KR101826395B1 - 트러스형 방음터널 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트러스형 방음터널 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방음터널의 뼈대를 이루는 기둥 부재와 지붕 부재를 모두 강관 구조를 갖도록 구성하여 경량화를 이루면서 구조적 안전성을 확보할 수 있는 트러스형 방음터널 구조물에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 도로의 양쪽 변을 따라 설치되는 기초 콘크리트와; 상기 기초 콘크리트에 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 각각 수직으로 세워지며 외측으로 돌출하여 플랜지가 형성되는 강관 기둥과; 서로 마주보는 상기 강관 기둥의 상부를 연결하는 상현재와, 상현재의 하부로 일정 거리 이격되어 서로 마주보는 상기 강관 기둥을 연결하며 하현재에는 하부로 돌출되게 플랜지가 일체로 형성되는 하현재와, 상기 상현재와 하현재를 트러스 형태로 상호 연결하는 다수의 경사복부재로 이루어지는 트러스형 지붕 부재와; 이웃하는 2개의 트러스형 지붕 부재를 서로 연결하는 다수 개의 가새와; 상기 강관 기둥 사이에 설치되는 다수 개의 측면 방음판; 및 상기 트러스형 지붕 부재의 하현재에 설치되는 다수 개의 지붕 방음판;을 포함하여 이루어진다.

Description

트러스형 방음터널 구조물{Sound Proof Tunnel Using Truss Type Roof Frame}

본 발명은 트러스형 방음터널 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방음터널의 뼈대를 이루는 기둥 부재와 지붕 부재를 모두 강관 구조를 갖도록 구성하여 경량화를 이루면서 구조적 안전성을 확보할 수 있는 트러스형 방음터널 구조물에 관한 것이다.

교통소음을 감소시키는 방법으로는 소음원을 없애거나 감소시키는 방법이 가장 좋지만 도로 및 철로변과 같이 근본적으로 소음원을 차단시키지 못하는 경우 소음전파 경로를 차단하거나 분산시키는 간접적인 방법을 사용하여야 한다. 경로 차단에 의한 대표적인 소음대책수단으로는 방음벽과 방음터널(터널형 방음벽)을 들 수 있다.

방음벽은 기본적으로 소음의 전달 경로상에 장애물을 설치하여 소음이 직접 전달되지 못하고 우회경로를 통하여 전달되게 하여 전달경로를 길게 만드는 음의 회절감쇠 특성을 이용하여 소음감쇠 효과를 가진다. 방음벽은 일반적으로 기초부, 지주, 방음판의 3가지로 구성되며 지면에 시공된 기초 위에 지주가 앵커볼트로 고정되어 이 지주에 방음판이 클립, 볼트 등으로 고정되는 형태로 시공된다. 방음벽은 소음학적 측면에서 볼 때 소음의 이격거리 감쇠현상을 이용하여 소음을 저감시키는 방식이므로 소음의 직접적인 도달이나 회절이 되는 부분은 저감시키지 못한다는 단점이 있다. 방음벽에 의한 감쇠효과는 합리적인 높이와 길이를 가질 경우 일반적으로 10dB 정도, 최대 20dB 정도 얻을 수 있다고 보고 있으나 최대 감음량 20dB은 거의 불가능하기 때문에 저감 목표값이 이를 초과한다면 다른 방안을 강구해야 한다.

이와 같은 방음벽이 가지는 소음감쇠 효과의 한계를 극복하고 강화되는 소음에 대한 환경기준에 따라 방음터널에 대한 수요가 증가하고 있다. 방음터널은 기존의 방음벽에서 고층부와 저층부 전반에 걸쳐 발생되는 회절음의 영향을 최소화할 수 있어 소음감쇠 효과를 높일 수 있는 대표적인 방법이다.

그러나 종래의 방음터널은 방음터널의 골조를 직선 또는 아치형상으로 구부린 H형강으로 구성한 것으로 중량이 무겁고 외관이 투박하며 적용 스팬에 제한이 있다는 문제점이 있었다.

본 발명의 배경이 되는 선행기술로는 대한민국 등록특허 제712833호 "소음저감형 방음터널 및 이의 시공방법"이 있다(특허문헌 1). 이 등록특허는 '가운데에 일정한 간격을 두고 소정의 높이 및 폭으로 이루어지며, 콘크리트가 타설 양생된 한 쌍의 기초콘크리트층과; 상기 각각의 기초콘크리트층에 앵커볼트로 고정 설치되는 기초판과; 상기 각각의 기초판 상을 가로질러 아치형상으로 볼트 및 너트로 고정 설치되는 H빔과; 상기 H빔의 상단부에 볼트 및 너트로 고정 설치되며, 투명패널 및 외장패널로 이루어지는 지붕재패널과; 상기 지붕재패널의 하단부에 위치된 H빔에 볼트 및 너트로 고정 설치되며, 외장패널, 투명패널로 이루어지는 벽체패널과; 상기 H빔의 내측에 볼트 및 너트로 고정 설치되는 내장패널과; 상기 H빔의 상단부 내측에 볼트 및 너트로 고정 설치되는 소음차폐판으로 구성되는 소음저감용 방음터널'을 제시한다.

