KR101467865B1 - 기초콘크리트와 방음벽 지주의 연결방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로의 소음을 감소시키기 위하여 설치하는 방음벽에서, 방음벽 지주와 기초콘크리트의 연결방법에 관한 것이다.
지주와 기초 연결시 지주하단에 용접 설치되는 베이스플레이트는 리브, 앵커용 구멍, 너트로 구성되는데, 이를 수용하기 위하여 베이스플레이트의 크기가 커지고, 더불어 기초콘크리트 폭도 함께 커지게 된다. 또한, 리브 및 너트가 외부로 돌출되어 있어 도로변 미관에도 좋지 않다.
이에 본 발명은 앵커용 구멍을 지주 단면상 플랜지와 플랜지 사이(즉, 지주 단면의 안쪽)에 배치함으로서, 너트를 외관상 보이지 않게 하고, 베이스플레이트의 크기와 기초폭을 줄이고, 리브는 없앰으로서, 경제성 및 시공성 특히 미관을 살릴 수 있었다.

Description

기초콘크리트와 방음벽 지주의 연결방법{Connection Method of foundation concrete and post of soundproof wall}

본 발명은 도로의 소음을 감소시키기 위하여 설치하는 방음벽에서, 방음벽 지주와 기초콘크리트의 연결방법에 관한 것이다.

도1은 일반적인 방음벽 지주와 기초 연결부를 보여준다.

도2는 기초폭이 좁은 경우에 지주와 기초 연결부를 보여준다.

방음벽은 도로의 차량에 의한 소음을 감소시키기 위해 설치하는 것으로, 방음벽 지주는 보통 콘크리트 기초위에 세워진다. 방음벽 지주는 일반적으로 H빔을 사용하여 기초콘크리트와 연결하는데, 그 연결방법은 지주를 콘크리트속에 직접 매립하는 매립식 그리고 기초콘크리트 위에 앵커 등을 이용하여 체결구를 만들고 너트로 체결하는 너트식이 있는데, 여기서는 너트식에 대하여만 설명한다.

지주와 기초콘크리트(이하 기초)를 연결하기 위하여;

기초에는 지주와의 너트연결을 위한 앵커를 노출시켜 설치한다. 그리고 지주에는 노출된 앵커와 연결을 위하여 구멍이 난 베이스플레이트를 용접하여 붙이는데, 이때 응력의 흐름을 원활할 수 있도록 지주와 베이스플레이트가 직각으로 만나는 면에 리브도 함께 용접하여 설치한다. 그리고 베이스플레이트에 난 앵커용 구멍에 앵커에 끼우고 너트를 체결함으로서 기초와 지주의 연결을 완성한다.

도1에서, 지주와 기초를 연결하는데 필요한 베이스플레이트에는 너트체결을 위한 앵커용 구멍과 리브 설치를 위한 공간이 필요하므로, 베이스플레이트의 크기는 자연히 커지게 된다. 베이스플레이트가 커짐에 따라 이의 설치에 필요한 기초의 폭도 함께 커져야 된다. 특히 기존의 콘크리트방호울타리 위에 방음벽을 설치하는 경우, 그 기초폭이 작다면, 기초폭을 늘리기 위한 보강공사를 하거나, 또는 도2에서와 같이, 베이스플레이트를 캡형태()로 만들어 기초위에 씌우고 그 측면에 앵커를 설치해야 되는 번거로움도 있다. 특히 캡형태의 베이스플레이트는 기초(방호벽)의 측면에 너트가 돌출되어 있어 차량 충돌시 차량탑승자에게 위해를 줄 수도 있다.

또한 방음벽은 도로변에 설치되다보니 그 미관이 중요시되는데, 상기와 같이 노출된 리브와 너트는 2m~4m 간격(지주 간격)으로 반복 설치되어 있어, 미관상으로도 안 좋다.

이상과 같이 베이스플레이트가 커지면 기초폭도 함께 커져야 된다는 점, 그리고 노출된 리브와 너트는 미관상 좋지 않다는 문제점을 갖고 있다.

이에 본 발명은 도3(a)에서의 베이스플레이트(3)의 크기를 최소화하여 기초(1)의 폭(단면)은 줄이고, 리브(4)는 없애버리고, 앵커와 연결되는 너트(21)는 외관상 보이지 않도록 만들고자 한다.

다음은 본 발명의 개념을 설명하는데 필요하므로, 통상의 방음벽 연결부 구조설계 개념을 간단히 정리한다.

