KR101985949B1 - 편심가새와 벨트트러스를 이용한 방음터널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방음터널에 관한 것으로, 길이방향을 따라 지면에 일정 간격으로 세워지는 지주(110)와 상기 지주(110)의 상단을 연결하는 수평프레임(120)을 포함하여 형성되는 측면골조(100)가 구비되어 상기 측면골조(100)가 한 조를 이루어 폭 방향으로 일정 간격을 이루게 배치되는 한편, 상기 측면골조(100)의 상단을 연결하는 지붕프레임(210) 및 상기 지붕프레임(210)과 교차되는 방향으로 설치되는 교차프레임(230)을 구비하는 지붕골조(200)를 포함하여 방음터널이 형성되되, 상기 측면골조(100)는 측면골조(100)의 길이 방향을 따라 일정한 위치에 세워진 지주(110) 사이를 비롯하여 측면골조(100)의 전단과 후단에 세워진 지주(110)에 대하여 지주(110) 간 간격보다 좁은 간격을 가지도록 보강지주(130)가 형성되는 한편, 상기 지붕골조(200)는 보강지주(130) 및 상기 보강지주(130)와 인접한 지주(110)와 이어지는 지붕프레임(210)이 형성되어서 상기 방음터널의 전단과 후단 및 그 사이에 상기 측면골조(100)에서 지붕골조(200)로 이어지며 상기 방음터널을 횡방향으로 둘러싸는 벨트부(300)가 형성되고, 상기 벨트부(300)에는 편심가새(320)가 설치되어 방음터널에서 발생하는 모멘트를 재분배함과 아울러 상기 벨트부(300)로 발생되는 모멘트를 집중시켜 구조적인 안정성이 향상되는 편심가새와 벨트트러스를 이용한 방음터널에 관한 것이다.

Description

편심가새와 벨트트러스를 이용한 방음터널{Soundproof tunnel structure}

본 발명은 방음터널에 관한 것으로서, 특히 편심가새를 이용해 벨트트러스 구조를 형성함으로써 구조적 안전성을 확보할 수 있는 방음터널에 관한 것이다.

일반적으로 차량으로부터 발생되는 소음으로 인해 도로 등에 인접한 건물의 거주자가 직접 피해를 받지 않도록 소음을 흡수 또는 반사시키는 방음벽을 도로변에 설치하고 있다. 이러한 방음벽은 설치할 수 있는 높이의 한계가 있기에 최근 들어 방음터널의 설치가 증가하고 있다.

방음터널은 도로의 양측면 및 상부를 완전히 밀폐시켜 도로 내부의 소음이 외부로 새어나가지 못하게 함과 동시에 도로 내부의 소음을 효과적으로 흡수하는바, 도로변 거주자의 소음 피해를 줄여주는 효과를 가짐과 동시에 운전자에게 발생되는 운행 중의 주행 소음 등을 저감시키는 효과를 얻을 수 있다.

상기 방음터널을 구성하는 방음터널 구조시스템(골조)는 통상 지주를 일정간격으로 지면에 설치하고, 마주하는 지주 간을 연결하는 지붕골조로 이루어져, 비닐하우스의 골조 구조와 유사한 구조를 가진다. 이러한 일 예가 대한민국 등록특허 제10-1188485호 "경량 방음터널"이 있다.

상기 선행기술은 도시된 바와 같이 도로의 양쪽 변을 따라 설치되는 기초 콘크리트(10)에 수직으로 세워지는 강관기둥(21)과, 서로 마주보는 강관기둥(21)의 상단에 연결되는 지붕부재(22)로 구성되어 통상적인 방음터널의 형태를 이루고 있다.

본 발명은 방음터널의 구조를 개선하여 구조물에 걸리는 모멘트를 효과적으로 재분배함으로써 구조적인 안정성을 극대화한 방음터널을 얻는 것에 그 목적이 있다.

본 발명에서는 방음터널의 양쪽 단부 및 그 사이에서 적어도 한 곳에 편심가새를 이용해 벨트트러스 구조를 형성하여 구조물에서 발생하는 모멘트를 재분배함과 아울러 상기 벨트트러스로 발생되는 모멘트를 집중시킴으로써 구조적인 안정성이 향상되도록 하여 상기의 목적을 달성한다.