그러나 상기 배경기술은 방음터널의 골조를 아치형상으로 구부린 H형강으로 구성한 것으로 중량이 무겁고 외관이 투박하며 적용 스팬에 제한이 있다는 문제점이 있었으며, 지붕재 및 방음판 등의 외장재 설치시에 슬라이딩 삽입방식을 사용하여 진동 및 구조물 변위에 의하여 외장재의 낙하사고가 발생하였으며, 슬라이딩 방식의 결합으로 외장재의 파손 및 노후 등에 의한 교체시에 교체부분만의 교체가 불가능하여 교체가 용이하지 않은 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제712833호 "소음저감형 방음터널 및 이의 시공방법"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 트러스형 지붕 부재를 구성하여 마주보는 강관 기둥을 연결하도록 하는 트러스 구조를 사용하여 경량 구조로 설치가 가능하면서도 우각부의 휨모멘트 및 지점부 휨모멘트를 감소시킬 수 있으며, 방음판의 독립적인 탈부착이 가능하여 진동, 구조물 변위 등에 의한 탈락을 방지하고 방음판의 파손, 노후 등에 의한 교체가 용이한 트러스형 방음터널 구조물을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 트러스형 지붕 부재의 상현재에 별도로 태양광 모듈을 설치하여, 방음터널 구조물을 태양광 설비 구조물로 이용하여 투자비를 절감시킬 수 있으며, 트러스형 지붕 부재의 상현재와 하현재 사이 공간에서 공기순환이 이루어져 자연 공냉이 가능한 트러스형 방음터널 구조물을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 도로의 양쪽 변을 따라 설치되는 기초 콘크리트와; 상기 기초 콘크리트에 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 각각 수직으로 세워지며 외측으로 돌출하여 플랜지가 형성되는 강관 기둥과; 서로 마주보는 상기 강관 기둥의 상부를 연결하는 상현재와, 상현재의 하부로 일정 거리 이격되어 서로 마주보는 상기 강관 기둥을 연결하며 하현재에는 하부로 돌출되게 플랜지가 일체로 형성되는 하현재와, 상기 상현재와 하현재를 트러스 형태로 상호 연결하는 다수의 경사복부재로 이루어지는 트러스형 지붕 부재와; 이웃하는 2개의 트러스형 지붕 부재를 서로 연결하는 다수 개의 가새와; 상기 강관 기둥 사이에 설치되는 다수 개의 측면 방음판; 및 상기 트러스형 지붕 부재의 하현재에 설치되는 다수 개의 지붕 방음판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 트러스형 방음터널 구조를 제공하고자 한다.

또한, 상기 상현재, 하현재 및 경사복부재는 강관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 트러스형 방음터널 구조를 제공하고자 한다.

또한, 상현재는 일방향으로 경사를 갖도록 서로 마주보는 강관 기둥의 상부를 연결하도록 구성되고, 하현재는 상현재와 동일한 일방향 경사 또는 일정한 곡률을 갖도록 구성되며, 상현재의 상부에는 태양광 모듈이 구성되는 것을 특징으로 하는 트러스형 방음터널 구조를 제공하고자 한다.

또한, 측면 방음은 투명 패널로 구성되는 것을 특징으로 하는 트러스형 방음터널 구조를 제공하고자 한다.

또한, 지붕 방음판은 하현재에 돌출되게 형성된 플랜지의 양쪽에 앵글의 수직판이 제2 볼트결합수단에 의해 각각 결합되고 앵글의 수평판에 지붕 방음판이 제1 볼트결합수단에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 트러스형 방음터널 구조를 제공하고자 한다.

또한, 제1 볼트결합수단은, 볼트와 너트로 구성되고, 제2 볼트결합수단의 볼트가 관통하는 앵글의 수직판에는 플랜지의 길이방향에 나란한 방향으로 장공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 트러스형 방음터널 구조를 제공하고자 한다.

또한, 제1 볼트체결수단의 볼트가 관통하는 지붕 방음판의 모서리에는 볼트구멍이 형성되고 볼트 머리와 지붕 방음판 사이에는 볼트구멍의 지름보다 더 큰 직경을 가지고 장공이 형성된 확대와셔가 체결되어 볼트구멍을 완전히 덮고 너트와 수평판 사이에는 볼트구멍을 완전히 덮을 수 있는 크기의 스프링와셔가 체결되는 것을 특징으로 하는 트러스형 방음터널 구조를 제공하고자 한다.