도3(a)와 같이, 방음벽의 지주(2)는 풍하중을 받는 구조물로서 지주는 수평하중을 받는 켄틸레버로 설계한다. 이때 발생되는 외력모멘트를 지주의 내력모멘트로 받아줘야 되는데, 지주(2)와 기초(1)의 연결부는 앵커(너트,21 포함)로는 인장력을 받아 주게 되고, 콘크리트(1)와 지주(2) 사이에 발생되는 압축력은 베이스플레이트(3)를 통하여 지주의 플랜지(11)가 받을 수 있도록 설계하는데 이때 작용하는 인장응력 및 압축응력의 흐름을 잘 전달하기 위하여 지주(2)와 베이스플레이트(3)가 만나는 부분은 리브(4)로 보강을 하게 된다.

다음은 모멘트개념을 사용하여 본 발명의 개념을 설명한다.

모멘트M = P(힘) x L(팔길이) 인데, 단면설계란 내력모멘트가 외력모멘트보다 커지도록 단면을 결정하는 것으로서, 내력M ≥ 외력M 공식이 성립해야된다.

도3(a)에서, 지주(2)와 기초(1)의 연결부 내력M = p(내부에 작용하는 힘) x l(인장력과 압축력 사이의 거리)이고, 여기서 l은 한쪽의 앵커와 반대편쪽 베이스플레이트의 끝까지의 거리이다.(본 발명에서는 개념설명을 위하여, l을 간단히 정의하였으나, 실제 l값 산출은 다소 복잡하다.)

외력M이 같다면, 내력M은 정해진 값이므로 도3(b)와 같이, 앵커(20)를 지주 단면 안쪽(플랜지,11와 플랜지,11 사이)에 설치하게 되면, 인장력과 압축력 사이의 거리가 l'로 줄어들면서, 내부에 작용하는 힘p'(압축력 또는 인장력)는 상대적으로 커지게[내력M = p x l = p' x l'] 되는데(즉, p' > p), 이때 이 p'값 즉, 압축력(p') 및 인장력(p')에 지주(2) 및 기초(1)가 저항 할 수 있도록 연결부 설계를 한다면, 상기 “해결하고자 하는 과제”를 모두 해결할 수 있게 된다.

현재의 방음벽들은 지주의 높이와 상관없이(즉, 외력모멘트와 상관없이) 일괄적으로 리브가 달린 베이스플레이트를 적용하여왔는데, 본 발명 적용시 지주높이가 매우 높은 특수한 경우를 제외하고는 거의 모든 방음벽의 지주연결부에 적용이 가능하다.

상기의 설명을 참고로, 본 과제의 해결수단은 대표적인 두가지 형태와 이를 조합한 형태를 적용하였다.

먼저, 본 발명에 적용한 베이스플레이트는 그 적용개념상 기존의 베이스플레이트와 약간의 차이가 있지만, 혼돈을 피하기 위하여 베이스플레이트 명칭을 그대로 사용한다.

첫째, 도4, 도5와 같이, 방음벽의 높이가 낮은 경우에는 1점식 연결(앵커를 두 개 사용, 단면도상 한 개)을 사용하여, 작은 내력모멘트에 저항토록 하였다. 지주 하단에 베이스플레이트를 용접하여 붙이고, 베이스플레이트가 직접 기초상면에 밀착되는 형식이다.

둘째, 도6, 도7과 같이, 방음벽의 높이가 높은 경우에는 2점식 연결(앵커를 네 개 사용, 단면도상 두 개)을 사용하여, 큰 내력모멘트에 저항토록 하였다. 2점식 연결의 경우에는 지주와 기초와의 사이에 추가로 지압판(12)을 설치하여 플랜지에서 내려오는 압축력을 이 지압판을 통하여 응력을 분산시킨 뒤 기초에 압축력이 전달되도록 하였다. 이와 같이 압축력 전달경로를 단순화시키기 위하여 플랜지(11)에서 지압판(12)으로 직접 힘이 전달될 수 있도록, 베이스플레이트는 지주 하단으로부터 살짝 이격(15)시켜서 용접하였다. 또한 상기 지압판은 필요시 그 단면상 지압판 아래에 수직부재(발)를 달수도 있는데, 그 이유는 강재의 탄성계수비 만큼 지압응력면적을 넓히고자 함이다.

셋째, 1점식 연결이라도 지주가 조금 높은 경우에는 상기의 지압판(12)을 추가하여 사용할 수 있다.

