 하나 이는 교량의 경간이 짧아져 하부공간의 활용성이 저하되고, 시공성 및 공사기간이 불리해지는 문제점이 있었다. 또한, 고체전달음을 저감시키기 위해 상기 강박스 외부에 흡음재를 설치하기도 하지만, 이는 교량의 높이가 높은 경우 시공성이 매우 저하되고 내후성이 좋지 않으며 흡음재의 탈락 시 낙하하여 중대한 사고의 원인이 되므로 실제 적용에는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 강박스 등의 내부 공간을 가지는 금속 구조물에서 발생하는 고체전달음을 저감할 수 있으며, 동시에 탈락시 사고의 위험이 없는 서로 다른 밀도의 복수 차단층을 가지는 제진패널을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 합성수지로 이루어지는 제진시트 및 상기 제진시트의 일면에 부착되며 상기 제진시트에 비해 밀도가 높은 금속판을 포함하여 이루어지며, 상기 제진시트의 타면이, 내부에 공간을 가지는 금속 구조물의 내면에 고정되는 서로 다른 밀도의 복수 차단층을 가지는 제진패널이 제공된다.

그리고, 상기 제진시트의 타면이 상기 금속 구조물 내측면에 접착제로서 부착되어 고정될 수 있다. 이와 함께, 보다 견고한 고정을 위하여, 상기 제진패널에는 상기 제진시트와 금속판을 관통하는 고정홀이 형성되어, 상기 금속 구조물의 내면에서 돌출 고정된 스터드와 나사결합에 의해 고정될 수 있다.

또한, 상기 금속 구조물 내측벽면에 일정간격으로 복수개의 스터드가 용접으로 돌출고정되고, 상기 스터드가 삽입될 수 있도록 상기 제진시트와 금속판을 관통하는 고정홀이 상기 스터드가 형성된 간격만큼의 간격으로 형성되며, 상기 제진시트와 금속판의 고정홀에 상기 스터드가 삽입된 후 외측으로 돌출된 부분에 너트가 체결되어 상기 제진시트와 금속판이 상기 금속 구조물에 고정될 수도 있다.

그리고, 금속 구조물의 효과적인 제진 및 소음 제거를 위하여, 상기 제진패널은 일정 면적을 가진 복수 개로 구비되어 상기 금속 구조물의 내면 전체를 커버하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 서로 다른 밀도의 복수 차단층을 가지는 제진패널에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 제진시트와 금속판 등 밀도가 서로 다른 복수의 차음층이 형성되므로, 금속 구조물의 진동 저감과 함께 진동으로 인해 발생하는 소음을 효과적으로 제거할 수 있다.

둘째, 제진패널이 금속 구조물의 외측면이 아닌 내측면에 부착고정되므로, 시공 및 보수의 용이성이 향상되며, 햇빛 또는 비바람에 따른 노후의 우려또한 없으며, 만에 하나 탈락되더라도 교량 하측으로 낙하할 우려가 없으므로 안전성이 향상되는 효과가 있다.

특히, 금속 구조물에 고정된 스터드에 의해 상기 제진패널을 나사결합함으로써, 보다 견고한 고정이 가능해진다.