또한, 지붕 방음판은, 전면부와 전면부의 양단부에서 직각방향으로 연장되는 측면부로 이루어져 전체적으로 ㄷ자형 단면형상을 가지고 다수 개의 흡음공이 천공되어 있는 전면판과, 립이 달린 ㄷ자형 단면형상을 가지고 전면판의 양쪽 끝단에 돌출되게 형성된 측면부와의 사이에 일정한 간격이 형성될 수 있는 크기를 가지며 다수 개의 흡음공이 천공되어 있는 배면판과, 전면판과 배면판 사이의 공간에 설치되어 전면판과 배면판에 형성된 흡음공을 통해 유입된 소음을 흡수 감소시키는 흡음재와, 흡음재와 배면판 사이에 설치되어 이들 사이에 공기층이 형성되도록 하는 간격재를 포함하여 이루어져, 측면부가 트러스형 지붕 부재 하현재의 플랜지에 결합되는 것을 특징으로 하는 트러스형 방음터널 구조물을 제공하고자 한다.

본 발명의 트러스형 방음터널 구조물은 트러스형 지붕 부재를 구성하여 마주보는 강관 기둥을 연결하도록 하는 트러스 구조를 사용하여 경량 구조로 설치가 가능하면서도 우각부의 휨모멘트 및 지점부 휨모멘트를 감소시킬 수 있으며, 방음판의 독립적인 탈부착이 가능하여 진동, 구조물 변위 등에 의한 탈락을 방지하고 방음판의 파손, 노후 등에 의한 교체가 용이한 효과가 있다.

또한, 트러스형 지붕 부재의 상현재에 별도로 태양광 모듈을 설치하여, 방음터널 구조물을 태양광 설비 구조물로 이용하여 투자비를 절감시킬 수 있으며, 트러스형 지붕 부재의 상현재와 하현재 사이 공간에서 공기순환이 이루어져 자연 공냉이 가능한 매우 유용한 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 트러스형 방음터널 구조물의 제1 실시예의 개략적인 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 트러스형 방음터널 구조물의 방음판을 제외한 골조를 나타낸 것으로 (가)는 정면도이고, (나)는 A-A선을 따라 절단한 단면도이며, (다)는 B-B선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 트러스형 방음터널 구조물의 제2 실시예의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 트러스형 지붕 부재의 상현재에 지붕 방음판이 결합되는 구조를 나타낸 것으로 (가)는 측면도이고, (나)는 정면도이다.
도 6은 지붕 방음판을 고정하는 제1 볼트결합수단의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 7a는 본 발명의 지붕 방음판의 다른 실시예를 도시한 분해 사시도 및 단면도이다.
도 7b는 상기 도 7a의 지붕 방음판이 트러스형 지붕 부재의 하현재에 결합되는 구조를 도시한 정면도이다.
도 8은 강관 기둥 사이에 측면 방음판이 설치된 모습을 나타낸 정면도이다.
도 9는 강관 기둥 하단 측면 방음판의 설치구조를 나타낸 평면도이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 방음터널의 뼈대를 이루는 기둥 부재와 지붕 부재를 모두 강관의 트러스형 구조를 갖도록 구성하여 경량화를 이루면서 구조적 안전성을 확보할 수 있는 트러스형 방음터널 구조물에 관한 것이다.

본 발명의 트러스형 방음터널 구조물의 제1 실시예는 트러스형 지붕 부재의 하현재에 지붕 방음판만을 설치하도록 하며, 제2 실시예에서는 상현재에 추가로 태양광 모듈을 설치하도록 하여 방음터널 구조물을 태양광 설비 구조물로 이용하여 투자비를 절감시킬 수 있으며, 트러스형 지붕 부재의 상현재와 하현재 사이 공간에서 공기순환이 이루어져 자연 공냉이 가능하도록 한 것이다. 아래에서 2가지 실시예에 대해 각각 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 트러스형 방음터널 구조물의 제1 실시예의 개략적인 구성을 도시한 사시도이다.

도 1에서와 같이, 본 방명의 트러스형 방음터널 구조물의 제1 실시예는 도로의 양쪽 변을 따라 설치되는 기초 콘크리트(C)와, 상기 기초 콘크리트(C)에 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 각각 수직으로 세워지는 강관 기둥(10)과, 서로 마주보는 상기 강관 기둥(10)의 상부를 연결하는 트러스형 지붕 부재(20)와, 이웃하는 2개의 트러스형 지붕 부재(20)를 서로 연결하는 다수 개의 가새(30)와, 상기 강관 기둥(10) 사이에 설치되는 다수 개의 측면 방음판(50) 및 상기 트러스형 지붕 부재(20)의 하부에 설치되는 다수 개의 지붕 방음판(60)으로 구성될 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 방음터널 구조물은 기초 콘크리트(C)에 일정 간격으로 강관 기둥(10)과 트러스형 지붕 부재(20)가 설치되고 다수 개의 트러스형 지붕 부재(20)는 가새(30)에 의해 서로 연결되어 외력에 대해 일체로 거동하게 되며, 측면과 지붕에 각각 방음판(50,60)이 설치되어 방음터널 구조물의 내부에서 발생된 소음을 차단하게 된다.