본 발명에 따르면 편심가새가 설치되어 형성되는 벨트부가 방음터널의 외측을 횡방향으로 둘러싸는 벨트트러스 형태를 이루며 형성됨으로써 그 부분에 모멘트가 집중되면서 방음터널의 구조가 보강된다. 따라서 벨트부를 일정한 간격으로 형성하게 되면 다른 부분에서는 지주나 지붕프레임의 설치 간격을 넓히더라도 방음터널을 구성하는 자재의 자중이나 풍압 또는 터널을 통행하는 차량에 의한 압력등 다양한 외력에 대해 견디는 능력을 확보하여 줄 수 있게 되고, 나아가 측면골조 간의 간격을 벨트부가 형성되지 않는 것에 비해 넓히더라도 응력과 최대처짐에 대한 한계를 만족할 수 있게 되는바, 보다 폭이 넓은 방음터널을 형성하는데 도움을 줄 수 있게 된다.

도 1은 종래 방음터널의 구조를 보여주는 예시도,
도 2는 본 발명에 의한 벨트부가 형성된 방음터널의 구조를 보여주는 예시도,
도 3은 본 발명에 의한 방음터널의 구조를 보여주는 정면도,
도 4는 본 발명에 의한 편심가새의 구조를 보여주는 도 3의 A부분 확대도,
도 5는 본 발명에 의한 교차부재의 타단이 이동되는 구조를 보여주는 도 4의 B부분 확대도,
도 6은 본 발명에 의한 교차부재의 타단이 이동되는 구조를 보여주는 도 4의 B부분 단면도.

이하, 본 발명을 첨부된 도 2 내지 도 6을 참고로 상세하게 설명한다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 방음터널은 측면의 뼈대를 이루는 측면골조(100)와, 일정한 간격으로 형성된 측면골조(100)의 상단을 서로 연결하여 지붕 뼈대를 이루는 지붕골조(200)를 포함한다.

상기 측면골조(100)는 지면에 일정 간격으로 세워지는 다수의 지주(110)와, 상기 지주(110)의 상단을 연결하는 수평프레임(120)을 포함한다. 본 발명에서 측면골조(100)를 구성하는 다수의 지주(110)는 수평프레임(120)에 의해 연결된 상태를 가지는바 문틀 구조를 형성하게 된다.

상기 지주(110)와 수평프레임(120)은 H빔으로 형성될 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니다.

지붕골조(200)는 마주보는 측면골조(100)의 상단을 연결하는 형태로 형성된다. 이러한 지붕골조(200)는 수평프레임(120)을 연결하면서 일정한 간격으로 형성되는 지붕프레임(210)과 상기 지붕프레임(210)과 교차되게 설치되는 교차프레임(230)을 포함한다.

여기서, 상기 지붕프레임(210)은 위로 볼록한 형상을 이루어 중앙 부분이 삼각형 형상으로 뾰족하게 형성될 수 있다. 형성되는 위치는 상기 지주(110)와 이어지는 형태로 형성되는 것이 바람직한데, 추가적으로 지주(110)와 이어지지 않는 위치에 형성될 수 있다. 지주(110)와 이어지지 않는 위치는 지주(110)와 이어지는 형태로 형성되는 지붕프레임(210) 사이가 된다. 이러한 지붕프레임(210)은 H빔으로 형성될 수 있다.

본 발명에서는 상기 측면골조(100)는 전단과 후단에 세워진 지주(110)에 대하여 지주(110) 간 간격보다 좁은 간격을 가지는 위치에 형성되는 보강지주(130)를 더 포함한다. 더불어 측면골조(100)의 길이 방향을 따라 일정한 위치에 세워진 지주(110) 사이에 형성되는 보강지주(130)를 포함하는데, 지주(110) 사이에 보강지주(130)가 형성되는 경우 두 지주(110)의 중간 지점에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 구성에서 상기 지붕골조(200)는 상기 보강지주(130)와 이어지는 지붕프레임(210)을 포함하여 형성된다. 따라서 상기 방음터널의 전단과 후단 및 그 사이에 상기 측면골조(100)에서 지붕골조(200)로 이어지며 상기 방음터널을 횡방향으로 둘러싸는 벨트부(300)가 형성되게 된다. 보강지주(130) 및 보강지주(130)와 인접하게 배치된 지주(110), 그리고 그러한 보강지주(130) 및 보강지주(130)와 인접하게 배치된 지주(110)와 이어지는 형태로 형성되는 지붕프레임(210)에 의해 일정 폭을 이루며 방음터널을 횡방향으로 둘러싸는 벨트부(300)가 형성되는 것이다.