도 1은 종래의 강박스가 적용된 교량을 도시하 분해 사시도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서로 다른 밀도의 복수 차단층을 가지는 제진패널이 적용된 금속 구조물을 도시한 사시도;
도 3은 도 2의 단면도;
도 4는 도 2의 제진패널의 분해 사시도;
도 5는 본 발명의 제진패널의 설치 전후에 대한 진동가속도의 해석 결과를 도시한 그래프;
도 6은 무궁화 열차 통과시 본 발명의 제진패널의 설치된 교량구간 및 설치되지 않은 교량 및 콘크리트 교량 구간 에서의 소음도 측정치를 도시한 그래프;
도 7은 화물 열차 통과시 본 발명의 제진패널의 설치된 교량구간 및 설치되지 않은 교량 및 콘크리트 교량 구간 에서의 소음도 측정치를 도시한 그래프 이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 서로 다른 밀도의 복수 차단층을 가지는 제진패널(이하, 설명의 편의를 위하여 '제진패널'이라 칭하기로 함: 100)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제진시트(110)와 금속판(120)을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제진시트(110)는 합성고무 및 EVA와 충진재를 혼합 사용하는 합성수지로 이루어져, 차음 및 방진성능이 우수하고, 유연하고 충격강도가 우수하며 고무와 같은 특성을 가지도록 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 금속판(120)은 상기 제진시트(110)의 일측면에 부착되며, 상기 제진시트(110)와는 다른 밀도를 가지는 재질의 금속으로 이루어질 수 있다.

본 실시예에서 상기 금속판(120)은 접착제를 사용하여 부착시킬 수 있으며, 방청성능이 우수한 아연도금강판이 적용되는 것을 예로 들기로 한다.

그리고, 본 실시예에서 상기 제진시트(110)의 두께는 4 mm이며, 상기 금속판(120)의 두께는 3 mm인 것을 예로 들기로 한다. 이는 성능 및 무게와 시공성을 고려한 것으로서, 이보다 얇거나 두껍게 제작하는 것도 가능하다.

한편, 상기와 같은 제진패널(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 교량의 강박스와 같은 내부공간을 가지는 금속 구조물(50) 내면에 고정될 수 있다.

상기와 같이, 서로 다른 밀도를 가지는 제진시트(110)와 금속판(120)의 두 개의 층이 맞닿아 있으면, 상호 밀도변화 및 임피던스 특성의 변화의 차이가 있기 때문에 제진 및 소음 저감의 효과가 상승할 수 있다.

상기와 같은 제진시트(110)의 구성에 따라, 상기 제진패널(100)이 금속 구조물(50) 내측면에 부착되었을 때 상기 금속 구조물(50)과 제진시트(110)의 경계면, 상기 제진시트(110)와 금속판(120)의 경계면 각각에 차단층이 형성되며, 상기 금속 구조물(50)에서 발생하는 진동은 임피던스가 서로 다른 차단층을 경유하면서 진동이 효과적으로 차단되고, 금속 구조물(50)의 진동에 따라 금속 구조물(50)의 외측으로 방사되는 소음도 획기적으로 줄어들게 된다.

즉, 상기 제진패널(100)이 금속 구조물(50)의 외측면이 아닌 내측면에 고정됨으로써 행여 벽면에서 탈락되더라도 외부로 낙하할 가능성을 차단하는 것이다.

또한, 상기 제진패널(100)이 금속 구조물(50) 내부에 위치됨으로써 직사광선이나 비바람 또는 온도차 및 결로현상에 의한 풍화의 우려에서 보다 보호를 받을 수 있는 효과 또한 기대할 수 있다.

또한, 교량의 강박스와 같은 금속 구조물(50)은 그 내부공간이 작업자가 통행할 수 있을 정도로 충분히 크므로, 제진패널(100)의 시공시 작업자가 위험하게 금속 구조물(50)의 외부에서 작업할 필요가 없으므로 시공성의 개선 및 작업 안전성을 도모할 수 있다.

상기와 같이 제진패널(100)을 금속 구조물(50) 내측면에 고정시키기는 방법으로서 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 접착제(160)를 사용하여 금속 구조물의 내측벽면에 부착되어 고정될 수 있다.

또는, 상기 금속 구조물(50)의 내측면에 스터드(130)가 일정간격으로 용접되어 돌출 고정될 수 있다.

그리고, 상기 제진패널(100)에는 상기 스터드(130)가 삽입될 수 있도록 상기 제진시트(110)와 금속판(120)을 관통하는 고정홀(140)이 상기 스터드(130)가 형성된 간격만큼의 간격으로 형성된다.