본 실시예에 따른 방음터널의 구성 중에서 기초 콘크리트(C)의 구성과 강관 기둥(10)을 기초 콘크리트(C)에 세우기 위한 강관 기둥-기초 콘크리트 결합구조는 종래의 H형강으로 구성된 뼈대를 사용한 방음터널과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하고 종래의 방음터널과 차이가 있는 부분에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 트러스형 방음터널 구조물의 방음판을 제외한 골조를 나타낸 것으로 (가)는 정면도이고, (나)는 A-A선을 따라 절단한 단면도이며, (다)는 B-B선을 따라 절단한 단면도이다.

도 2에 도시된 것처럼 본 발명에 따른 트러스형 방음터널 구조물의 기본 골조는 트러스형 지붕 부재(20)와 상기 트러스형 지붕 부재(20)의 양단을 지지하는 2개의 강관 기둥(10,10)으로 구성된다.

강관 기둥(10)으로 도면에서는 원형의 단면을 가지는 원형 강관이 도시되었지만 본 발명은 원형 강관으로 한정되지 않으며 각형 강관으로 구성될 수도 있다. 강관은 하중이 작용할 때 응력에 방향성이 없는 구조부재로서 방향성을 가지는 H형강에 비해 기둥 부재로서 효율적이며 기둥을 강관으로 구성함으로써 보다 적은 강재량으로 소요 강도를 확보할 수 있어 구조물을 경량화시킬 수 있는 장점이 있다. 본 발명에서는 기둥으로 사용되는 강관의 강성을 증가시키고 방음판의 조립성을 향상시키기 위해 (나)에서와 같이 강관 본체(11)에서 돌출되게 플랜지(12)가 일체로 형성될 수 있다.

트러스형 지붕 부재(20)는 강관을 이용하여 트러스와 유사한 형상을 가지도록 결합한 것으로 일정한 곡률 또는 경사를 갖도록 마주보는 강관 기둥(10)을 연결하도록 구성되는 상현재(21)와 상기 상현재(21)에서 하부로 일정 거리로 이격된 하현재(22)와 상기 상현재(21)와 하현재(22)를 서로 연결하며 이들의 부재축에 대해 일정한 경사를 가지는 다수 개의 경사복부재(23)로 구성된다. 서로 이웃하는 경사복부재(23)는 서로 엇갈린 경사를 가지며 예를 들어 하현재(22)의 동일한 점에서 결합되는 하나의 경사복부재(23)가 하현재(22)의 부재축에 대해 45도의 경사를 가지면 이에 이웃하는 다른 하나의 경사복부재(23)는 135도의 경사를 가지고 상현재(21)와 하현재(22) 사이에 결합된다. 트러스에서는 경사복부재(23)가 상현재(21)와 하현재(22)에 힌지 결합되어 트러스에는 축력만이 작용하지만 본 발명에서는 경사복부재(23)가 상현재(21)와 하현재(22)에 용접으로 강결합되는 점에서 구조역학상의 트러스와 차이가 있다.

한편, 도면에서는 상현재(21)와 하현재(22)가 동일한 곡률을 가지는 것으로 도시되었지만 지붕 부재(20)에 작용하는 외력에 효과적으로 대응할 수 있도록 이들은 서로 다른 곡률을 가지도록 구성될 수도 있으며, 상현재(21)는 일방향 경사를 갖도록 구성되고, 하현재(22)는 곡률을 갖도록 형성할 수도 있다.

(다)에서와 같이 하현재(22)에는 하부로 돌출되게 플랜지(22a)가 일체로 형성되어 있고 이 플랜지(22a)는 하현재(22)의 강성을 높이고 지붕 방음판(60)의 조립의 편의성을 향상시킬 수 있다.

한편, 상현재(21)와 하현재(22) 그리고 경사복부재(23)는 (다)에서와 같이 모두 동일한 직경을 가지는 원형 강관으로 구성될 수 있으나 (라)에서와 같이 하현재(22)만 각형 강관으로 구성하거나, 상현재(21) 및 경사복부재(23) 역시 각형 강관으로 구성하는 것도 가능하다.

상현재(21)와 하현재(22) 그리고 경사복부재(23)를 선택하여 각형 강관으로 적용할 경우 지붕 방음판(60)을 조립할 때 조립의 용이성 및 상현재(21)의 상부에서 작업자가 미끄러지는 것을 방지하면서 작업발판으로 활용할 수 있는 장점이 있다.