이상은 리브를 없애고, 앵커를 지주의 단면 안쪽에 설치하는 것이 본 발명의 포인트이므로, 실제 적용시 구조검토에 의해 베이스플레이트의 크기가 지주단면크기보다 조금 커지거나, 연결부 지주의 단면보강을 위하여 플랜지에 덧댐판을 덧대는 것 등은 모두 본 발명의 사상에 포함된다.

상기와 같이 앵커를 지주단면의 안쪽에 설치함으로써, 베이스플레이트의 크기가 줄어들고, 리브가 필요 없어지고, 더불어 기초폭도 함께 줄어든다. 기초폭이 작은 기존의 콘크리트방호울타리 위에 방음벽을 설치하게 되는 경우에도 기초보강 또는 별도의 캡형태()의 베이스플레이트를 설치할 필요가 없어지고, 앵커 및 너트의 사용개수도 줄어든다.

이와 같이 본 발명은 시공성, 경제성이 우수하며, 특히, 외부로 돌출된 너트 및 리브가 없어짐으로 도로변 미관도 좋아진다.

도1은 일반적인 방음벽 지주와 기초 연결부의 도면 대용 사진이다.
도2는 기초폭이 좁은 경우에 지주와 기초 연결부의 도면 대용 사진이다.
도3은 기존 방음벽과 본 발명 방음벽의 지주 연결부 비교도이다.
도4는 1점식 연결 구성의 사시도이다.
도5는 1점식 연결 구성의 단면도와 정면도이다.
도6은 2점식 연결 구성의 사시도이다.
도7은 2점식 연결 구성의 단면도와 정면도이다.

이하 첨부도면을 참조하여 그 실시예를 설명한다.

도면상 앵커는 다양한 앵커 중 하나의 예를 든 것이다.

먼저 대표적인 1점식 연결에 대하여 설명한다. (도4, 도5 참조)

방음벽 지주(2) 하단에 베이스플레이트(10)를 용접하여 붙이는데, 기초콘크리트(1)와의 연결을 위한 베이스플레이트(10)에 뚫는 앵커용 구멍은 지주 단면 밖이 아닌 지주 단면 안쪽에 구멍을 두 개 내고, 베이스플레이트(10)의 크기를 작게(지주 단면 크기 또는 보다 약간 크게) 만든다.

필요하다면, 도로 직각방향으로 베이스플레이트를 좀 더 키우고, 앵커용 구멍 위치가 지주 단면 밖으로 벗어날 수도 있지만, 지주의 플랜지(11)와 플랜지(11) 사이를 벗어나면 안된다.

기설치된 앵커(20)에 지주(2)를 끼우고, 너트(21)를 조여 완성한다.

다음은 2점식 연결에 대하여 설명한다. (도6, 도7 참조)

그 기본구조는 1점식 연결과 동일하다. 차이점은 베이스플레이트(10)에 볼트구멍을 네 개로 늘리고, 지주(2) 하단과 기초콘크리트(1) 사이에 지압판(12)을 설치한 것이다. 필요시 이 지압판(12) 아래에 수직부재(발, 13)를 달수도 있다. 그리고 압축력 전달경로를 단순화시키기 위하여 베이스플레이트(10)는 지압판(12)과 직접 맞닿지 않도록, 지주(2) 하단으로부터 살짝 이격(15)시켜 용접하는 것이 좋다.

기초콘크리트(1)에 앵커(20) 설치시 상기 지압판(12)도 함께 설치한다. 그리고 상기 지주(2)를 끼우고, 너트(21)를 조여 완성한다.

1 - 기초콘크리트
2 - 지주
10 - 베이스플레이트
12 - 지압판

Claims (2)

1. 도로의 소음을 감소시키기 위하여 설치되는 방음벽의 지주를 기초콘크리트에 앵커로 연결하는 방법으로서,
   기초콘크리트(1)의 상면에는 지압판(12)을 설치하되, 지압판(12)의 아래에는 수직부재(13)가 구비되어 상기 수직부재(13)가 기초콘크리트(1)에 매립되고;
   기초콘크리트(1)에는 앵커(20)를 설치하되 앵커(20)의 단부가 지압판(12)의 상면으로 노출되도록 설치하며;
   베이스플레이트(10)가 지압판(12)과 닿지 않고 이격되어 있도록 하단에 일체로 구비되어 있는 지주(2)를 지압판(12) 위에 놓아서, 앵커(20)의 위쪽 단부가 베이스플레이트(10)를 관통한 상태에서 너트(21)를 앵커(20)에 체결함으로써, 지주를 설치하는 것을 특징으로 하는 기초콘크리트와 방음벽 지주의 연결방법.
2. 삭제

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