따라서, 상기 스터드(130)가 고정홀(140)에 삽입되도록 상기 제진패널(100)을 스터드(130)에 고정시키며, 상기 스터드(130)의 고정홀(140) 외측으로 돌출된 부분에 너트(150)를 체결하여 상기 제진패널(100)을 상기 금속 구조물(50) 내측면에 고정시킬 수 있다.

물론, 상기 접착제(160)와 스터드(130)를 동시에 사용하는 방법이 적용될 수 있다.

또한, 상기 제진패널(100)은 그 크기가 일정하게 규격화되어 생산 및 시공의 용이성을 도모할 수 있다. 상기 제진패널(100)의 크기가 일정하게 규격화 되면, 상기 스터드(130)의 배치간격 또한 일정하게 이격시킬 수 있다.

상기와 같이 제진패널(100)을 기존의 강박스 내부에 부착하게 되면 월등히 개선된 제진 성능을 얻을 수 있어 강박스 자체의 진동을 감소시키면서 강박스 교량의 진동에 의해 발생하는 고체전달음을 획기적으로 저감시킬 수 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 효과를 검증하기 위해 실험한 데이터를 설명하고자 한다.

본 발명의 효과를 검증하기 위하여, 강박스 형태의 금속 구조물 내부에 본 발명의 제진패널(100) 설치 전후에 대한 진동 및 방사소음 해석을 수행하였다. 도 5은 제진패널 설치 전후의 진동해석결과를 나타낸 것으로 제진패널(100) 설치 전에 비해 설치 후 진동가속도는 약 1/3 수준으로 저감됨을 알 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 제진패널(100)의 소음저감성능을 검증하기 위하여 철도차량이 통과하는 강박스 교량 내부에 제진패널(100)을 설치하여 소음측정을 수행하였다.

실험은 강박스가 적용된 교량의 제진패널(100)이 부착된 구간과 부착되지 않은 구간의 직하부에 마이크로폰을 설치하여 열차가 통과되는 동안 동시에 두 구간에서 최대 소음도를 측정하는 방식으로 진행되었다. 또한, 보다 객관적인 비교를 위하여 콘크리트 교량 구간에서의 최대 소음을 측정하였다.

소음측정 결과 제진패널(100)을 설치한 구간이 그렇지 않은 구간에 비해 평균 6.5dB(A)의 소음저감효과가 있는 것으로 분석되었고, 제진패널(100)을 설치한 구간이 콘크리트 교량과 비슷한 수준의 음압레벨(sound pressure level; SPL)이 기록되어 획기적인 소음저감성능을 발휘함을 나타내었으며, 이를 아래의 표 1 및 도 6과 도 7에 나타내었다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

50: 금속 구조물 100: 제진패널
110: 제진시트 120: 금속판
130: 스터드 140: 고정홀
160: 접착제

Claims (5)

1. 합성수지로 이루어지는 제진시트; 및
   상기 제진시트의 일면에 부착되며 상기 제진시트에 비해 밀도가 높은 금속판;
   을 포함하여 이루어지며,
   상기 제진시트 및 금속판에는 교량을 구성하는 강박스의 내측벽면에 일정간격으로 복수개가 돌출 형성되도록 용접되어 구비되는 스터드가 삽입될 수 있도록 복수개의 고정홀이 상기 스터드가 형성된 간격만큼의 간격으로 형성되어,
   상기 제진시트와 금속판의 고정홀에 상기 스터드가 삽입된 후 외측으로 돌출된 부분에 너트가 체결되어 상기 제진시트와 금속판이 상기 금속 구조물에 고정되며
   복수개가 상기 강박스의 내측면 전체를 커버하도록 배치되는 서로 다른 밀도의 복수 차단층을 가지는 제진패널.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제진시트의 타면이 상기 금속 구조물 내측면에 접착제로서 부착되어 고정되는 것을 특징으로 하는 서로 다른 밀도의 복수 차단층을 가지는 제진패널.
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