트러스형 지붕 부재(20)를 구성하는 상현재(21)와 하현재(22)의 양쪽 끝단은 각각 강관 기둥(10)에 힌지 결합 되어 방음터널의 단위 골조 프레임을 구성하게 된다. 이처럼 강관 기둥(10)에 트러스형 지붕 부재(20)를 힌지결합(단순 접합)함으로써 강관 기둥(10)에는 압축력만이 작용하는 구조가 되므로 전체 구조시스템이 심플해지는 장점이 있다. 그러나 본 발명은 강관 기둥(10)과 트러스형 지붕 부재(20)가 단순 접합되는 구조에 한정되지 않으며 이들이 강접합 또는 반강접합되어 전체적으로 라멘 골조로 구성될 수도 있다.

이와 같이 강관 기둥(10)과 트러스형 지붕 부재(20)로 구성되는 골조 프레임이 방음터널의 단위 프레임을 이루고 이들이 방음터널의 길이방향을 따라 일정 간격으로 설치되어 지붕 방음판 및 측면 방음판이 설치되는 뼈대를 구성하게 된다. 따라서 본 발명에 따른 방음터널은 종래의 H형강으로 골조를 구성한 방음터널에 비해 전체 구조의 중량을 감소시킬 수 있으며 강관으로 구성된 트러스형 지붕 부재를 적용함으로써 적은 중량으로 장스팬 구조를 만들 수 있는 장점이 있다. 각 골조 프레임 사이의 간격은 지붕 방음판(60)의 크기에 영향을 받으며 지붕 방음판(60)의 처짐을 방지하기 위해서는 2m 내외가 되는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예의 평면도이다.

도 3에 도시된 것처럼 방음터널의 길이방향을 따라 일정 간격으로 설치되는 골조 프레임은 가새(30)에 의해 서로 연결되어 외력에 대해 일체로 거동하게 된다. 가새(30)는 도시된 것처럼 X자 형태로 설치되어 이웃하는 골조 프레임의 트러스형 지붕 부재(20)를 서로 연결하고 각 골조 프레임을 연결하는 가새(30)들은 일렬로 배치된다. 그러나 구조계산에 의해 가새(30)는 방음터널의 길이방향에 대해 직각방향으로 서로 간격을 가지도록 2열 또는 그 이상으로 배치될 수 있고, 이웃하는 강관 기둥(10)을 연결하는 수직 가새(미도시)가 더 설치될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 트러스형 방음터널 구조물의 제2 실시예의 정면도이다.

도 4에서와 같이, 본 발명의 제2 실시예에서는 상현재(21)에 추가로 태양광 모듈(90)을 설치하도록 하여 방음터널 구조물을 태양광 설비 구조물로 이용하여 투자비를 절감시킬 수 있으며, 트러스형 지붕 부재(20)의 상현재(21)의 상부에는 태양광 모듈(90)이 구성되고 하현재(22)의 하부에는 지붕 방음판(60)을 구성하도록 하여, 트러스형 지붕 부재(20)의 상현재(21)와 하현재(22)의 사이 공간에서 공기순환이 이루어져 자연 공냉이 가능하도록 한 것이다.

이와 같이, 태양광 모듈(90)을 구성하기 위해서는 도 4a, 도 4b, 도 4c에서와 같이, 상현재(21)는 일방향으로 경사를 갖도록 서로 마주보는 강관 기둥(10)의 상부를 연결하도록 구성되도록 하여, 태양광 모듈(90)이 태양광의 조사각과 최대한 직각에 가깝도록 구성하여 발전 효율을 높이도록 할 수 있으며, 하현재(22)는 도 4a에서와 같이, 상현재(21)와 동일한 일방향 경사를 이루도록 구성할 수도 있고, 도 4b와 도 4c에서와 같이, 하현재(22)는 일정한 곡률을 갖도록 구성되도록 할 수 있어, 태양광 발전이 가능하면서도 다양한 지붕형상을 구현할 수 있다.

본 발명에서는 상현재(21), 하현재(22) 및 경사복부재(23)로 이루어지는 트러스 형태로 구성되어 상현재(21)와 하현재(22)를 별도의 독립된 설치 구조물로 활용할 수 있기 때문에, 하현재(22)에는 지붕 방음판(60)을 구성하도록 하여 방음터널의 역할을 하도록 함과 동시에 상현재(21)에는 태양광 모듈(90)을 설치하여 방음터널 구조물을 태양광 설비 구조물로 이용하여 투자비를 절감시킬 수 있으며, 경사복부재(23)에 의하여 이격된 공간에서 공기 순환으로 자연공냉이 이루어지기 때문에 방음, 흡음 뿐만 아니라 방음터널 구조물의 하부로 열이 전달되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

도 5는 본 발명의 트러스형 지붕 부재의 상현재에 지붕 방음판이 결합되는 구조를 나타낸 것으로 (가)는 측면도이고, (나)는 정면도이다.