한편, 방음터널의 전단과 후단 사이에 형성되는 벨트부(300)는 방음터널의 길이에 따라 일정한 간격을 이루게 형성될 수 있다. 도면에는 방음터널의 길이 방향 중앙 부분에 형성된 것이 예시되어 있으나, 길이가 길 경우 그 이상이 필요에 따라 일정한 간격을 이루게 형성될 수 있는 것이다.

상기 벨트부(300)는 편심가새(320)를 포함한다. 편심가새(320)가 벨트부(300)에 형성됨으로써 벨트부(300)가 방음터널의 외측을 둘러싸는 벨트트러스 형태를 이루게 된다. 이러한 벨트부(300)는 방음터널이 자재의 자중이나 풍압과 같은 외력에 견디는 능력을 향상시키게 된다. 방음터널에서 발생하는 모멘트를 재분배함과 아울러 상기 벨트부(300)로 발생되는 모멘트를 집중시켜 구조적인 안정성을 향상시키게 되는 것이다.

상기 편심가새(320)는 상기 편심가새(320)는 측면골조(100)에서는 지주(110)와 보강지주(130) 및 수평프레임(120)에 의해 구획되는 사각 형상의 틀 안에 설치되고, 지붕골조(200)에서는 상기 지붕프레임(210)과 교차프레임(230)에 의해 구획되는 사각 형상의 틀 안에 각각 설치된다. 따라서 편심가새(320)가 측면골조(100)와 지붕골조(200)에서 벨트부(300)를 따라 규칙적인 패턴을 이루게 형성되게 되게 된다. 그 결과로 모멘트를 효과적으로 분산시킬 수 있게 되는 것이다.

상기 구성에서 편심가새(320)는 상기 사각 형상의 틀에서 대향되는 양쪽 모서리 부분에 양단이 고정되는 대각부재(322)와, 상기 대각부재(322)와 교차하는 방향으로 배치되어 대각부재(322) 중앙부에 일단이 연결되고 타단은 상기 사각형상의 틀 모서리 부분에 연결되는 교차부재(324)를 포함하여 형성된다.

상기 교차부재(324)는 와이어로 형성된다. 와이어는 재질 특성상 외력이 가해질 때 일정 정도 탄성적으로 늘어났다가 원래의 길이로 돌아가게 되는데, 그로 인해 외력에 의해 일정 정도 변형되면서 효과적으로 모멘트를 분배함과 아울러 충격을 흡수할 수 있게 된다.

여기서, 상기 대각부재(322)는 하나의 부재로 형성될 수 있으나, 필요에 따라 양단이 축으로 고정될 수 있고, 중앙부분이 분리되어 연결용 브라켓에 축으로 고정될 수 있다. 이러한 구성에서 상기 교차부재(324)는 상기 연결용 브라켓에 일단이 고정되게 되는데, 와이어로 형성되어 대각부재(322)를 강하게 당겨주면서 설치됨으로써 팽팽하게 당겨져 장력이 유지된 상태로 설치되게 된다.

상기에 따르면 외력이 가해지는 본 발명에 의한 편심가새(320)가 설치된 지점에 변형이 발생할 수 있는데, 이때 변형을 대각부재(322)와 교차부재(324) 일정정도 변형되면서 흡수하게 되고, 탄성적으로 변형을 흡수한 다음 원래의 형상대로 돌아올 수 있도록 하는데 도움을 주게 된다. 특히 와이어로 형성된 교차부재(324)가 강한 힘으로 대각부재(322)를 당겨주면서 설치됨에 따라 어느 정도 이상의 변형이 발생하지 않도록 잡아주는 역할도 수행하게 된다. 결과적으로 탄성적으로 충격을 흡수할 수 있게 되는 것이고, 강한 외력에도 편심가새(320)가 파손되지 않고 기능을 유지할 수 있도록 하는 것에도 도움을 줄 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 교차부재(324)의 타단은 측면골조(100)에서는 수평프레임(120)에 고정되고, 지붕골조(200)에서는 지붕프레임(210)에 연결되면서 고정된다. 이때 상기 교차부재(324)의 타단이 수평프레임(120)이나 지붕프레임(210)을 따라 일정 정도 거리만큼 왕복 될 수 있게 형성된다. 도 4, 5, 6에 도시된 바와 같이 스프링(328)에 의해 지지되면서 수평프레임(120)과 지붕프레임(210)을 따라 일정 정도 범위 내에서 탄성적으로 왕복되는 롤러(326)가 형성되고, H빔으로 형성되는 수평프레임(120)이나 지붕프레임(210)에는 일정한 길이로 되는 하우징이 형성되어 있어서 상기 하우징 내부에 롤러(326)가 수용된 상태로 스프링(328)에 의해 지지되는바, 교차부재(324)의 타단이 상기 롤러(326)에 연결되어 일정 정도 범위 내에서 왕복이 가능하게 형성되는 것이다. 이로써 교차부재(324)가 외력에 의한 상기 사각 형상의 틀의 변형에 안정적으로 대응할 수 있게 된다.

이상과 같은 본 발명에 따르면 편심가새(320)가 설치되어 형성되는 벨트부(300)가 방음터널의 외측을 횡방향으로 둘러싸는 벨트트러스 형태를 이루며 형성됨으로써 그 부분에 모멘트가 집중되면서 방음터널의 구조가 보강된다. 따라서 벨트부(300)를 일정한 간격으로 형성하게 되면 다른 부분에서는 지주(110)나 지붕프레임(210)의 설치 간격을 넓히더라도 방음터널을 구성하는 자재의 자중이나 풍압 또는 터널을 통행하는 차량에 의한 압력등 다양한 외력에 대해 견디는 능력을 확보하여 줄 수 있게 된다. 나아가 측면골조(100)간의 간격을 벨트부(300)가 형성되지 않는 것에 비해 넓히더라도 응력과 최대처짐에 대한 한계를 만족할 수 있게 되는바, 보다 폭이 넓은 방음터널을 형성하는데 도움을 줄 수 있게 된다.

100: 측면골조, 110: 지주,
120: 수평프레임, 130: 보강지주,
200: 지붕골조, 210: 지붕프레임,
230: 교차프레임, 300: 벨트부,
320: 편심가새, 322: 대각부재,
324: 교차부재, 326: 롤러,
328: 스프링.

Claims (4)

1. 길이방향을 따라 지면에 일정 간격으로 세워지는 지주(110)와 상기 지주(110)의 상단을 연결하는 수평프레임(120)을 포함하여 형성되는 측면골조(100)가 구비되어 상기 측면골조(100)가 한 조를 이루어 폭 방향으로 일정 간격을 이루게 배치되는 한편, 상기 측면골조(100)의 상단을 연결하는 지붕프레임(210) 및 상기 지붕프레임(210)과 교차되는 방향으로 설치되는 교차프레임(230)을 구비하는 지붕골조(200)를 포함하여 방음터널이 형성되고,
   상기 측면골조(100)는 측면골조(100)의 길이 방향을 따라 일정한 위치에 세워진 지주(110) 사이를 비롯하여 측면골조(100)의 전단과 후단에 세워진 지주(110)에 대하여 지주(110) 간 간격보다 좁은 간격을 가지도록 보강지주(130)가 형성되는 한편, 상기 지붕골조(200)는 보강지주(130) 및 상기 보강지주(130)와 인접한 지주(110)와 이어지는 지붕프레임(210)이 형성되어서 상기 방음터널의 전단과 후단 및 그 사이에 상기 측면골조(100)에서 지붕골조(200)로 이어지며 상기 방음터널을 횡방향으로 둘러싸는 벨트부(300)가 형성되며,
   상기 벨트부(300)에는 편심가새(320)가 설치되어 방음터널에서 발생하는 모멘트를 재분배함과 아울러 상기 벨트부(300)로 발생되는 모멘트를 집중시켜 구조적인 안정성이 향상되되,
   상기 편심가새(320)는 측면골조(100)에서 지주(110)와 보강지주(130) 및 수평프레임(120)에 의해 구획되는 사각 형상의 틀안에 설치되고, 상기 지붕골조(200)에서는 상기 지붕프레임(210)과 교차프레임(230)에 의해 구획되는 사각 형상의 틀 안에 각각 설치되는 것으로, 상기 사각 형상의 틀에서 대향되는 양쪽 모서리 부분에 양단이 고정되는 대각부재(322)와, 상기 대각부재(322)와 교차하는 방향으로 배치되어 대각부재(322) 중앙부에 일단이 연결되고 타단은 상기 사각 형상의 틀 모서리 부분에서 수평프레임(120)과 지붕프레임(210)에 각각 연결되는 와이어로 되는 교차부재(324)를 포함하고,
   상기 교차부재(324)의 타단은 스프링(328)에 의해 지지된 상태로 설치되어 수평프레임(120)과 지붕프레임(210)을 따라 일정 정도 범위 내에서 탄성적으로 왕복되며 위치가 조절되는 롤러(326)에 연결되어 외력에 의한 상기 사각 형상의 틀의 변형에 대응할 수 있게 되는 편심가새와 벨트트러스를 이용한 방음터널.
   
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