도 5에 도시된 것처럼, 지붕 방음판(60)은 트러스형 지붕 부재(20)의 하현재(22)에 앵글(410)을 이용해 결합될 수 있다. 구체적으로 하현재(22)에 하부로 돌출되게 형성된 플랜지(22a)의 양쪽에 앵글(410)의 수직판(411)이 제2 볼트결합수단(430)에 의해 각각 결합되고 앵글(410)의 수평판(412)에 지붕 방음판(60)이 제1 볼트결합수단(420)에 의해 고정된다. 제1 볼트결합수단(420)은 볼트(421)와 너트(423)로 구성되며 간격유지재(422)를 더 구비할 수 있고 이때, 간격유지재(422)는 앵글(410)의 수평판(412)과 지붕 방음판(60) 사이에 설치될 수 있다. 제2 볼트결합수단(430)은 볼트와 너트로 구성되며 제2 볼트결합수단(430)의 볼트가 관통하는 앵글(410)의 수직판(411)에는 플랜지(22a)의 길이방향에 나란한 방향으로 장공(411a)이 형성되어 있어 지붕 방음판(60)의 설치 각도를 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 이와 같은 방식으로 지붕 방음판(60)의 4개의 모서리 부분이 하현재(22)에 고정되어 지지된다.

물론 제1 볼트체결수단(420) 및 제2 볼트체결수단(430)에는 와셔가 체결될 수 있다. 도 5(나)에 도시된 것처럼 2개의 지붕 방음판(50)이 만나는 부위에는 실리콘 고무 재질의 코킹재(440)가 설치되어 지붕 방음판(60)의 충돌에 의한 파손을 방지함과 아울러 지붕 방음판(60) 사이의 접합부의 수밀성과 기밀성을 유지하도록 할 수 있다. 지붕 방음판(60)으로는 방음터널 내부로 빛을 투과시켜 자연조명이 이루어지고 또한 겨울철에는 도로의 결빙을 방지할 수 있도록 하기 위해 투명한 재질로 구성된 이 분야에서 공지된 아크릴판, 유리판 등과 같이 임의의 투명 방음판 뿐만 아니라 흡음이 가능한 재질의 방음판이 사용될 수 있다.

도 6은 지붕 방음판을 고정하는 제1 볼트결합수단의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

한편, 지붕 방음판(60)의 경우 위에서 설명한 것처럼 적설하중이 주요 설계고려요소이지만 방음터널의 특성상 방음터널 구조물의 내부를 통과하는 차량 또는 바람으로 인해 지붕 방음판(60)에 진동이 발생할 수 있고 이에 따라 볼트결합수단으로 고정된 지붕 방음판(60)이 떨어져 나갈 우려가 있다. 도 6에는 이러한 문제를 해소하기 위한 목적으로 고안된 지붕 방음판(60)을 고정하는 제1 볼트결합수단(420)의 다른 실시예가 도시되어 있다.

도 6을 참조하면, 제1 볼트체결수단(420)의 볼트(421)가 관통하는 지붕 방음판(60)의 모서리에는 볼트(421)의 직경보다 큰 볼트구멍(60a)이 형성되고 볼트(421) 머리와 지붕 방음판(60) 사이에는 볼트구멍(60a)의 지름보다 더 큰 직경을 가지는 확대와셔(425)가 체결되어 볼트구멍(60a)을 완전히 덮고 지붕 방음판(60)과 앵글(410)의 수평판(412) 사이에는 간격유지재(422)가 설치될 수 있으며 너트(423)와 수평판(412) 사이에는 스프링와셔(426)가 체결된다. 경우에 따라 간격유지재(422)는 불필요할 수 있다. 확대와셔(425)에는 장공(425a)이 형성되어 있고 스프링와셔(426)는 볼트구멍(60a)을 완전히 덮을 수 있는 크기를 가진다. 지붕 방음판(60)과 볼트 머리 사이에도 스프링와셔(426)가 체결될 수 있고 이때 스프링와셔(426)는 확대와셔(425)의 장공(425a)을 덮을 수 있는 크기를 가진다. 이에 따라 볼트(421)의 풀림을 방지할 수 있고 시공오차를 효과적으로 수렴할 수 있으며 결합부에서의 수밀과 기밀을 유지할 수 있는 결합구조가 된다.

도 7a는 본 발명의 지붕 방음판의 다른 실시예를 도시한 분해 사시도 및 단면도이고, 도 7b는 상기 도 7a의 지붕 방음판이 트러스형 지붕 부재의 하현재에 결합되는 구조를 도시한 정면도이다.

도 7a에 도시된 것처럼 본 발명에 따른 지붕 방음판(60)은 전면판(61), 배면판(62), 흡음재(63) 및 간격재(64)로 구성될 수 있다. 전면판(61)은 전면부(612)와 전면부(612)의 양단부에서 직각방향으로 연장되는 측면부(611)로 이루어져 전체적으로 ㄷ자형 단면형상을 가지고 다수 개의 흡음공(61a)이 천공되어 있다.

배면판(62)은 립이 달린 ㄷ자형 단면형상을 가지고 전면판(61)의 양쪽 끝단에 돌출되게 형성된 측면부(611)와의 사이에 일정한 간격이 형성될 수 있는 크기를 가지며 다수 개의 흡음공(62a)이 천공되어 있다. 흡음재(63)는 전면판(61)과 배면판(62) 사이의 공간에 설치되어 전면판(61)과 배면판(62)에 형성된 흡음공(61a,62a)을 통해 유입된 소음을 흡수 감소시킨다. 흡음재(63)는 그라스 울 등 이 분야에서 공지된 흡음 특성을 가지는 임의의 소재로 제조될 수 있다. 흡음재(63)와 배면판(62) 사이에는 간격재(64)가 설치되어 이들 사이에 공기층이 형성되도록 한다. 따라서 배면판(62)에 형성된 흡음공(62a)을 통해 유입된 소음은 흡음재(63)에 흡수되고 반사된 일부의 소음은 공기층에서 재흡수되어 지붕 방음판(60)의 흡음성능을 높이게 된다. 간격재(64)는 도시된 것처럼 사각 기둥 형상이 될 수 있고 배면판(62)의 높이방향을 따라 일정한 간격을 두고 복수 개가 설치될 수 있다.

이상과 같이 구성된 지붕 방음판(60)는 도 7b에 도시된 것처럼 트러스형 지붕 부재(20)의 하현재(22)와 하현재(22)의 사이에 설치되어 방음터널에서 토출되는 소음을 흡수 감쇄시킨다.

설치방법은 도 7b에 도시된 것처럼, 측면부(611)가 트러스형 지붕 부재(20) 하현재(22)의 플랜지(22a)에 볼트 등의 결합수단(69)이나 용접 등 공지의 다양한 방법에 의하여 결합된다.

즉, 하현재(22)의 플랜지(22a)의 양측에서 각각 지붕 방음판(60)의 측면부(611)를 면접시켜 상태에서 볼트 등의 결합수단(69)을 관통시키고 너트를 체결하는 방식으로 결합시키면 된다.

전면판(61)의 측면부(611)와 배면판(62)의 측면과의 사이에 일정한 간격이 형성되기 때문에, 결합수단(69) 등을 이 간격에서 체결할 수 있어 결합이 용이하도록 한다.

도 8은 강관 기둥 사이에 측면 방음판이 설치된 모습을 나타낸 정면도이고, 도 9는 강관 기둥 하단 측면 방음판의 설치구조를 나타낸 평면도이다.

강관 기둥(10) 사이에는 측면 방음판(50)이 설치되는데, 측면 방음판(50)은 공지의 차음형, 방음형, 반사형 방음판으로 구성되도록 할 수 있으며, 지붕 방음관(60)과 같은 재질의 방음판으로 구성되도록 할 수도 있고, 특히, 측면 방음판(50)은 투명 패널로 구성되도록 하여 방음터널 구조물의 내부로 채광이 이루어지도록 할 수 있다.

이러한, 측면 방음판(50)은 도 5에 도시된 것처럼 트러스형 지붕 부재(20)의 하현재(22)에 지붕 방음판(60)을 고정하는 방법과 동일한 방법으로 고정될 수 있으며, 또한, 도 8과 도 9에서와 같이, 측면 방음판(50)을 고정하기 위해 강관 기둥(10)의 외면에는 플랜지(12)와 90도를 이루는 위치에 각각 채널(13,13)이 용접 결합된다. 그리고 플랜지(12)를 기준으로 서로 대칭되게 2개의 앵글(510,510)이 제3 볼트결합수단(520)을 통해 플랜지(12)에 결합되고, 강관 기둥(10)의 양측에 결합된 채널(13,13)에 각각 앵글(530,530)이 제4 볼트결합수단(540)을 통해 결합되어 플랜지(12)에 결합된 앵글(510)과 채널(13)에 결합된 앵글(530) 사이에 측면 방음판(50)의 단부가 삽입되어 고정되도록 할 수 있다.

이러한 방식으로 측면 방음판(50)이 강관 기둥(10) 사이에 설치되며 설계 높이까지 필요한 단수로 설치된다.

상기와 같은 본 발명의 트러스형 방음터널 구조물은 트러스형 지붕 부재를 구성하여 마주보는 강관 기둥을 연결하도록 하는 트러스 구조를 사용하여 경량 구조로 설치가 가능하면서도 우각부의 휨모멘트 및 지점부 휨모멘트를 감소시킬 수 있으며, 방음판의 독립적인 탈부착이 가능하여 진동, 구조물 변위 등에 의한 탈락을 방지하고 방음판의 파손, 노후 등에 의한 교체가 용이한 효과가 있다.

또한, 트러스형 지붕 부재의 상현재에 별도로 태양광 모듈을 설치하여, 방음터널 구조물을 태양광 설비 구조물로 이용하여 투자비를 절감시킬 수 있으며, 트러스형 지붕 부재의 상현재와 하현재 사이 공간에서 공기순환이 이루어져 자연 공냉이 가능한 매우 유용한 효과가 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

C : 기초 콘크리트
10 : 강관 기둥
20 : 트러스형 지붕 부재
21 : 상현재
22 : 하현재
23 : 경사복부재
30 : 가새
50 : 측면 방음판
60 : 지붕 방음판
90 : 태양광 모듈

Claims (8)

1. 도로의 양쪽 변을 따라 설치되는 기초 콘크리트(C)와;
   상기 기초 콘크리트(C)에 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 각각 수직으로 세워지며 외측으로 돌출하여 플랜지(12)가 형성되는 강관 기둥(10)과;
   서로 마주보는 상기 강관 기둥(10)의 상부를 연결하는 상현재(21)와, 상현재(21)의 하부로 일정 거리 이격되어 서로 마주보는 상기 강관 기둥(10)을 연결하며 하현재(22)에는 하부로 돌출되게 플랜지(22a)가 일체로 형성되는 하현재(22)와, 상기 상현재(21)와 하현재(22)를 트러스 형태로 상호 연결하는 다수의 경사복부재(23)로 이루어지는 트러스형 지붕 부재(20)와;
   이웃하는 2개의 트러스형 지붕 부재(20)를 서로 연결하는 다수 개의 가새(30)와;
   상기 강관 기둥(10) 사이에 설치되는 다수 개의 측면 방음판(50); 및
   상기 트러스형 지붕 부재(20)의 하현재(22)에 설치되는 다수 개의 지붕 방음판(60);을 포함하며,
   상현재(21)는 일방향으로 경사를 갖도록 서로 마주보는 강관 기둥(10)의 상부를 연결하도록 구성되고,
   하현재(22)는 상현재(21)와 동일한 일방향 경사 또는 일정한 곡률을 갖도록 구성되며,
   상현재(21)의 상부에는 태양광 모듈(90)이 구성되는 것을 특징으로 하는 트러스형 방음터널 구조물.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 상현재(21), 하현재(22) 및 경사복부재(23)는 강관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 트러스형 방음터널 구조물.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   측면 방음판(50)은 투명 패널로 구성되는 것을 특징으로 하는 트러스형 방음터널 구조물.
5. 청구항 1에 있어서,
   지붕 방음판(60)은 하현재(22)에 돌출되게 형성된 플랜지(22a)의 양쪽에 앵글(410)의 수직판(411)이 제2 볼트결합수단(430)에 의해 각각 결합되고 앵글(410)의 수평판(412)에 지붕 방음판(60)이 제1 볼트결합수단(420)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 트러스형 방음터널 구조물.
6. 청구항 5에 있어서,
   제1 볼트결합수단(420)은, 볼트(421)와 너트(423)로 구성되고, 제2 볼트결합수단(430)의 볼트가 관통하는 앵글(410)의 수직판(411)에는 플랜지(22a)의 길이방향에 나란한 방향으로 장공(411a)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 트러스형 방음터널 구조물.
7. 청구항 5에 있어서,
   제1 볼트체결수단(420)의 볼트(421)가 관통하는 지붕 방음판(60)의 모서리에는 볼트구멍(60a)이 형성되고 볼트(421) 머리와 지붕 방음판(60) 사이에는 볼트구멍(60a)의 지름보다 더 큰 직경을 가지고 장공(425a)이 형성된 확대와셔(425)가 체결되어 볼트구멍(60a)을 완전히 덮고 너트(423)와 수평판(412) 사이에는 볼트구멍(60a)을 완전히 덮을 수 있는 크기의 스프링와셔(426)가 체결되는 것을 특징으로 하는 트러스형 방음터널 구조물.
8. 청구항 1에 있어서,
   지붕 방음판(60)은,
   전면부(612)와 전면부(612)의 양단부에서 직각방향으로 연장되는 측면부(611)로 이루어져 전체적으로 ㄷ자형 단면형상을 가지고 다수 개의 흡음공(61a)이 천공되어 있는 전면판(61)과,
   립이 달린 ㄷ자형 단면형상을 가지고 전면판(61)의 양쪽 끝단에 돌출되게 형성된 측면부(611)와의 사이에 일정한 간격이 형성될 수 있는 크기를 가지며 다수 개의 흡음공(62a)이 천공되어 있는 배면판(62)과,
   전면판(61)과 배면판(62) 사이의 공간에 설치되어 전면판(61)과 배면판(62)에 형성된 흡음공(61a,62a)을 통해 유입된 소음을 흡수 감소시키는 흡음재(63)와,
   흡음재(63)와 배면판(62) 사이에 설치되어 이들 사이에 공기층이 형성되도록 하는 간격재(64)를 포함하여 이루어져,
   측면부(611)가 트러스형 지붕 부재(20) 하현재(22)의 플랜지(22a)에 결합되는 것을 특징으로 하는 트러스형 방음터널 구조물.

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